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絮凝劑在廢水處理中的作用
 
在工業(yè)生產和日常生活中，大量廢水不斷產生，若未經(jīng)有效處理直接排放，將對環(huán)境造成嚴重污染。廢水處理成為環(huán)境保護的重要任務，而絮凝劑在其中發(fā)揮著不可替代的關鍵作用。
絮凝劑的作用原理
絮凝劑可分為無機絮凝劑、有機絮凝劑和微生物絮凝劑。其核心作用原理是通過與廢水中的污染物發(fā)生一系列物理化學作用，使原本分散在水中的微小顆粒聚集形成較大絮體，從而便于后續(xù)的分離去除。
壓縮雙電層與電中和
許多廢水中的污染物顆粒帶有電荷，它們相互排斥而穩(wěn)定分散在水中。無機絮凝劑如硫酸鋁、聚合氯化鋁等在水中會水解產生高價陽離子，這些陽離子能夠壓縮污染物顆粒表面的雙電層厚度，降低其 zeta 電位。當 zeta 電位降低到一定程度時，顆粒間的靜電斥力減小，促使顆粒相互靠近。同時，絮凝劑水解產生的帶正電的多核羥基絡合物能夠與帶負電的污染物顆粒發(fā)生電中和反應，進一步消除顆粒間的靜電排斥，使顆粒能夠相互碰撞結合，形成微小絮體。例如在處理造紙廢水時，其中的木質素等帶負電的膠體顆粒，在聚合氯化鋁水解產生的陽離子作用下，通過壓縮雙電層和電中和，開始聚集。
吸附架橋
有機絮凝劑如聚丙烯酰胺（PAM）具有長鏈高分子結構。其分子鏈上含有大量活性基團，能夠吸附在廢水中的污染物顆粒表面。一個高分子鏈可以同時吸附多個顆粒，就像在顆粒之間架起了橋梁，將這些顆粒連接起來，使微小絮體逐漸長大形成更大的絮團。這種吸附架橋作用不僅能使顆粒聚集，還能增強絮團的結構穩(wěn)定性。在印染廢水處理中，廢水中的染料分子等污染物被聚丙烯酰胺的長鏈分子吸附，通過架橋作用形成大的絮團，便于后續(xù)分離。
網(wǎng)捕卷掃
當向廢水中投加大量絮凝劑并發(fā)生水解時，會形成具有三維空間結構的氫氧化鋁、氫氧化鐵等難溶性氫氧化物沉淀。這些沉淀物在形成過程中會像篩網(wǎng)一樣，將周圍的污染物顆粒和已經(jīng)形成的微小絮體網(wǎng)捕卷掃在一起，共同沉降下來，從而達到去除污染物的目的。在處理含有大量懸浮物的礦山廢水時，投加的硫酸鐵絮凝劑水解產生的氫氧化鐵沉淀，能夠通過網(wǎng)捕卷掃作用有效去除廢水中的泥沙等懸浮物。
絮凝劑對不同污染物的去除作用
去除懸浮物
懸浮物是廢水中常見的污染物，如泥沙、纖維、碎屑等。絮凝劑能夠快速使這些懸浮物聚集形成大的絮團，通過沉淀或氣浮等方式從廢水中分離出來。在城市污水處理廠的初沉池中，投加絮凝劑可使污水中的懸浮物快速沉降，降低后續(xù)處理單元的負荷。經(jīng)絮凝處理后，廢水中懸浮物的去除率通常可達 70% - 90%，使水質變得更加清澈。
降低化學需氧量（COD）
廢水中的有機物會消耗水中的溶解氧，導致水體缺氧，危害水生生物。絮凝劑在一定程度上能夠去除部分有機物，從而降低 COD 值。一方面，一些有機污染物本身帶有電荷，可通過電中和與絮凝劑結合形成絮體被去除；另一方面，部分有機物能夠被絮凝劑水解產生的沉淀物吸附共沉淀。例如在食品加工廢水處理中，通過投加合適的絮凝劑，可使廢水中的蛋白質、淀粉等有機物凝聚沉淀，COD 去除率可達 30% - 60%。
