廢水處理常用藥劑
1．廢水處理中常用藥劑的種類(lèi)有哪些？
為了使廢水處理后達(dá)標(biāo)排放或進(jìn)行回用，在處理過(guò)程需要使用多種化學(xué)藥劑。根據(jù)用途的不同，可以將這些藥劑分成以下幾類(lèi)：
⑴絮凝劑：有時(shí)又稱為混凝劑，可作為強(qiáng)化固液分離的手段，用于初沉池、二沉池、浮選池及三級(jí)處理或深度處理等工藝環(huán)節(jié)。
⑵助凝劑：輔助絮凝劑發(fā)揮作用，加強(qiáng)混凝效果。
⑶調(diào)理劑：又稱為脫水劑，用于對(duì)脫水前剩余污泥的調(diào)理，其品種包括上述的部分絮凝劑和助凝劑。
⑷破乳劑：有時(shí)也稱脫穩(wěn)劑，主要用于對(duì)含有乳化油的含油廢水氣浮前的預(yù)處理，其品種包括上述的部分絮凝劑和助凝劑。。
⑸消泡劑：主要用于消除曝氣或攪拌過(guò)程中出現(xiàn)的大量泡沫。
⑹pH調(diào)整劑：用于將酸性廢水和堿性廢水的pH值調(diào)整為中性。
⑺氧化還原劑：用于含有氧化性物質(zhì)或還原性物質(zhì)的工業(yè)廢水的處理。
⑻消毒劑：用于在廢水處理后排放或回用前的消毒處理。
以上藥劑的種類(lèi)雖然很多，但一種藥劑在不同的場(chǎng)合使用，起到的作用不同，也就會(huì)擁有不同的稱呼。比如說(shuō)Cl2，應(yīng)用在加強(qiáng)污水的混凝處理效果時(shí)被稱為助凝劑，用于氧化廢水中的氰化物或有機(jī)物時(shí)被稱為氧化劑，用于消毒處理自然就被稱為消毒劑。
2．什么是絮凝劑？其作用是什么？
絮凝劑在污水處理領(lǐng)域作為強(qiáng)化固液分離的手段，可用于強(qiáng)化污水的初次沉淀、浮選處理及活性污泥法之后的二次沉淀，還可用于污水三級(jí)處理或深度處理。當(dāng)用于剩余污泥脫水前的調(diào)理時(shí)，絮凝劑和助凝劑就變成了污泥調(diào)理劑或脫水劑。
在應(yīng)用傳統(tǒng)的絮凝劑時(shí)，可以使用投加助凝劑的方法來(lái)加強(qiáng)絮凝效果。例如把活化硅酸作為硫酸亞鐵、硫酸鋁等無(wú)機(jī)絮凝劑的助凝劑并分前后順序投加，可以取得很好的絮凝作用。因此，通俗地講，無(wú)機(jī)高分子絮凝劑IPF其實(shí)就是把助凝劑與絮凝劑結(jié)合在一起制備然后合并投加來(lái)簡(jiǎn)化用戶的操作。
混凝處理通常置于固液分離設(shè)施前，與分離設(shè)施組合起來(lái)、有效地去除原水中的粒度為1nm～100μm的懸浮物和膠體物質(zhì)，降低出水濁度和CODCr，可用在污水處理流程的預(yù)處理、深度處理，也可用于剩余污泥處理?；炷幚磉€可有效地去除水中的微生物、病原菌，并可去除污水中的乳化油、色度、重金屬離子及其他一些污染物，利用混凝沉淀處理污水中含有的磷時(shí)去除率可高達(dá)90～95%，是最便宜而又高效的除磷方法。
3．絮凝劑的作用機(jī)理是什么？
水中膠體顆粒微小、表面水化和帶電使其具有穩(wěn)定性，絮凝劑投加到水中后水解成帶電膠體與其周?chē)碾x子組成雙電層結(jié)構(gòu)的膠團(tuán)。采用投藥后快速攪拌的方式，促進(jìn)水中膠體雜質(zhì)顆粒與絮凝劑水解成的膠團(tuán)的碰撞機(jī)會(huì)和次數(shù)。水中的雜質(zhì)顆粒在絮凝劑的作用下首先失去穩(wěn)定性，然后相互凝聚成尺寸較大的顆粒，再在分離設(shè)施中沉淀下去或漂浮上來(lái)。
攪拌產(chǎn)生的速度梯度G和攪拌時(shí)間T的乘積GT可以間接表示在整個(gè)反應(yīng)時(shí)間內(nèi)顆粒碰撞的總次數(shù)，通過(guò)改變GT值可以控制混凝反應(yīng)效果。一般控制GT值在104～105之間，考慮到雜質(zhì)顆粒濃度對(duì)碰撞的影響，可以用GTC值作為表征混凝效果的控制參數(shù)，其中C表示污水中雜質(zhì)顆粒的質(zhì)量濃度，而且建議GTC值在100左右。
促使絮凝劑迅速向水中擴(kuò)散，并與全部廢水混合均勻的過(guò)程就是混合。水中的雜質(zhì)顆粒與絮凝劑作用，通過(guò)壓縮雙電層和電中和等機(jī)理，失去或降低穩(wěn)定性，生成微絮粒的過(guò)程稱為凝聚。凝聚生成微絮粒在架橋物質(zhì)和水流的攪動(dòng)下，通過(guò)吸附架橋和沉淀物網(wǎng)捕等機(jī)理成長(zhǎng)為大絮體的過(guò)程稱為絮凝。混合、凝聚和絮凝合起來(lái)稱為混凝，混合過(guò)程一般在混合池中完成，凝聚和絮凝在反應(yīng)池中進(jìn)行。
4．絮凝劑的種類(lèi)有哪些？
絮凝劑是能夠降低或消除水中分散微粒的沉淀穩(wěn)定性和聚合穩(wěn)定性，使分散微粒凝聚、絮凝成聚集體而除去的一類(lèi)物質(zhì)。按照化學(xué)成分，絮凝劑可分為無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑以及微生物絮凝劑三大類(lèi)。
無(wú)機(jī)絮凝劑包括鋁鹽、鐵鹽及其聚合物。有機(jī)絮凝劑按照聚合單體帶電集團(tuán)的電荷性質(zhì)，可分為陰離子型、陽(yáng)離子型、非離子型、兩性型等幾種，按其來(lái)源又可分為人工合成和天然高分子絮凝劑兩大類(lèi)。在實(shí)際應(yīng)用中，往往根據(jù)無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑性質(zhì)的不同，把它們加以復(fù)合，制成無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合型絮凝劑。微生物絮凝劑則是現(xiàn)代生物學(xué)與水處理技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是當(dāng)前絮凝劑研究發(fā)展和應(yīng)用的一個(gè)重要方向。
5．無(wú)機(jī)絮凝劑的種類(lèi)有哪些？
傳統(tǒng)應(yīng)用的無(wú)機(jī)絮凝劑為低分子的鋁鹽和鐵鹽，鋁鹽主要有硫酸鋁(AL2(SO4)3?18H2O)、明礬(AL2(SO4)3?K2SO4?24H2O)、鋁酸鈉(NaALO3)，鐵鹽主要有三氯化鐵(FeCL3?6H20)、硫酸亞鐵(FeSO4?6H20)和硫酸鐵(Fe2(SO4)3?2H20)。
一般來(lái)講，無(wú)機(jī)絮凝劑具有原料易得，制備簡(jiǎn)便、價(jià)格便宜、處理效果適中等特點(diǎn)，因而在水處理中應(yīng)用較多。
6．無(wú)機(jī)絮凝劑硫酸鋁的特點(diǎn)有哪些？
自19世紀(jì)末美國(guó)最先將硫酸鋁用于給水處理并取得專利以來(lái)，硫酸鋁就以卓越的凝聚沉降性能而被廣泛應(yīng)用。硫酸鋁是目前世界上使用最多的絮凝劑，全世界年產(chǎn)硫酸鋁約500萬(wàn)噸，其中將近一半用于水處理領(lǐng)域。市售硫酸鋁有固、液兩種形態(tài)，固態(tài)的又按其中不溶物的含量分為精制和粗制兩種，我國(guó)民間常用于飲用水凈化的固態(tài)產(chǎn)品明礬，就是硫酸鋁與硫酸鉀的復(fù)鹽，但在工業(yè)水及廢水處理中應(yīng)用不多。
