第一章混凝与絮凝的比较絮凝剂是用来提高沉降、澄清、过滤、气浮、离心分离等工艺过程的速度和效率。

絮凝过程就是悬浮液中许多单独颗粒形成会萃体(絮团或者矾花)的过程。

水处理中，混凝和絮凝代表两种不同的机制。

1.混凝水中悬浮的颗粒在粒径小到一定程度时，其布朗运动的能量足以阻挠重力的作用，而使颗粒不发生沉降。

这种悬浮液可以长期保持稳定状态。

而且，悬浮颗粒表面往往带电(往往是负电)，颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大，从而增加了悬浮液的稳定性。

混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电，使颗粒“脱稳”。

颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用，互相结合变大，以利于从水中分离。

混凝剂是份子量低而阳电荷密度高的水溶性聚合物，多数为液态。

它们分为无机和有机两大类。

无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。

1.1PAC(聚合氯化铝)的溶解与使用(1)PAC 为无机高份子化合物,易溶于水,有一定的腐蚀性；根据原水水质情况不同,使用前应先做小试求得最佳用药量(具体方法可参见第2 条:聚合硫酸铁的溶解与使用-加药量的确定)；(参考用量范围:20-800ppm) ；(2)为便于计算,实验小试溶液配置按分量体积比(W/V),普通以2~5%配为好。

如配3% 溶液:称PAC3g,盛入洗净的200ml 量筒中,加清水约50ml,待溶解后再加水稀释至100ml 刻度, 摇匀即可；(3)使用时液体产品配成5-10%的水液, 固体产品配成3-5%的水液(按商品分量计算)；使用配制时按固体:清水=1:5(W/V)摆布先混合溶解后,再加水稀释至上述浓度即可；低于1%溶液易水解,会降低使用效果；浓度太高易造成浪费,不容易控制加药量；加药按求得的最佳投加量投加；(4)运行中注意观察调整,如见沉淀池矾花少、余浊大，则投加量过少；如见沉淀池矾花大且上翻、余浊高，则加药量过大，应适当调整；加药设施应防腐。

1.2聚合硫酸铁(PFS)的溶解与使用1.2.1PFS溶液配制a. 使用时普通将其配制成5%-20%的浓度；b. 普通情况下当日配制当日使用，配药如用自来水，稍有沉淀物属正常现象。

1.2.2加药量的确定(1)因原水性质各异，应根据不同情况，现场调试或者作烧杯混凝试验，取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果。

a.取原水1L，测定其PH 值；b.调整其PH 值为6-9；c.用2ml 注射器抽取配制好的PFS 溶液，在强力搅拌下加入水样中，直至观察到有大量矾花形成,然后缓慢搅拌，观察沉淀情况。

记下所加的PFS 量，以此初步确定PFS 的用量；d. 按照上述方法，将废水调成不同PH 值后做烧杯混凝试验，以确定最佳用药PH 值；e. 若有条件，做不同搅拌条件下用药量，以确定最佳的混凝搅拌条件；f. 根据以上步骤所做试验，可确定最佳加药量，混凝搅拌条件等。

(2)注意混凝过程三个阶段的水力条件和形成矾花状况。

a) 凝结阶段：是药剂注入混凝池与原水快速混凝在极短期内形成微细矾花的过程，此时水体变得更加浑浊，它要求水流能产生激烈的湍流。

烧杯实验中宜快速(250-300 转/分)搅拌10-30S，普通不超过2min。

b)絮凝阶段：是矾花成长变粗的过程，要求适当的湍流程度和足够的停留时间(10 - 15mi，n)至后期可观察到大量矾花会萃徐徐下沉，形成表面清晰层。

烧杯实1验50先以转/分搅拌约6 分钟，再以60 转/分搅拌约4 分钟至呈悬浮态。

c) 沉降阶段：它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程，要求水流缓慢，为提高效率普通 采用斜管(板式)沉降池(最好采用气浮法分离絮凝物)，大量的粗大矾花被斜管(板)壁阻挡而 沉积于池底，上层水为澄清水，剩下的粒径小，密度小的矾花一边徐徐下降，一边继续相 互碰撞结大， 至后期余浊基本不变。

