絮凝劑用於提高沈降、澄清、過濾、氣浮、離心分離等工藝過程的速度和效率。絮凝是懸浮液中許多單個顆粒形成聚集體(絮狀物或礬花)的過程。
凝結和絮凝是水處理中兩種不同的機制。
凝結
當水中懸浮顆粒的粒徑足夠小時，其布朗運動能量足以阻止重力的作用，使顆粒不沈降。這種懸浮液可以長時間保持穩定。而且懸浮顆粒的表面往往帶電荷(往往帶負電)，顆粒間同種電荷的排斥使顆粒難以合並變大，從而增加了懸浮的穩定性。
混凝過程是加入帶正電荷的混凝劑，中和顆粒表面的負電荷，使其“不穩定”。結果，顆粒通過碰撞、表面吸附和範德華引力相互結合變大，有利於與水分離。
混凝劑是低分子量、高陽離子電荷密度的水溶性聚合物，大部分是液體。它們分為無機和有機兩類。無機混凝劑主要是鋁鹽、鐵鹽及其聚合物。
絮凝
絮凝是聚合物鏈在懸浮顆粒之間橋接的過程。“橋聯”是指聚合物分子的不同鏈段吸附在不同的顆粒上，促進顆粒-顆粒聚集。
絮凝劑是有機聚合物，其中大多數具有高分子量和特定的電性質(離子性)和電荷密度(離子性)。
實際過程比上述理論復雜得多。因為混凝劑/絮凝劑都是高分子物質，同壹產品中有各種大小的分子，所以所謂的“分子量”只是壹個平均概念。所以用混凝劑或絮凝劑處理汙水時，“電中和”和“架橋”會交織在壹起，同時發生。絮凝過程是多種因素共同作用的結果，但仍有壹些問題沒有得到認識和解決。據我們所知，絮凝過程與絮凝劑的分子結構、電荷密度和分子量有關。與懸浮顆粒的表面性質、顆粒濃度和比表面積有關。與介質(水)的pH值、電導率、水中是否存在其他物質、水溫、攪拌等因素有關。因此，雖然有理論和經驗可循，但通過實驗來選擇絮凝劑仍然是必不可少的。
1和聚合氯化鋁的溶解和使用
1) PAC是壹種無機高分子化合物，易溶於水，具有壹定的腐蝕性；
2)根據原水水質不同，使用前應通過小試得出最佳投加量(具體方法見第二條:聚合硫酸鐵的溶解與使用——投加量的確定)；(參考劑量範圍:20-800ppm)
3)為方便計算，試液按重量-體積比(W/V)配制，壹般以2 ~ 5%為好。若配成3%溶液，稱取PAC3g，置於潔凈的200ml量筒中，加入約50ml清水，溶解後用水稀釋至100ml，搖勻。
4)使用時，液體產品配制成5-10%的水液體，固體產品配制成3-5%的水液體(按貨物重量計算)；
5)使用和配制時，先將固體:清水=1:5(W/V)混合溶解，然後加水稀釋至上述濃度。
6)1%以下的溶液易水解，會降低使用效果；濃度太高容易造成浪費，不容易控制用量；
7)根據得到的最佳劑量進行配料；
8)運行中註意觀察和調整。如果發現沈澱池礬花少，濁度多，說明用量太少；如果沈澱池礬花大、上翹、渾濁，說明投藥量過大，應適當調整；
9)加藥設施應防腐。
2.聚合硫酸鐵的溶解和使用。
1) PFS溶液制備
A.使用時，壹般配制成5%-20%的濃度；
B.壹般在準備當天使用。如果用自來水配藥，有壹點沈澱是正常的。
2)劑量的確定
由於原水性質不同，應根據不同情況進行現場調試或做燒杯混凝試驗，以獲得最佳使用條件和最佳投加量，達到最佳處理效果。
A.取1L原水，測量其PH值；
b .調節PH值至6-9；
C.用2ml註射器抽取配制好的PFS溶液，在強烈攪拌下加入水樣中，直至觀察到大量礬花，然後緩慢攪拌觀察沈澱。記下PFS的添加量，以便初步確定PFS的添加量；
d .按照上述方法，將廢水調節到不同的PH值，然後進行燒杯混凝試驗，確定藥物的最佳PH值；
e、如果條件允許，在不同攪拌條件下進行加藥，以確定最佳混凝攪拌條件；
f、根據以上步驟所做的試驗，可以確定最佳的投加量、混凝和攪拌條件。
註意混凝過程三個階段的水力條件和礬花形成。
a)混凝階段:是在極短的時間內，向混凝池中註入化學藥劑，使原水迅速混凝形成細礬花的過程。此時水變得更加渾濁，需要水流產生強烈的湍流。在燒杯實驗中，宜快速攪拌10-30S(250-300 rpm)，壹般不超過2min。