硫酸鋁適用的pH值范圍與原水的硬度有關(guān)，處理軟水時(shí)，適宜pH值為5～6.6，處理中硬水時(shí)，適宜pH值為6.6～7.2，處理高硬水，適宜pH值為7.2～7.8。硫酸鋁適用的水溫范圍是20oC～40oC，低于10oC時(shí)混凝效果很差。硫酸鋁的腐蝕性較小、使用方便，但水解反應(yīng)慢，需要消耗一定的堿量。
7．無(wú)機(jī)絮凝劑三氯化鐵的特點(diǎn)有哪些？
三氯化鐵是另一種常用的無(wú)機(jī)低分子凝聚劑，產(chǎn)品有固體的黑褐色結(jié)晶體，也有較高濃度的液體。其具有易溶于水，礬花大而重，沉淀性能好，對(duì)溫度、水質(zhì)及pH的適應(yīng)范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。三氯化鐵的適用pH值范圍是9～11，形成的絮體密度大，容易沉淀，低溫或高濁度時(shí)效果仍很好。固體三氯化鐵具有強(qiáng)烈的吸水性，腐蝕性較強(qiáng)，易腐蝕設(shè)備，對(duì)溶解和投加設(shè)備的防腐要求較高，具有刺激性氣味，操作條件較差。
三氯化鐵的作用機(jī)理是利用三價(jià)鐵離子逐級(jí)水解生成的各種羥基鐵離子來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)水中雜質(zhì)顆粒的絮凝，而羥基鐵離子的形成需要利用水中大量的羥基，因此使用過(guò)程中會(huì)消耗大量的堿，當(dāng)原水堿度不夠時(shí)，需要補(bǔ)充石灰等堿源。
硫酸亞鐵俗稱綠礬，形成絮凝體快而穩(wěn)定，沉淀時(shí)間短，適用于堿度高、濁度大的情況，但色度不易除凈，腐蝕性也較強(qiáng)。
8．無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的種類(lèi)有哪些？
無(wú)機(jī)高分子絮凝劑（IPF）是從60年代起發(fā)展起來(lái)的新型絮凝劑，目前，IPF的生產(chǎn)和應(yīng)用在全世界都取得了迅速進(jìn)展。鋁、鐵和硅類(lèi)的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑實(shí)際上分別是它們由水解、溶膠到沉淀過(guò)程的中間產(chǎn)物，即Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羥基和氧基聚合物。鋁和鐵是陽(yáng)離子型荷正電，硅是陰離子型荷負(fù)電，它們?cè)谒軕B(tài)的單元分子量約為數(shù)百到數(shù)千，可以相互結(jié)合成為具有分形結(jié)構(gòu)的集聚體。它們的凝聚—絮凝過(guò)程是對(duì)水中顆粒物的電中和與粘附架橋兩種作用的綜合體現(xiàn)。水中懸浮顆粒的粒度在納米到微米級(jí)，大多帶負(fù)電荷，因此絮凝劑及其形態(tài)的電荷正負(fù)、電性強(qiáng)弱和分子量、聚集體的粒度大小是決定其絮凝效果的主要因素。目前無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的種類(lèi)已有幾十種(主要品種見(jiàn)表8–1)，產(chǎn)量也達(dá)到絮凝劑總產(chǎn)量的30%～60%，其中廣泛使用的為聚合氯化鋁。
表8–1常用無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的類(lèi)別和品種
| 陽(yáng)離子型 | 聚合氯化鋁(PAC、PACL)，聚合硫酸鋁(PAS)，聚合氯化鐵(PFC)，聚合硫酸鐵(PFS)，聚合磷酸鋁(PAP)，聚合磷酸鐵(PEP) |
| 陰離子型 | 活化硅酸(AS)，聚合硅酸(PS) |
| 無(wú)機(jī)復(fù)合型 | 聚合氯化鋁鐵(PAFC)，聚合硫酸鋁鐵(PAFS)，聚合硅酸鋁(PASiC，PASiS)，聚合硅酸鐵(PFSiC，PFSiS)，聚合硅酸鋁鐵(PAFSi)，聚合磷酸鋁鐵(PAFP)，聚合磷酸氯化鋁(PAPCL)，聚合氯化硫酸鋁(PASCL)，聚合氯化硫酸鋁鐵(PAFSCL)，聚合復(fù)合型鋁酸鈣，聚合硅酸硫酸鋁(PSiAS) |
| 無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合型 | 聚合鋁-聚丙烯酰胺(PACM)，聚合鐵-聚丙烯酰胺(PFCM)，聚合鋁-陽(yáng)離子有機(jī)高分子(PCAT)，聚合鐵-陽(yáng)離子有機(jī)高分子(PCFT)，聚合鋁-甲殼素(PAPCh) |
| 陽(yáng)離子型 | 聚合氯化鋁(PAC、PACL)，聚合硫酸鋁(PAS)，聚合氯化鐵(PFC)，聚合硫酸鐵(PFS)，聚合磷酸鋁(PAP)，聚合磷酸鐵(PEP) |
| 陰離子型 | 活化硅酸(AS)，聚合硅酸(PS) |
| 無(wú)機(jī)復(fù)合型 | 聚合氯化鋁鐵(PAFC)，聚合硫酸鋁鐵(PAFS)，聚合硅酸鋁(PASiC，PASiS)，聚合硅酸鐵(PFSiC，PFSiS)，聚合硅酸鋁鐵(PAFSi)，聚合磷酸鋁鐵(PAFP)，聚合磷酸氯化鋁(PAPCL)，聚合氯化硫酸鋁(PASCL)，聚合氯化硫酸鋁鐵(PAFSCL)，聚合復(fù)合型鋁酸鈣，聚合硅酸硫酸鋁(PSiAS) |
| 無(wú)機(jī)有機(jī)復(fù)合型 | 聚合鋁-聚丙烯酰胺(PACM)，聚合鐵-聚丙烯酰胺(PFCM)，聚合鋁-陽(yáng)離子有機(jī)高分子(PCAT)，聚合鐵-陽(yáng)離子有機(jī)高分子(PCFT)，聚合鋁-甲殼素(PAPCh) |
9．無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的特點(diǎn)有哪些？
Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羥基和氧基聚合物都會(huì)進(jìn)一步結(jié)合為聚集體，在一定條件下保持在水溶液中，其粒度大致在納米級(jí)范圍，以此發(fā)揮凝聚—絮凝作用會(huì)得到低投加量高效果的結(jié)果。若比較它們的反應(yīng)聚合速度，由Al→Fe→Si是趨于強(qiáng)烈的，同時(shí)由羥基橋聯(lián)轉(zhuǎn)為氧基橋聯(lián)的趨勢(shì)也按此順序。因此，鋁聚合物的反應(yīng)較緩和，形態(tài)較穩(wěn)定，鐵的水解聚合物則反應(yīng)迅速，容易失去穩(wěn)定而發(fā)生沉淀，硅聚合物則更趨于生成溶膠及凝膠顆粒。