烧杯实验宜以 20-30 转/分慢搅 5 分钟， 再静沉 10 分钟， 测余浊。

(3)PFS 的投加a. 根据烧杯混凝试验结果,调整废水 PH 值和搅拌条件；b. 根据水量大小， 调整加药泵流量， 按所确定的加药比例投加；c. 实际加药量可能与烧杯混凝试验有些差异，根据处理水质情况调整；d. 若配合使用有机高份子絮凝剂如 PAM ，可取得更佳效果；e. PAM 加药量普通为 2ppm 摆布。

2. 絮凝絮凝是聚合物的高份子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程。

“架桥”就是聚合 物份子上不同链段吸附在不同颗粒上， 促进颗粒与颗粒会萃。

合用范围及参考用量名称 纸箱厂废水 机加工乳化油废水 化工废水 油田钻井废水造漆废水 洗毛废水 制革废水 印染废水 造纸废水 污泥脱水注：上表为参考用量， 具体用量应该通过实验确定。

名称 生活饮用水 工业用水 城市污水 电厂废水 洗煤废水 钢铁工业废水 有色选矿废水 冶金选矿废水 食品工业废水 电镀废水参考用量 参考用量表絮凝剂为有机聚合物，多数份子量较高，并有特定的电性(离子性)和电荷密度(离子度)。

实际过程要比上述理论复杂得多。

由于混凝剂/絮凝剂都是高份子物质，同一产品中大大小小的份子都有，所谓“份子量”只是一个平均概念。

所以，在用某一混凝剂或者絮凝剂处理污水是，“电中和”和“架桥”作用会交织在一起同时发生。

絮凝过程是多种因素综合作用的结果，目前仍有一些没有认清和解决的问题。

就我们所知，絮凝过程与絮凝剂份子结构、电荷密度、份子量有关；与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、比表面积有关；与介质 (水)的pH 值、电导、水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素有关。

因此尽管有理论和经验可循，用实验来选择絮凝剂仍然是不可缺少的。

2.1聚丙烯酰胺(PAM)的溶解与使用1) PAM 是有机高份子化合物，可分为阴离子型，阳离子型和非离子型，为白色粉末或者颗粒，可溶于水，但溶解速度很慢；2) 阴离子型普通用于废水处理絮凝剂，阳离子型普通用于污泥脱水；3) 作为絮凝剂时用药量普通为1-2ppm ，即每处理1 吨废水用药量约为1-2g；4) 使用时阴离子型普通配制成0.1%摆布的水溶液，阳离子型可配制成0.1%-0.5%；5) 配制溶液时应先在溶解槽中加水，然后开启搅拌机，再将PAM 沿着旋涡缓慢加入，PAM 不能一次性快速投入，否则的话PAM 会结块形成“鱼眼”而不能溶解；6) 加完PAM 后普通应继续搅拌30min 以上，以确保其充分溶解；7) 溶解后的PAM 应尽快使用，阴离子型普通不要超过36h，阳离子型溶解后很容易水解，应24h 内使用。

2.2.ST絮凝剂特性ST 絮凝剂是种新型的水溶性高份子电解质。

它具有离子度高、易溶于水(在整个PH 值范围内彻底溶于水，且不受低水温的影响)、不成凝胶、水解稳定性好等特点，由于ST 絮凝剂的大份子链上所带的正电荷密度高，产物的水溶性好，份子量适中，因此具有絮凝和消毒的双重性能。

它不仅可有效地降低水中悬浮物固体含量，从而降低水的浊度：而且还可使病毒沉降和降低水中三卤甲烷前体的作用，于是使水中的总含碳量(TOC)降低。

ST 絮凝剂可作为主絮凝剂和助凝剂使用(其用量0.5-0.7PPM 相当于明矾50~60PPM)，对水的澄清有明显的效果，特殊是对低浊度水的处理，更是其它类型的高份子絮凝剂所不及。

ST 絮凝剂与传统使用的无机絮凝剂(如硫酸铝、碱式氯化铝等)相比，具有产生的淤泥量少，沉降速度快水质好，成本低等特点，而且还可采用直接过滤的新工艺，这对传统的上水处理无疑是一个重大改革。

ST 絮凝剂产品的技术指标为：外观：无色或者淡黄色粘稠液体含量：≥30% (m/m)特性粘度：≥40% (m1/g)离子度：≥50%(m/m)ST 絮凝剂的使用方法：ST 絮凝剂可单独使用，或者与硫酸铝、碱式氯化铝复合使用。