b)絮凝階段:是礬花生長、增厚的過程，需要適宜的紊流度和足夠的停留時間(10-15min)。後期可觀察到大量明礬花聚集，慢慢下沈，形成清晰的表層。在燒杯實驗中，以150 rpm攪拌約6分鐘，然後以60 rpm攪拌約4分鐘，直至懸浮。
c)沈澱階段:是沈澱池中的絮凝沈澱過程，要求水流緩慢。為了提高效率，壹般采用斜管(板)沈澱池(最好采用氣浮分離絮體)，大量粗礬花被斜管(板)壁堵塞，沈積在池底。上層水是清水，剩余的顆粒小、密度低的礬花在緩慢下降的同時繼續相互碰撞，直到後期基本處於殘濁狀態。燒杯實驗應在20-30 rpm下緩慢攪拌5分鐘，然後靜置65438±00分鐘，以測量殘余濁度。
表1:PFS應用範圍和參考劑量
名稱參考劑量名稱參考劑量
飲用水1:20000-1:200000紙箱廠廢水1:5000-1:10000。
工業用水1:20000-1:200000機械加工乳化油廢水1:5000-1:12000。
城市汙水1:10000-1:50000化工廢水1:3000-1:10000。
電廠廢水1:10000-1:30000油田鉆井廢水1:3000-1:10000。
洗煤廢水1:10000-1:30000制漆廢水1:3000-1:8000。
鋼鐵工業廢水1:10000-1:20000洗毛廢水1:2000-1:8000。
有色選礦廢水1:8000-1:20000制革廢水1:2000-1:6000。
冶金選礦廢水1:8000-20000印染廢水1:2000-1:6000
食品工業廢水1:8000-1:20000造紙廢水1:2000-1:6000。
電鍍廢水1:5000-1:10000汙泥脫水1:100-1:1000。
註:上表為參考劑量，具體劑量需通過實驗確定。
3)添加PFS
A.根據燒杯混凝試驗結果，調整廢水的PH值和攪拌條件；
b .根據水量，調節加藥泵的流量，按照確定的加藥比例進行加藥；
C.實際加藥量可能與燒杯混凝試驗不同，應根據處理後的水質進行調整；
D.如果有機高分子絮凝劑如PAM壹起使用，效果會更好；
E.PAM用量壹般在2ppm左右。
3.聚丙烯酰胺(PAM)的溶解和使用
1) PAM是壹種有機高分子化合物，分為陰離子型、陽離子型和非離子型。它是壹種白色粉末或顆粒，能溶於水，但溶解速度很慢。
2)陰離子絮凝劑壹般用於廢水處理，陽離子絮凝劑壹般用於汙泥脫水；
3)用作絮凝劑時，用量壹般為1-2ppm，即用量約為每1噸廢水1-2g；
4)使用時，陰離子型壹般配制成0.1%水溶液，陽離子型可配制成0.1%-0.5%；
5)配制溶液時，應先在溶解罐中加入水，然後啟動攪拌器，再沿漩渦緩慢加入PAM。PAM不能壹次性快速投入，否則PAM會結塊形成“魚眼”而無法溶解；
6)加入PAM後，應攪拌30分鐘以上，以保證其充分溶解；
7)溶解的PAM應盡快使用。壹般來說，陰離子PAM不應超過36h。陽離子PAM溶解後易水解，應在24h內使用。
ST絮凝劑特性:
ST絮凝劑是壹種新型水溶性高分子電解質。具有離子強度高、易溶於水(在整個PH範圍內完全溶於水，且不受水溫低的影響)、不膠凝、水解穩定性好等特點。由於ST絮凝劑大分子鏈上正電荷密度高，產品水溶性好，分子量適中，具有絮凝和消毒雙重性能。它不僅能有效降低水中懸浮物的固含量，從而降低水的濁度，還能使病毒沈降，減少水中三鹵甲烷前體物的作用，從而降低水中總碳含量(TOC)。ST絮凝劑可作為主絮凝劑和助凝劑(其用量為0.5-0.7PPM，相當於50-60 ppm明礬)，對水的澄清效果明顯，特別是對低濁度水的處理，是其他類型高分子絮凝劑所不能及的。與傳統的無機絮凝劑(如硫酸鋁、堿式氯化鋁等)相比。)，ST絮凝劑具有汙泥少、沈降快、水質好、成本低的特點，還可以采用直接過濾的新工藝，對於傳統水處理來說無疑是壹次重大改革。
ST絮凝劑產品的技術指標是:
外觀:無色或微黃色粘稠液體
含量:≥30%(m/m)
特性粘度:≥40%(m1/g)
離子度:≥50%(m/m)
2、ST絮凝劑的使用:
ST絮凝劑可以單獨使用，也可以與硫酸鋁和堿式氯化鋁配合使用。聯合使用時，可以減少無機絮凝劑的用量，大大減少汙泥產生量。
ST絮凝劑的最佳濃度是使Zate電位為零或接近零。用量多了就散了。
單獨使用ST絮凝劑時，其用量範圍為0.2-10ppm。
ST絮凝劑在低溫儲存時，會將膠體或液體凍成冰塊，影響其絮凝活性。因此，應在0-32℃下保存。
ST絮凝劑應使用不含金屬鹽的中性水制備。儲備液壹般配制成1%、0.5%或0.1%的液體。ST絮凝劑和其他高分子絮凝劑壹樣，在高剪切力的高速攪拌下會被切斷，降低絮凝劑的性能。因此，在溶解、輸送和絮凝過程中，不應使用高速旋轉混合器和離心泵。壹般100轉/分左右的吹氣或低速螺旋攪拌適合溶解和絮凝。運輸時盡可能使用電位差或排水泵為宜。
ST絮凝劑的效果與添加方式密切相關。為了使ST絮凝劑與懸浮物充分混合，絮凝劑應盡可能稀釋，並分幾次加入。
為了使ST絮凝劑的分子鏈不被剪切，同時又能與處理系統充分混合，可采用以下方法:(1)在處理流管中多次投加ST絮凝劑；(2)與壓縮空氣混合；(3)使用螺旋槳攪拌器，轉速為65438±000轉/分。絮凝塊形成後，需要避免攪拌。
3.ST絮凝劑廣泛應用於凈水、破乳、造紙雙重助留、去除造紙漿料中的陰離子雜質等領域。
PAM和鋁混凝劑凈水效果的經濟分析。打印此頁並返回。
發布日期:[2008年2月25日] * * *閱讀[286次]
本文研究了聚丙烯酰胺與聚合氯化鋁或硫酸鋁復配的除濁效果。結果表明，聚丙烯酰胺與聚合氯化鋁或硫酸鋁聯用的除濁效果比單獨使用聚合氯化鋁或硫酸鋁更明顯，但對UV254和CODMn的去除率沒有提高，但可以大大降低無機混凝劑的用量和汙泥濕重，從而降低凈水和汙泥處理的成本。
關鍵詞:聚丙烯酰胺汙泥濕基重量經濟分析
混凝是以地表水為水源的自來水廠不可或缺的基本凈水工藝。國內水廠大多使用無機混凝劑，用量大，產生大量汙泥，處理難度大，凈水效果不理想。有機高分子聚丙烯酰胺優異的助凝效果早已為人所知，但由於其單體毒性、投加量及投加方式的優化等原因，在國內水廠中應用較少。但研究表明，只要嚴格控制PAM的投加量和產品的單體含量，其在水廠中的應用不僅可以提高凈水效果，而且是減少汙泥數量和體積，改善其脫水性能的最有效途徑[1]。歐美相當多的給水廠都選擇聚丙烯酰胺作為水處理的絮凝劑。隨著環境問題的日益嚴重，人們開始重視水廠汙泥的處理。在國內壹些城市，汙泥處理已經提上日程，壹些水廠的汙泥處理工程已經建成並投入運行。同濟大學對PAM在水廠助凝和汙泥處理中的應用做了大量的研究，取得了壹定的經驗。
1測試零件
取河水樣品，進行了不同混凝劑和聚丙烯酰胺的實驗室混凝和混合試驗。
1.1儀器和試劑
SC-956實驗攪拌機(湖北省潛江儀器廠)；2100N濁度儀(HACH公司)；751GW分光光度計(惠普上海分析儀器有限公司)；
聚合氯化鋁(以下簡稱PAC，Al2O3 330%，堿度65-80%，2300元/噸，上海伍肆凈水器廠)；
硫酸鋁(以下簡稱為，Al2O310%，900元/噸，上海伍肆凈水器廠)；
聚丙烯酰胺(以下簡稱PAM，AN910PWG，陰離子，分子量1.42×107，單體含量0.008%，水解度20.5%，26000元/噸，法國SNF公司)。
1.2混合試驗
攪拌試驗過程:壹組燒杯，各取65438±0L水樣，在快速攪拌下加入無機混凝劑(65438±040 r . min-1)，攪拌65438±0min，
然後切換到慢速攪拌(30r min-1)15min；靜置30分鐘後，取上清液測定濁度、CODMn和紫外吸光度。
快速攪拌後加入PAM(140 r。min-1) 1 min，然後轉入中速攪拌(100r.min-1)30s，再轉入慢速攪拌(30r。min-1) 6543。
紫外吸光度在254nm處測定，水樣用0.45um濾膜過濾後測定。
1.3汙泥濕重
小心地傾析上清液，直到燒杯中剩下大約50毫升的泥漿和水，然後用濾膜過濾，直到沒有水滴落下，然後稱重。