IPF的優(yōu)點(diǎn)反映在它比傳統(tǒng)絮凝劑如硫酸鋁、氯化鐵的效能更優(yōu)異，而比有機(jī)高分子絮凝劑（OPF）價(jià)格低廉?，F(xiàn)在它成功地應(yīng)用在給水、工業(yè)廢水以及城市污水的各種處理流程，包括預(yù)處理、中間處理和深度處理中，逐漸成為主流絮凝劑。但是，在形態(tài)、聚合度及相應(yīng)的凝聚—絮凝效果方面，無(wú)機(jī)高分子絮凝劑仍處于傳統(tǒng)金屬鹽絮凝劑與有機(jī)高分子絮凝劑之間的位置。其分子量和粒度大小以及絮凝架橋能力仍比有機(jī)絮凝劑差很多，而且還存在對(duì)進(jìn)一步水解反應(yīng)的不穩(wěn)定性問(wèn)題。IPF的這些弱點(diǎn)促進(jìn)了各種復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的研究和開(kāi)發(fā)。
10．聚合氯化鋁的特點(diǎn)有哪些？
聚合氯化鋁(PAC)，又稱堿式氯化鋁，化學(xué)式為ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一種多價(jià)電解質(zhì)，能顯著地降低水中粘土類(lèi)雜質(zhì)(多帶負(fù)電荷)的膠體電荷。由于相對(duì)分子質(zhì)量大，吸附能力強(qiáng)，形成的絮凝體較大，絮凝沉淀性能優(yōu)于其他絮凝劑。PAC聚合度較高，投加后快速攪拌，可以大大縮短絮凝體形成時(shí)間。PAC受水溫影響較小，低水溫時(shí)使用效果也很好。它對(duì)水的pH值降低較少，適用的pH范圍寬(可在pH=5～9范圍內(nèi)使用)，故可不投加堿劑。PAC的投加量少，產(chǎn)泥量也少，且使用、管理、操作都較方便，對(duì)設(shè)備、管道等腐蝕性也小。因此，PAC在水處理領(lǐng)域有逐步替代硫酸鋁的趨勢(shì)，其缺點(diǎn)是價(jià)格較高。
另外，從溶液化學(xué)的角度看，PAC是鋁鹽水解—聚合—沉淀反應(yīng)過(guò)程的動(dòng)力學(xué)中間產(chǎn)物，熱力學(xué)上是不穩(wěn)定的，一般液體PAC產(chǎn)品均應(yīng)在半年內(nèi)使用。添加某些無(wú)機(jī)鹽（如CaCl2、MnCl2等）或高分子（如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等）可提高PAC的穩(wěn)定性，同時(shí)可增加凝聚能力。從生產(chǎn)工藝講，在PAC的制造過(guò)程中引入一種或幾種不同的陰離子（如SO42-、PO43-等），利用增聚作用可以在一定程度上改變聚合物的結(jié)構(gòu)和形態(tài)分布，進(jìn)而提高PAC的穩(wěn)定性和功效；如果在PAC的制造過(guò)程中引入其它陽(yáng)離子組分，如Fe3+，使Al3+和Fe3+交錯(cuò)水解聚合，可制得復(fù)合絮凝劑聚合鋁鐵。
三氧化二鋁含量是聚合氯化鋁有效成分的衡量指標(biāo)，一般而言，絮凝劑產(chǎn)品密度越大，三氧化二鋁含量越高。一般來(lái)說(shuō)，堿化度越高的聚合氯化鋁吸附架橋能力越好，但因接近[Al(OH)3]n而易產(chǎn)生沉淀，因此穩(wěn)定性也較差。
11．PAC的堿化度是什么？
由于聚合氯化鋁可以看作是AlCl3逐步水解轉(zhuǎn)化為Al(OH)3過(guò)程中的中間產(chǎn)物，也就是Cl-逐步被羥基OH-取代的各種產(chǎn)物。聚合氯化鋁的某種形態(tài)中羥基化程度就是堿化度，堿化度是聚合氯化鋁中羥基當(dāng)量與鋁的當(dāng)量之比。
實(shí)踐表明，堿化度是聚合氯化鋁的最重要指標(biāo)之一，聚合氯化鋁的聚合度、電荷量、混凝效果、成品的pH值、使用時(shí)的稀釋率和儲(chǔ)存的穩(wěn)定性等都與堿化度有密切關(guān)系。常用聚合氯化鋁的堿化度多為50%～80%。
12．復(fù)合絮凝劑的特點(diǎn)和使用的注意事項(xiàng)有哪些？
復(fù)合絮凝劑有各種成分，其主要原料是鋁鹽、鐵鹽和硅酸鹽。從制造工藝方面講，它們可以預(yù)先分別羥基化聚合再加以混合，也可以先混合再加以羥基化聚合，但最終總是要形成羥基化的更高聚合度的無(wú)機(jī)高分子形態(tài)，才能達(dá)到優(yōu)異的絮凝效果。復(fù)合劑中每種組分在總體結(jié)構(gòu)和凝聚—絮凝過(guò)程中都會(huì)發(fā)揮一定作用，但在不同的方面，可能有正效應(yīng)，也可能有負(fù)效應(yīng)。
IPF產(chǎn)品通常要綜合考慮穩(wěn)定性、電中和能力和吸附架橋能力三種因素。聚合鋁、聚合鐵類(lèi)絮凝劑的弱點(diǎn)是分子量和粒度尚不夠高而聚集體的粘附架橋能力不夠強(qiáng)，因而需要加入粒度較大的硅聚合物來(lái)增強(qiáng)絮凝性能。但加入陰離子型的硅聚合物后，總體電荷會(huì)有所降低，從而減弱了電中和能力。
因此，目前的復(fù)合絮凝劑即使制造質(zhì)量?jī)?yōu)良，與聚合鋁相比，其效果只能提高10～30%。作為使用IPF的廢水處理技術(shù)人員，必須了解不同種類(lèi)復(fù)合絮凝劑的特性、適應(yīng)性、優(yōu)點(diǎn)及不足是同樣重要的。在選用最合適的絮凝劑和投加工藝操作程序時(shí)，只有根據(jù)廢水水質(zhì)特點(diǎn)，仔細(xì)分析和判斷，才能獲得最佳的處理效果。
13．人工合成有機(jī)高分子絮凝劑的種類(lèi)有哪些？
人工合成有機(jī)高分子絮凝劑多為聚丙烯、聚乙烯物質(zhì)，如聚丙烯酰胺、聚乙烯亞胺等。這些絮凝劑都是水溶性的線型高分子物質(zhì)，每個(gè)大分子由許多包含帶電基團(tuán)的重復(fù)單元組成，因而也稱為聚電解質(zhì)。包含帶正電基團(tuán)的為陽(yáng)離子型聚電解質(zhì)，包含帶負(fù)電基團(tuán)的為陰離子型聚電解質(zhì)，既包含帶正電基團(tuán)又包含帶負(fù)電基團(tuán)，稱之為非離子型聚電解質(zhì)。
目前使用較多的高分子絮凝劑是陰離子型，它們對(duì)水中負(fù)電膠體雜質(zhì)只能發(fā)揮助凝作用。往往不能單獨(dú)使用，而是配合鋁鹽、鐵鹽使用。陽(yáng)離子型絮凝劑能同時(shí)發(fā)揮凝聚和絮凝作用而單獨(dú)使用，故得到較快發(fā)展。
我國(guó)當(dāng)前使用較多的是聚丙烯酰胺類(lèi)非離子型高聚物，常與鐵、鋁鹽合用。利用鐵、鋁鹽對(duì)膠體微粒的電性中和作用和高分子絮凝劑優(yōu)異的絮凝功能，從而得到滿意的處理效果。聚丙烯酰胺在使用中具有投量少，凝聚速度快，絮凝體粒大強(qiáng)韌的特點(diǎn)。我國(guó)目前生產(chǎn)的人工合成有機(jī)高分子絮凝劑中80%是這種產(chǎn)品。
14．聚丙烯酰胺類(lèi)絮凝劑的特點(diǎn)有哪些？