复合使用时、可减少无机絮凝剂添加量，并大大减少产生的污泥量。

ST 絮凝剂的最佳使用浓度是使Zate 电位零或者接近于零时用量。

当用量过多时，反而起分散作用。

ST 絮凝剂单独使用时，其加药量范围为0.2- 10ppm。

ST 絮凝剂在低温贮存时，将使胶体或者液体冻成冰块，影响它的絮凝活性。

因此，应在0-32℃之间贮顾为宜。

ST 絮凝剂应可能用中性不含金属盐的水来配制贮备液。

贮备液普通配成1%、0.5%或者0. 1%的液体。

与其它高份子絮凝剂一样，ST 絮凝剂在剪切力较高的高速搅拌下，将会被切断份子链，从面降低絮凝剂性能。

因此，溶解、输送和絮凝过程，都不要使用较高速度的旋转搅拌机和离心泵。

普通溶解和絮凝时可用吹入空气或者用约100 转/分低速的螺旋式搅拌为宜。

输送则尽可能利用位差或者排液泵为宜。

ST 絮剂的效果与加入方法有很大关系，为使ST 絮凝剂与悬浮物能充分混匀，絮凝剂应尽可能稀释并多次加入。

为了使ST 絮凝剂的份子链既不被剪断，同时又能与处理体系充分混合，可采用： (一) 在处理物流动管中多次分散加入ST 絮凝剂； (二)用压缩空气搅拌； (三)用螺旋桨搅拌器在100 转/分低速下进行。

形成絮凝块后，便要避免搅拌。

ST 絮凝剂广泛应用于净水、破乳、造纸双元助留、造纸浆液阴离子杂质消除等领域。

第二章PAM和铝盐混凝剂联用1.摘要本文试验研究了聚丙烯酰胺和聚合氯化铝或者硫酸铝联用除浊、除UV254 和CODMn 的效果，结果表明：聚丙烯酰胺和聚合氯化铝或者硫酸铝联用, 比单独用聚合氯化铝或者硫酸铝的除浊效果显著,而对UV254 和CODMn 去除率提高幅度不大，但可大量减少无机混凝剂用量和减少污泥湿基分量，从而减少水厂净水处理成本和污泥处理量。

关键词：聚丙烯酰胺污泥湿基分量经济分析混凝是以地面水为水源的自来水处理厂不可缺少的基本净水工艺，国内各水厂大多使用无机混凝剂，投药量大，产生的污泥数量多、体积大，难以处理,而且净水效果也不尽如意。

有机高份子聚丙烯酰胺(PAM)优良的助凝效果早已为人们熟知,但受其单体毒性、投加量及投加方式优化等问题的影响, 国内自来水厂较少使用。

然而研究表明：只要严格控制PAM 投加量及产品单体含量，其在水厂使用非但可以提高净水效果，而且是最有效减少污泥数量、体积及改善污泥脱水性质的途径[1] 。

欧洲、美国已经有相当数量的给水厂选用聚丙烯酰胺作为给水处理的一种絮凝剂。

随着环境问题的日益严重，水厂污泥处理已为人们所重视，我国有些城市的新建水厂及原有水厂已将污泥处理提上议事日程，有的水厂污泥处理工程已建成投产。

同济大学在自来水厂使用PAM 助凝和污泥处理方面作了大量研究，取得一定的经验。

2.试验部份取某河水水样，进行投加不同的混凝剂和聚丙烯酰胺的实验室混凝搅拌试验。

2.1仪器与试剂SC－956 实验搅拌机(湖北省潜江县仪器厂)；2100N 浊度仪(HACH 公司)；751GW 分光光度计(惠普上海分析仪器有限公司)；聚合氯化铝(以下简称PAC，Al2O330%,盐基度65－80％，2300 元/吨，上海五四净水剂厂)；硫酸铝(以下简称AS ，Al2O310% ，900 元/吨,上海五四净水剂厂)；聚丙烯酰胺(以下简称PAM，AN910PWG，阴离子型，份子量1.42×107,单体含量0.008%, 水解度20.5%,26000 元/吨,法国SNF 公司)。