2結果和討論
2.1的凈水效果比較
被測原水的主要水質:水溫= 24℃；pH = 7.2濁度= 196 NTU；uv 254 = 0.176；高錳酸鹽指數= 7.12毫克/升.混凝攪拌試驗結果見圖1至圖6。
從圖3到圖6可以看出，PAM和無機混凝劑聯合使用可以提高UV254和CODMn的去除效果，但幅度不大，因為PAM不能產生對有機物有吸附作用的水解產物，其對有機物的去除只有通過提高固液分離效果來提高。最顯著的是除濁效果提高(見圖1和圖2)。這是因為先加入的無機混凝劑和膠體顆粒的負電荷起到電中和作用使膠體不穩定，去除大的懸浮顆粒，而高分子絮凝劑PAM能迅速吸附和橋接中和後的膠體顆粒和極細的膠體顆粒，能去除極細的膠體顆粒，從而大大提高除濁效果。
2.2汙泥濕重的比較
表2添加AS和AS+PAM不添加PAM和添加0.2mg/lPAM產生的汙泥濕重比較
編號1 23 4 5
1 2 3 4 5
添加砷(毫克/升)10 20 30 40 50。
10 20 30 40 50
殘余濁度(NTU)為48.7 17.7 11.7 5.41 2.23。
15.2 6.27 2.34 1.32 1.28
汙泥濕基重(g)1.71.21.1.9273 2.08888+0.2 5966
1.0718 1.1925 1.2079 1.4219 1.6310
從表1和表2可以看出，投加PAM後各汙泥的濕重降低了40%左右，這可能是由於單獨投加鋁鹽時汙泥中主要使用無機金屬氫氧化物，這些化合物帶來大量結合水，導致汙泥含水率增加，體積巨大[2]。壹方面，加入PAM可以減少無機混凝劑的用量，從而減少金屬氫氧化物和結合水的沈澱；另壹方面，形成的絮體致密，可以“壓縮”絮體孔隙中的水，減少無機金屬氫氧化物與水的結合位點。
2.3經濟和技術分析
投加有機絮凝劑PAM後，汙泥的濕重大幅下降。取剩余濁度約為5NTU的水樣進行比較(表1中兩個2號之間和表2中兩個4號之間):10mg/lPAC產生的濕基汙泥為1.3970 g，5 mg/lpac+0.2 mg/lpam。前者多產生0.5206g濕汙泥，其固體含量為10.38%，折合成0.05404g幹汙泥。也可以計算出40mg/lAS比20mg/lAS+0.2mg/lPAM多產生0.06436g幹汙泥(40mg/lAS產生的濕基汙泥含固率為5.99%)。根據上海市閔行水廠第壹車間汙泥處理經驗，汙泥折算成幹汙泥的處理成本為912.32元/噸幹汙泥[3]。以水廠處理1萬噸水為例，經濟分析見下表3和表4:
表4使用AS+PAM，萬噸水可節約處理成本(元)
幹汙泥量(t)節約汙泥處理費用(元)總節約處理費用(元)
0.06436g/l=0.6436t/萬t 0.6436×912.32元/t=587.17元587.17+128 = 715.17。
絮凝劑用量節約絮凝劑成本(元)
40mg/l=0.4t/萬t(0.4×900)-(0.2×900+0.002×26000)= 128元。
20mg/l=0.2t/萬噸
0.2毫克/升= 0.002噸/萬噸
3摘要
(1)PAM與無機鋁鹽混凝劑聯用較單獨使用無機鋁鹽混凝劑能明顯提高除濁效果，但對CODMn和UV254的去除效果改善不大。
(2)PAM與無機鋁鹽混凝劑聯用，與單獨使用無機鋁鹽混凝劑相比，可使汙泥濕重降低40%左右；
(3)與單獨使用無機鋁鹽混凝劑相比，PAM與無機鋁鹽混凝劑聯用可降低汙泥處理和投加費用，從而降低凈水總成本；
(4)用於飲用水處理的PAM單體AM含量應小於0.05%，PAM投加率壹般小於1mg/l，足以保證飲用水安全。國內很多凈水廠(尤其是原水濁度較高的凈水廠)在使用混凝劑的同時加入PAM，會有很大的經濟效益和社會效益。
(5)陽離子PAM價格相對較高(壹般是陰離子PAM價格的兩倍左右)，而非離子PAM的溶解性較差。這兩種PAM與無機混凝劑聯用的凈水效果有待進壹步探討。