聚丙烯酰胺PAM是一種目前應(yīng)用最廣泛的人工合成有機(jī)高分子絮凝劑，有時(shí)也被用作助凝劑。聚丙烯酰胺的生產(chǎn)原料是聚丙烯腈CH2＝CHCN，在一定條件下，丙烯腈水解生成丙烯酰胺，丙烯酰胺再通過(guò)懸浮聚合得到聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺屬于水溶性樹(shù)脂，產(chǎn)品有粒狀固體和一定濃度的粘稠水溶液兩種。
聚丙烯酰胺在水的實(shí)際存在形態(tài)是無(wú)規(guī)線團(tuán)，由于無(wú)規(guī)線團(tuán)具有一定的粒徑尺寸，其表面又有一些酰胺基團(tuán)，因此能夠起到相應(yīng)的架橋和吸附能力，即具有一定的絮凝能力。但由于聚丙烯酰胺長(zhǎng)鏈卷曲成線團(tuán)，使其架橋范圍較小，兩個(gè)酰胺基締結(jié)后，相當(dāng)于作用相互抵消而喪失兩個(gè)吸附位，再加上部分酰胺基卷藏在線團(tuán)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，不能與水中的雜質(zhì)顆粒相接觸和吸附，所以其擁有的吸附能力不能充分發(fā)揮。
為了使締結(jié)在一起的酰胺基再次分開(kāi)、內(nèi)藏的酰胺基也能暴露在外表，人們?cè)O(shè)法將無(wú)規(guī)線團(tuán)適當(dāng)延伸展開(kāi)，甚至設(shè)法在長(zhǎng)分子鏈上增加一些帶有陽(yáng)離子或陰離子的基團(tuán)，同時(shí)提高吸附架橋能力和電中和壓縮雙電層的作用。這樣一來(lái)，在PAM的基礎(chǔ)上又衍生出一系列性質(zhì)各異的聚丙烯酰胺類(lèi)絮凝劑或助凝劑。
比如說(shuō)在聚丙烯酰胺溶液中加堿，使部分鏈節(jié)上的酰胺基轉(zhuǎn)化為羧酸鈉，而羧酸鈉在水中容易離解出鈉離子，使COO-基保留在支鏈上，因此生成部分水解的陰離子型聚丙烯酰胺。陰離子型聚丙烯酰胺分子結(jié)構(gòu)上的COO-基使分子鏈帶有負(fù)電荷，彼此相斥將原來(lái)締結(jié)在一起的酰胺基拉開(kāi)，促使分子鏈由線團(tuán)狀逐漸伸展成長(zhǎng)鏈狀，從而使架橋范圍擴(kuò)大、提高絮凝能力，作為助凝劑其優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)得更為出色。
陰離子型聚丙烯酰胺的使用效果與其“水解度”有關(guān)，“水解度”過(guò)小會(huì)導(dǎo)致混凝或助凝效果較差，“水解度”過(guò)大會(huì)增加制作成本。
15．什么是陰離子型聚丙烯酰胺的水解度？
陰離子型聚丙烯酰胺“水解度”是水解時(shí)PAM分子中酰胺基轉(zhuǎn)化成羧基的百分比，但由于羧基數(shù)測(cè)定很困難，實(shí)際應(yīng)用中常用“水解比”即水解時(shí)氫氧化鈉用量與PAM用量的重量比來(lái)衡量。
水解比過(guò)大，加堿費(fèi)用較高，水解比過(guò)小，又會(huì)使反應(yīng)不足、陰離子型聚丙烯酰胺的混凝或助凝效果較差。一般將水解比控制在20%左右，水解時(shí)間控制在2～4h。
16．影響絮凝劑使用的因素有哪些？
⑴水的pH值
水的pH值對(duì)無(wú)機(jī)絮凝劑的使用效果影響很大，pH值的大小關(guān)系到選用絮凝劑的種類(lèi)、投加量和混凝沉淀效果。水中的H+和OH-參與絮凝劑的水解反應(yīng)，因此，pH值強(qiáng)烈影響絮凝劑的水解速度、水解產(chǎn)物的存在形態(tài)和性能。以通過(guò)生成Al(OH)3帶電膠體實(shí)現(xiàn)混凝作用的鋁鹽為例，當(dāng)pH值﹤4時(shí)，Al3+不能大量水解成Al(OH)3，主要以Al3+離子的形式存在，混凝效果極差。pH值在6.5～7.5之間時(shí)，Al3+水解聚合成聚合度很大的Al(OH)3中性膠體，混凝效果較好。pH值﹥8后，Al3+水解成AlO2-，混凝效果又變得很差。
水的堿度對(duì)pH值有緩沖作用，當(dāng)堿度不夠時(shí)，應(yīng)添加石灰等藥劑予以補(bǔ)充。當(dāng)水的pH值偏高時(shí)，則需要加酸調(diào)整pH值到中性。相比之下，高分子絮凝劑受pH值的影響較小。
⑵水溫
水溫影響絮凝劑的水解速度和礬花形成的速度及結(jié)構(gòu)?；炷乃舛嗍俏鼰岱磻?yīng)，水溫較低時(shí)，水解速度慢且不完全。低溫情況下，水的粘度大，布朗運(yùn)動(dòng)減弱，絮凝劑膠體顆粒與水中雜質(zhì)顆粒的碰撞次數(shù)減少，同時(shí)水的剪切力增大，阻礙混凝絮體的相互粘合；因此，盡管增加了絮凝劑的投加量，絮體的形成還是很緩慢，而且結(jié)構(gòu)松散、顆粒細(xì)小，難以去除。低溫對(duì)高分子絮凝劑的影響較小。但要注意的是，使用有機(jī)高分子絮凝劑時(shí)，水溫不能過(guò)高，高溫容易使有機(jī)高分子絮凝劑老化甚至分解生成不溶性物質(zhì)，從而降低混凝效果。
⑶水中雜質(zhì)成分
水中雜質(zhì)顆粒大小參差不齊對(duì)混凝有利，細(xì)小而均勻會(huì)導(dǎo)致混凝效果很差。雜質(zhì)顆粒濃度過(guò)低往往對(duì)混凝不利，此時(shí)回流沉淀物或投加助凝劑可提高混凝效果。水中雜質(zhì)顆粒含有大量有機(jī)物時(shí)，混凝效果會(huì)變差，需要增加投藥量或投加氧化劑等起助凝作用的藥劑。水中的鈣鎂離子、硫化物、磷化物一般對(duì)混凝有利，而某些陰離子、表面活性物質(zhì)對(duì)混凝有不利影響。
⑷絮凝劑種類(lèi)
絮凝劑的選擇主要取決于水中膠體和懸浮物的性質(zhì)及濃度。如果水中污染物主要呈膠體狀態(tài)，則應(yīng)首選無(wú)機(jī)絮凝劑使其脫穩(wěn)凝聚，如果絮體細(xì)小，則需要投加高分子絮凝劑或配合使用活化硅膠等助凝劑。很多情況下，將無(wú)機(jī)絮凝劑與高分子絮凝劑聯(lián)合使用，可明顯提高混凝效果，擴(kuò)大應(yīng)用范圍。對(duì)于高分子而言，鏈狀分子上所帶電荷量越大，電荷密度越高，鏈越能充分伸展，吸附架橋的作用范圍也就越大，混凝效果會(huì)越好。
⑸絮凝劑投加量
使用混凝法處理任何廢水，都存在最佳絮凝劑和最佳投藥量，通常都要通過(guò)試驗(yàn)確定，投加量過(guò)大可能造成膠體的再穩(wěn)定。一般普通鐵鹽、鋁鹽的投加范圍是10～100mg/L，聚合鹽為普通鹽投加量的1/2～1/3，有機(jī)高分子絮凝劑的投加范圍是1～5mg/L。
⑹絮凝劑投加順序
當(dāng)使用多種絮凝劑時(shí)，需要通過(guò)試驗(yàn)確定最佳投加順序。一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)無(wú)機(jī)絮凝劑與有機(jī)絮凝劑并用時(shí)，應(yīng)先投加無(wú)機(jī)絮凝劑，再投加有機(jī)絮凝劑。而處理雜質(zhì)顆粒尺寸在50μm以上時(shí)，常先投加有機(jī)絮凝劑吸附架橋，再投加無(wú)機(jī)絮凝劑壓縮雙電層使膠體脫穩(wěn)。