去除重金屬離子
對于含有重金屬離子如鉛、鎘、鉻、汞等的廢水，絮凝劑可通過與重金屬離子發(fā)生化學反應形成難溶性沉淀，或者通過吸附作用將重金屬離子富集在絮體中。如在電鍍廢水處理中，使用硫化物絮凝劑可與廢水中的重金屬離子反應生成硫化物沉淀，將重金屬離子從廢水中去除。同時，一些有機絮凝劑對重金屬離子也有一定的螯合吸附能力，能夠有效降低廢水中重金屬離子的濃度，使其達到排放標準。
改善廢水的可生化性
部分工業(yè)廢水由于含有大量難降解有機物，可生化性較差，直接進行生物處理效果不佳。絮凝劑處理能夠去除廢水中的部分大分子有機物和懸浮物，降低廢水的復雜性，提高其可生化性。經(jīng)過絮凝預處理后，后續(xù)生物處理單元的微生物能夠更好地利用廢水中的有機物，提高生物處理效率。例如在制藥廢水處理中，通過絮凝預處理，可使廢水的 BOD?/COD 比值提高，改善其可生化性，為后續(xù)的生物處理創(chuàng)造有利條件。
絮凝劑在不同廢水處理場景中的應用
城市污水處理
在城市污水處理廠，絮凝劑廣泛應用于各個處理環(huán)節(jié)。在初沉池中，投加絮凝劑可加速污水中懸浮物和部分有機物的沉降，減輕后續(xù)生物處理單元的負荷。在二沉池中，絮凝劑可用于進一步去除生物處理后殘留的微小絮體和懸浮物，提高出水水質。此外，在污泥脫水過程中，絮凝劑能夠改善污泥的脫水性能，使污泥中的水分更容易分離出來，便于后續(xù)的污泥處置。
工業(yè)廢水處理
不同行業(yè)的工業(yè)廢水性質差異較大，絮凝劑的選擇和應用也各不相同。在造紙工業(yè)廢水中，由于含有大量的木質素、纖維素等懸浮物和有機物，常用聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺復合絮凝劑進行處理，可有效去除污染物，實現(xiàn)廢水的循環(huán)利用。印染廢水含有多種染料和助劑，水質復雜，通過選擇合適的絮凝劑，如陽離子型聚丙烯酰胺，能夠使染料分子凝聚沉淀，降低廢水的色度和 COD 值。化工廢水往往含有大量有毒有害物質，包括重金屬離子和有機污染物，需要根據(jù)廢水的具體成分選擇針對性的絮凝劑，如處理含汞廢水可采用硫化鈉絮凝劑，處理含酚廢水可采用鐵鹽絮凝劑等。
飲用水處理
在飲用水處理中，絮凝劑用于去除原水中的懸浮物、膠體和部分有機物，以提高飲用水的安全性和口感。常用的絮凝劑有硫酸鋁、聚合氯化鋁等。原水經(jīng)過絮凝沉淀后，再經(jīng)過過濾、消毒等后續(xù)處理工序，可有效去除水中的雜質和微生物，使水質符合國家飲用水衛(wèi)生標準。絮凝劑在飲用水處理中的應用，對于保障居民的飲水安全具有重要意義。
絮凝劑在廢水處理中通過獨特的作用原理，對各類污染物具有顯著的去除效果，廣泛應用于城市污水、工業(yè)廢水和飲用水處理等多個領域。隨著環(huán)BAO要求的不斷提高和廢水處理技術的發(fā)展，絮凝劑的種類和性能將不斷優(yōu)化，在廢水處理中發(fā)揮更加重要的作用，為環(huán)境保護和水資源的可持續(xù)利用提供有力支持。