⑺水力條件
在混合階段，要求絮凝劑與水迅速均勻地混合，而到了反應(yīng)階段，既要?jiǎng)?chuàng)造足夠的碰撞機(jī)會(huì)和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長(zhǎng)機(jī)會(huì)，又要防止已生成的小絮體被打碎，因此攪拌強(qiáng)度要逐步減小，反應(yīng)時(shí)間要足夠長(zhǎng)。
17．天然有機(jī)高分子絮凝劑的種類(lèi)有哪些？
天然有機(jī)高分子絮凝劑在水處理中應(yīng)用具有悠久的歷史，直到今天，天然高分子化合物仍是一類(lèi)重要的絮凝劑，只是使用量遠(yuǎn)低于人工合成高分子絮凝劑，原因是天然高分子絮凝劑電荷密度較小，分子量較低，且易發(fā)生生物降解而失去絮凝活性。
與人工合成的絮凝劑相比，天然有機(jī)高分子絮凝劑的毒性小，提取工藝簡(jiǎn)單，無(wú)論是化學(xué)成分還是生產(chǎn)工藝，都能很好地與自然和諧一致，因此研究、利用這些自然資源用作水處理藥劑成為當(dāng)前的熱點(diǎn)，這與全球重視合理利用資源，保護(hù)和改善環(huán)境的形勢(shì)密不可分。
目前天然高分子絮凝劑的種類(lèi)很多，按照其主要天然成分(包括改性所用的基質(zhì)成分)，可以分為：殼聚糖類(lèi)絮凝劑、改性淀粉絮凝劑、改性纖維素絮凝劑、木質(zhì)素類(lèi)絮凝劑、樹(shù)膠類(lèi)絮凝劑、褐藻膠絮凝劑、動(dòng)物膠和明膠絮凝劑等。這些天然高分子多數(shù)具有多糖結(jié)構(gòu)，其中淀粉主鏈中僅含有一種單糖結(jié)構(gòu)，屬于同多糖；殼聚糖、樹(shù)膠、褐藻膠等含有多種單糖結(jié)構(gòu)，屬于雜多糖；木質(zhì)素是一種特殊的芳香型天然高聚物；動(dòng)物膠和明膠屬于蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)。
18．使用高分子有機(jī)絮凝劑時(shí)，應(yīng)注意哪些事項(xiàng)？
有機(jī)高分子絮凝劑屬于線團(tuán)結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)鏈大分子，在水中必然經(jīng)歷一個(gè)溶漲過(guò)程，固體產(chǎn)品或高濃度液體產(chǎn)品在使用之前必須配制成水溶液再投加到待處理水中。配制水溶液的溶藥池必須安裝機(jī)械攪拌設(shè)備，溶藥連續(xù)攪拌時(shí)間要控制在30min以上。水溶液的濃度一般為0.1%左右，再高，溶液的粘度增大，投加困難，再低，需要的溶液池體積又會(huì)過(guò)大。溶藥使用的水中應(yīng)盡量避免含有大量的懸浮物，以避免有機(jī)高分子絮凝劑與這些懸浮物進(jìn)行絮凝反應(yīng)形成礬花，影響投加后的使用效果。
對(duì)固體有機(jī)高分子絮凝劑進(jìn)行溶解時(shí)，固體顆粒的投加點(diǎn)一定要在水流紊動(dòng)最強(qiáng)烈的地方，同時(shí)一定要以最小投加量向溶藥池中緩慢投入，使固體顆粒分散進(jìn)入水中，以防固體投加量太快在水中分散不及而相互粘結(jié)形成團(tuán)塊，團(tuán)塊的結(jié)構(gòu)是內(nèi)部有固體顆粒、外部包圍部分水解物，這樣的團(tuán)塊一旦形成，往往要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間才能再均勻地溶入水中，在連續(xù)溶藥池中甚至可以存在長(zhǎng)達(dá)數(shù)天。
固體顆粒的投加點(diǎn)一定要遠(yuǎn)離機(jī)械攪拌器的攪拌軸，因?yàn)閿嚢栎S通常是溶藥池中水流紊動(dòng)性最差的地方，溶解不充分的有機(jī)高分子絮凝劑經(jīng)常會(huì)附著在軸上，日益積累，有時(shí)可以形成相當(dāng)大的粘團(tuán)，如果不及時(shí)認(rèn)真地予以清理，粘團(tuán)會(huì)越變?cè)酱?，影響范圍也就越?lái)越大。
作為助凝劑時(shí)，一般要先在處理水中投加無(wú)機(jī)絮凝劑進(jìn)行壓縮雙電層脫穩(wěn)后，再投加有機(jī)高分子絮凝劑實(shí)現(xiàn)架橋作用。在無(wú)機(jī)絮凝劑投加充足的條件下，有機(jī)高分子絮凝劑的助凝效果不會(huì)因投加量的差異而有較大差別。因此，作為助凝劑時(shí)，有機(jī)高分子絮凝劑的投加量一般為0.1mg/L。
固體有機(jī)高分子絮凝劑容易吸水潮解成塊，必須使用防水包裝，保存地點(diǎn)也必須干燥，避免露天存放。
19．微生物絮凝劑的種類(lèi)有哪些？
微生物絮凝劑與傳統(tǒng)無(wú)機(jī)或有機(jī)絮凝劑有顯著不同，它們或是直接利用微生物細(xì)胞，或是利用微生物細(xì)胞壁提取物、代謝產(chǎn)物等。前者是微生物絮凝劑研究的主要方面，至今發(fā)現(xiàn)的具有絮凝性能微生物有17種以上，包括霉菌、細(xì)菌、放線菌和酵母，后者與有機(jī)絮凝劑為同類(lèi)物質(zhì)。微生物絮凝劑具有傳統(tǒng)無(wú)機(jī)或有機(jī)絮凝劑所不能比擬的許多優(yōu)點(diǎn)，如不產(chǎn)生二次污染、生產(chǎn)成本低等。
微生物絮凝劑的絮凝性能受諸多因素影響，內(nèi)在因素包括絮凝基因的遺傳和表達(dá)，外在因素則有微生物培養(yǎng)基的組成、細(xì)胞表面疏水性的變化、環(huán)境中二價(jià)金屬離子的存在等。目前，國(guó)外已有性能良好的微生物絮凝劑商品，如日本生產(chǎn)的NOC–1。微生物絮凝劑從研究到生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題是發(fā)展成熟的微生物育種技術(shù)，同時(shí)努力降低生產(chǎn)成本。我國(guó)的微生物絮凝劑研制正朝著這一方向邁進(jìn)，但是離工業(yè)化生產(chǎn)還有一定距離。
20．如何確定使用絮凝劑的種類(lèi)和投加劑量？
絮凝劑的選擇和用量應(yīng)根據(jù)相似條件下的水廠運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)或原水混凝沉淀試驗(yàn)結(jié)果，結(jié)合當(dāng)?shù)厮巹┕?yīng)情況，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后確定。選用的原則是價(jià)格便宜、易得，凈水效果好，使用方便，生成的絮凝體密實(shí)、沉淀快、容易與水分離等。
混凝的目的在于生成較大的絮凝體，由于影響因素較多，一般通過(guò)混凝燒杯攪拌試驗(yàn)來(lái)取得相應(yīng)數(shù)據(jù)?；炷囼?yàn)在燒杯中進(jìn)行，包括快速攪拌、慢速攪拌和靜止沉降三個(gè)步驟。投入的絮凝劑經(jīng)過(guò)快速攪拌迅速分散并與水樣中的膠粒相接觸，膠粒開(kāi)始凝聚并產(chǎn)生微絮體；通過(guò)慢速攪拌，微絮體進(jìn)一步互相接觸長(zhǎng)成較大的顆粒；停止攪拌后，形成的膠粒聚集體依靠重力自然沉降至燒杯底部。通過(guò)對(duì)混凝效果的綜合評(píng)價(jià)，如絮凝體沉降性、上清液濁度、色度、pH值、耗氧量等，確定合適的絮凝劑品種及其最佳用量。
試驗(yàn)用六聯(lián)攪拌機(jī)，它有六個(gè)可垂直移動(dòng)的轉(zhuǎn)軸，其底部位置處帶有攪拌葉片，葉片尺寸6cm×2cm。轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)速度和旋轉(zhuǎn)時(shí)間可以預(yù)先設(shè)定，能自動(dòng)工作。一般試驗(yàn)按快速攪動(dòng)2min，n=300r/min；慢速攪動(dòng)3min，n=60r/min。試驗(yàn)時(shí)在6個(gè)1000mL大燒杯中加入1L原水后，分別放在六個(gè)轉(zhuǎn)軸的正下方，將轉(zhuǎn)軸下移到底；再在連接在一水平轉(zhuǎn)軸上的6個(gè)小玻璃燒杯內(nèi)，依次加入不同數(shù)量的藥液，轉(zhuǎn)動(dòng)水平軸，則小管內(nèi)的藥液同時(shí)倒入相應(yīng)的原水中。然后啟動(dòng)攪拌器使其自動(dòng)工作。
攪動(dòng)自動(dòng)停止后，將葉片從燒杯中緩慢拉起，靜置20min，用移液管自水面下約10cm處，吸取水樣25ml，用濁度計(jì)測(cè)量上清液的濁度。以投藥量為橫坐標(biāo)，上清液的剩余濁度為縱坐標(biāo)，繪制成曲線將不同絮凝劑的效果進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)除濁效果和綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)多方面因素，選擇確定處理這種廢水的絮凝劑。
燒杯攪拌試驗(yàn)方法可分單因素試驗(yàn)和多因素試驗(yàn)兩種。試驗(yàn)時(shí)要做到所用原水與實(shí)際水質(zhì)完全相同，同時(shí)在根據(jù)水的pH值、雜質(zhì)性質(zhì)等因素考慮確定絮凝劑的種類(lèi)、投加量、投加順序，而且試驗(yàn)應(yīng)該是實(shí)際過(guò)程的模擬，兩者的水力條件（主要是GT值）必須相同或接近。
21．什么是助凝劑？其作用是什么？
在廢水的混凝處理中，有時(shí)使用單一的絮凝劑不能取得良好的混凝效果，往往需要投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。常用助凝劑有氯、石灰、活化硅酸、骨膠和海藻酸鈉、活性炭和各種粘土等。
有的助凝劑本身不起混凝作用，而是通過(guò)調(diào)節(jié)和改善混凝條件、起到輔助絮凝劑產(chǎn)生混凝效果的作用。有的助凝劑則參與絮體的生成，改善絮凝體的結(jié)構(gòu)，可以使無(wú)機(jī)絮凝劑產(chǎn)生的細(xì)小松散的絮凝體變成粗大而緊密的礬花。
22．常用助凝劑的種類(lèi)有哪些？
助凝劑種類(lèi)較多，但按它們?cè)诨炷^(guò)程中所起作用來(lái)說(shuō)大致可分為如下兩類(lèi)：
⑴調(diào)節(jié)或改善混凝條件的藥劑
混凝過(guò)程應(yīng)該在一定的pH值范圍內(nèi)進(jìn)行，如果原水pH值不能滿足此要求，則應(yīng)調(diào)整原水的pH值，這類(lèi)助凝劑包括酸和堿。原水pH值較低、堿度不足而使絮凝劑水解困難時(shí)，可以投加CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3等堿性物質(zhì)(常用的為石灰)；而PH值較高時(shí)，則常用硫酸或CO2來(lái)降低原水的pH值。
對(duì)溶解性有機(jī)物含量較大的廢水，可用Cl2等氧化劑來(lái)破壞有機(jī)物，提高對(duì)溶解性有機(jī)物的去除效果。另外亞鐵鹽作絮凝劑時(shí)，可用氯氣將亞鐵(Fe2+)氧化成高價(jià)鐵(Fe3+)，以提高混凝效果。
以上堿劑、硫酸和CO2、氯氣等本身并不起凝聚作用，只起輔助混凝的作用。
⑵加大礬花粒度、密度和結(jié)實(shí)性的助凝劑
混凝的結(jié)果要求生成粒度大、密度大和結(jié)實(shí)的礬花，既有利于沉淀，又不易破碎。為獲得此種結(jié)果，結(jié)合水質(zhì)的特點(diǎn)，有時(shí)必須在水中加入某種物質(zhì)或藥劑。如含有不宜沉降的質(zhì)地較輕雜質(zhì)的低濁廢水中，加入二氧化硅、活性炭投加、粘土一類(lèi)較粗顆粒或回流部分沉淀污泥可起到加重、加大礬花的作用；當(dāng)采用鋁鹽、鐵鹽作絮凝劑只能產(chǎn)生細(xì)小而松散的絮凝體時(shí)，可投加聚丙烯酰胺、活化硅酸及骨膠等高分子助凝劑，利用它們的強(qiáng)烈吸附架橋作用，使細(xì)小而松散的絮凝體變得粗大而密實(shí)。
23．絮凝劑、助凝劑在強(qiáng)化廢水處理中的應(yīng)用有哪些？
廢水處理中投加絮凝劑可加速?gòu)U水中固體顆粒物的聚集和沉降，同時(shí)也能去除部分溶解性有機(jī)物。這種方法具有投資少，操作簡(jiǎn)單，靈活等優(yōu)點(diǎn)，特別適合于處理水量小，懸浮雜質(zhì)含量較大的廢水。采用無(wú)機(jī)絮凝劑時(shí)，因?yàn)橥端幜看螅a(chǎn)生的污泥量也大，所以實(shí)際應(yīng)用中主要采用人工合成有機(jī)高分子絮凝劑OPF，或采用無(wú)機(jī)絮凝劑與OPF相結(jié)合的方式。
據(jù)有關(guān)報(bào)道，在初級(jí)沉淀池，常使用陰離子型已水解的聚丙烯酰胺去除廢水中的懸浮雜質(zhì)，而使用非離子型聚丙烯酰胺(PAM)時(shí)的效果不好。經(jīng)驗(yàn)表明，在初級(jí)沉淀池中投加1mg/L水解聚丙烯酰胺，可去除進(jìn)場(chǎng)廢水中50%以上的懸浮粒子及40%以上的BOD5。
在廢水的初級(jí)沉淀處理中，將有機(jī)高分子聚電解質(zhì)與無(wú)機(jī)絮凝劑的混合使用，要比它們各自單獨(dú)使用效果更好。由于進(jìn)場(chǎng)廢水中懸浮粒子的濃度、粒徑分布及種類(lèi)等隨時(shí)會(huì)發(fā)生變化，就使得絮凝劑的最佳劑量有時(shí)難以控制。這時(shí)若過(guò)量投加無(wú)機(jī)絮凝劑，用卷掃機(jī)理來(lái)沉淀去除懸浮雜質(zhì)，方法雖然可行，但其缺點(diǎn)也是很突出的，一是作用時(shí)間比較長(zhǎng)(15～30min)，再是形成的絮體易破碎。如果在投加無(wú)機(jī)絮凝劑的同時(shí)，再加入一定量的有機(jī)高分子聚電解質(zhì)，可使絮凝時(shí)間減少到2～5min，而且形成的絮體也比較結(jié)實(shí)。
在用沉淀法去除水中帶色有機(jī)膠體雜質(zhì)時(shí)，可使用雙電解質(zhì)系統(tǒng)。先用帶有高正電荷的陽(yáng)離子型聚電解質(zhì)使這些有機(jī)膠體脫穩(wěn)，然后再用大分子量非離子型或陰離子型聚電解質(zhì)使已脫穩(wěn)的有機(jī)膠體絮凝成易沉淀的絮體。
二次沉淀池中常使用陽(yáng)離子型聚電解質(zhì)作絮凝劑，如聚二甲基已二烯氯化銨或聚氨甲基二甲基已二烯氯化銨等，但其投加量要比在初次沉淀池中少一些。原因是初次沉淀池中所添加的陰離子型聚電解質(zhì)有一部分在進(jìn)入二次沉淀池后繼續(xù)發(fā)揮作用，而且二次沉淀池中所添加的聚電解質(zhì)在污泥回流中能反復(fù)得到利用。
另外，混凝處理還可以去除廢水中的磷酸鹽和重金屬離子。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直采用投加金屬鹽類(lèi)無(wú)機(jī)絮凝劑的方法來(lái)去除廢水中的部分磷酸鹽。但實(shí)驗(yàn)證明，在保證磷酸根的去除率沒(méi)有降低的前提下，用陽(yáng)離子聚合物代替無(wú)機(jī)絮凝劑可以取得同樣的除磷效果，這說(shuō)明聚合物參與了對(duì)陰離子磷酸根的吸附。例如某廢水處理場(chǎng)在混凝處理工藝中，用12mg/L硫酸鐵和3mg/L高電荷密度的陽(yáng)離子聚合物，以及0.2mg/L高分子量的陰離子聚合物復(fù)合，代替原來(lái)23mg/L的硫酸鐵，在磷的去除率不變的情況下，使出水BOD5去除率從30%上升到了55%。同時(shí)，采用混凝處理后，可以使活性污泥階段產(chǎn)生的污泥中無(wú)機(jī)物成分減少，提高活性污泥的生物降解功能。
廢水處理中使用的過(guò)濾、浮選等處理工藝中，通過(guò)使用無(wú)機(jī)絮凝劑和聚電解質(zhì)助凝劑，可以提高出水水質(zhì)。結(jié)合廢水水質(zhì)特點(diǎn)，絮凝劑可以單獨(dú)使用，也可以多種絮凝劑復(fù)合使用或一主一輔復(fù)配使用（輔者作為助凝劑）。絮凝劑的選擇可以通過(guò)燒杯靜態(tài)試驗(yàn)初步篩選，再在生產(chǎn)裝置上驗(yàn)證確定。
24．常用污泥調(diào)理劑的種類(lèi)有哪些？
調(diào)理劑又稱脫水劑，可分為無(wú)機(jī)調(diào)理劑和有機(jī)調(diào)理劑兩大類(lèi)。無(wú)機(jī)調(diào)理劑一般適用于污泥的真空過(guò)濾和板框過(guò)濾，而有機(jī)調(diào)理劑則適用于污泥的離心脫水和帶式壓濾脫水。
⑴無(wú)機(jī)調(diào)理劑
最有效、最便宜也是最常用的無(wú)機(jī)調(diào)理劑主要有鐵鹽和鋁鹽兩大類(lèi)。鐵鹽調(diào)理劑主要包括氯化鐵（FeCl3?6H2O）、硫酸鐵（Fe2(SO4)3?4H2O）、硫酸亞鐵（FeSO4?7H2O）以及聚合硫酸鐵（PFS）（[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m）等，鋁鹽調(diào)理劑主要有硫酸鋁（Al2(SO4)3?18H2O）、三氯化鋁（AlCl3）、堿式氯化鋁（Al(OH)2Cl）、聚合氯化鋁（PAC）（[Al2(OH)n?Cl6-n]m）等。
投加無(wú)機(jī)調(diào)理劑后，可以大大加速污泥的濃縮過(guò)程，改善過(guò)濾脫水效果。而且鐵鹽和石灰聯(lián)用可以進(jìn)一步提高調(diào)理效果。投加無(wú)機(jī)調(diào)理劑的缺點(diǎn)一是用量較大，一般來(lái)說(shuō)，投加量要達(dá)到污泥干固體重量的5%～20%，從而導(dǎo)致濾餅體積增大；二是無(wú)機(jī)調(diào)理劑本身具有腐蝕性（尤其是鐵鹽），投加系統(tǒng)要具有防腐性能。應(yīng)當(dāng)注意的是，采用氯化鐵作為調(diào)理劑時(shí)，會(huì)增加對(duì)脫水污泥處理設(shè)備金屬構(gòu)件的腐蝕性，因此所配備的脫水污泥處理設(shè)備的防腐等級(jí)應(yīng)適當(dāng)提高。
⑵有機(jī)調(diào)理劑
有機(jī)合成高分子調(diào)理劑種類(lèi)很多，按聚合度可分為低聚合度（分子量約為1千～幾萬(wàn)）和高聚合度（分子量約為幾十萬(wàn)～幾百萬(wàn)）兩種；按離子型分為陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型、陰陽(yáng)離子型等。與無(wú)機(jī)調(diào)理劑相比，有機(jī)調(diào)理劑投加量較少，一般為污泥干固體重量的0.1%～0.5%，而且沒(méi)有腐蝕性。
用于污泥調(diào)理的有機(jī)調(diào)理劑主要是高聚合度的聚丙烯酰胺系列的絮凝劑產(chǎn)品，主要有陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺、陰離子型聚丙烯酰胺和非離子型聚丙烯酰胺三類(lèi)。其中陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺能中和污泥顆粒表面的負(fù)電荷并在顆粒間產(chǎn)生架橋作用而顯示出較強(qiáng)的凝聚力，調(diào)理效果顯著，但費(fèi)用較高。為降低成本，可以使用較便宜的陰離子型聚丙烯酰胺-石灰聯(lián)用法，利用帶有正電荷的Ca(OH)2絮體物將帶負(fù)電的絮凝劑和污泥顆粒吸附在一起，形成一種復(fù)合的凝聚體系。
25．選擇使用污泥調(diào)理劑應(yīng)考慮的因素有哪些？
⑴調(diào)理劑的品種特點(diǎn)
就常用的鋁鹽和鐵鹽無(wú)機(jī)調(diào)理劑而言，使用鋁鹽時(shí)的藥劑投加量較大，所形成的絮體密度較小，調(diào)理效果較差，在脫水過(guò)程中會(huì)堵塞濾布。因此，在選用無(wú)機(jī)調(diào)理劑時(shí)，盡可能采用鐵鹽；當(dāng)使用鐵鹽會(huì)帶來(lái)許多問(wèn)題時(shí)，再考慮采用鋁鹽。無(wú)機(jī)調(diào)理劑與有機(jī)調(diào)理劑相比，藥劑投加量較大，形成的絮體顆粒細(xì)小，但絮體強(qiáng)度較高。因此在利用真空過(guò)濾機(jī)和板框壓濾機(jī)使污泥脫水時(shí)，可以考慮采用無(wú)機(jī)調(diào)理劑。與無(wú)機(jī)調(diào)理劑相比，有機(jī)調(diào)理劑藥劑投加量較小，形成的絮體粗大，但絮體強(qiáng)度較低，比無(wú)機(jī)調(diào)理劑形成的絮體更容易破碎。而且一旦絮體被破壞，不論采用無(wú)機(jī)調(diào)理劑還是有機(jī)調(diào)理劑，都不易恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。因此在利用離心脫水機(jī)和帶式壓濾機(jī)使污泥脫水時(shí)，可以考慮采用有機(jī)調(diào)理劑。在采用無(wú)機(jī)調(diào)理劑或有機(jī)調(diào)理劑中的一種難以達(dá)到理想的調(diào)理效果時(shí)，可以考慮將無(wú)機(jī)和有機(jī)調(diào)理劑復(fù)配使用，有時(shí)能取得更好的調(diào)理效果。比如石灰和三氯化鐵聯(lián)合使用，不但能起到調(diào)節(jié)pH值的作用，而且石灰和污水中的重碳酸鈣生成的碳酸鈣顆粒結(jié)構(gòu)還能增加污泥的孔隙率，促進(jìn)泥水分離。
⑵污泥性質(zhì)
不同性質(zhì)的污泥，選用調(diào)理劑的種類(lèi)和投加量也有很大差異。對(duì)有機(jī)物含量高的污泥，較為有效的調(diào)理劑是陽(yáng)離子型有機(jī)高分子調(diào)理劑，而且有機(jī)物含量越高，越適宜選用聚合度越高的陽(yáng)離子型有機(jī)高分子調(diào)理劑。而對(duì)以無(wú)機(jī)物為主的污泥，則可以考慮采用陰離子型有機(jī)高分子調(diào)理劑。污泥性質(zhì)的不同直接影響調(diào)理效果：初沉池污泥較易脫水，而浮渣和剩余活性污泥則較難脫水，混合污泥的脫水性能則介于兩者之間。為達(dá)到一定的調(diào)理效果，所需調(diào)理劑的數(shù)量存在顯著差異。一般來(lái)說(shuō)，越難脫水的污泥其調(diào)理用藥劑量越大，污泥顆粒細(xì)小，會(huì)導(dǎo)致調(diào)理劑消耗量的增加，污泥中的有機(jī)物含量和堿度高，也會(huì)導(dǎo)致調(diào)理劑用量的加大。另外，污泥含固率也影響調(diào)理劑的投加量，一般污泥含固率越高，調(diào)理劑的投加量越大。
⑶溫度
污泥的溫度直接影響著無(wú)機(jī)鹽類(lèi)調(diào)理劑的水解作用，溫度低時(shí)，水解作用會(huì)變慢。如果溫度低于10oC，調(diào)理效果會(huì)明顯變差，可通過(guò)適當(dāng)延長(zhǎng)調(diào)理時(shí)間的方法改善調(diào)理效果。使用有機(jī)高分子調(diào)理劑時(shí)，如果配制藥液的母液或自來(lái)水溫度過(guò)低或污泥溫度過(guò)低，就會(huì)由于水的動(dòng)力粘滯度和高分子調(diào)理劑溶液本身的粘度變大而不利于稀釋均勻和調(diào)理混合均勻，進(jìn)而影響污泥調(diào)理效果和脫水效果。因此，冬季氣溫較低時(shí)，要重視污泥輸送系統(tǒng)的保溫環(huán)節(jié)（從污水處理系統(tǒng)排出的污泥溫度一般不低于15oC），盡量減少污泥輸送過(guò)程中熱量的損失。在必要的情況下，可以采取對(duì)有機(jī)高分子調(diào)理劑稀釋罐加熱或適當(dāng)延長(zhǎng)混合溶解時(shí)間和加大攪拌強(qiáng)度的方法改善溶解條件。
⑷pH值
污泥的pH值決定無(wú)機(jī)鹽類(lèi)調(diào)理劑的水解產(chǎn)物形態(tài)，同一種調(diào)理劑對(duì)不同pH值的污泥的調(diào)理效果也大不相同。鋁鹽的水解反應(yīng)受pH值的影響很大，其凝聚反應(yīng)的最佳pH值范圍為5～7。當(dāng)pH值大于8或小于4時(shí)，難以形成絮體，也就是說(shuō)失去了調(diào)理的作用。而高鐵鹽調(diào)理劑受pH值的影響較小，無(wú)論污泥呈酸性還是呈堿性，都能形成水解產(chǎn)物Fe(OH)3絮體，最佳pH值范圍為6～11。亞鐵鹽在pH值為8～10的污泥中，其溶解度較高的水解產(chǎn)物能被氧化成溶解度較低的Fe(OH)3絮體。因此選用無(wú)機(jī)鹽類(lèi)調(diào)理劑時(shí)，首先要考慮脫水污泥的具體pH值，如果pH值偏離其凝聚反應(yīng)的最佳范圍，最好更換使用另一種調(diào)理劑。否則就要考慮在對(duì)污泥進(jìn)行調(diào)理之前，投加酸或堿調(diào)整污泥的pH值，一般情況下，都不采取這種措施。
pH值對(duì)聚合電解質(zhì)的調(diào)理效果也有影響，污泥的pH值影響著調(diào)理劑分子的電離、荷電狀況以及分子形狀。陽(yáng)離子型聚合電解質(zhì)在低pH值的酸性污泥中的電離度較大，分子形狀趨向舒展；而在高pH值的堿性污泥中電離度較小，分子形狀趨向卷曲。與陽(yáng)離子型聚合電解質(zhì)性質(zhì)相反，陰離子型聚合電解質(zhì)在低pH值的酸性污泥中的電離度較小，分子形狀趨向卷曲；而在高pH值的堿性污泥中電離度較大，分子形狀趨向舒展。陰陽(yáng)離子型聚合電解質(zhì)的情況稍有不同，在等電點(diǎn)時(shí)，整個(gè)分子呈中性，正負(fù)兩種電荷相互吸引，故分子緊密卷曲成團(tuán)。在等電點(diǎn)兩側(cè)，分子上都會(huì)有一種電荷過(guò)剩，因互相排斥作用而使分子趨向舒展。
⑸配制濃度
調(diào)理劑的配制濃度不僅影響調(diào)理效果，而且影響藥劑消耗量和泥餅產(chǎn)率，其中有機(jī)高分子調(diào)理劑影響更為顯著。一般來(lái)說(shuō)，有機(jī)高分子調(diào)理劑配制濃度越低，藥劑消耗量越少，調(diào)理效果越好。這是因?yàn)橛袡C(jī)高分子調(diào)理劑配制濃度越低，越容易混合均勻，分子鏈伸展得越好，架橋凝聚作用發(fā)揮得越好，調(diào)理效果當(dāng)然也越好。但配制濃度過(guò)高或過(guò)低都會(huì)降低泥餅產(chǎn)率。而無(wú)機(jī)高分子調(diào)理劑的調(diào)理效果幾乎不受配制濃度的影響。經(jīng)驗(yàn)和有關(guān)研究表明，有機(jī)高分子調(diào)理劑配制濃度在0.05%～0.1%之間比較合適，三氯化鐵配制濃度10%最佳，而鋁鹽配制濃度在4%～5%最為適宜。
⑹投加順序
當(dāng)采用不止一種調(diào)理劑時(shí)，調(diào)理劑投加的順序也會(huì)影響調(diào)理效果。當(dāng)采用鐵鹽和石灰作調(diào)理劑時(shí)，一般先投加鐵鹽，再投加石灰，這樣形成的絮體與水較易分離，而且調(diào)理劑總的消耗量也較少。當(dāng)采用無(wú)機(jī)調(diào)理劑和有機(jī)高分子調(diào)理劑聯(lián)合調(diào)理污泥時(shí)，先投加無(wú)機(jī)調(diào)理劑，再投加有機(jī)高分子調(diào)理劑，一般可以取得較好的調(diào)理效果。
⑺混合反應(yīng)條件
要想達(dá)到最好的調(diào)理效果，污泥與調(diào)理劑實(shí)現(xiàn)完全充分的混合是非常必要的。但值得注意的是，污泥與調(diào)理劑混合反應(yīng)形成絮體后，決不能再被破壞，因?yàn)樾躞w一旦受到破壞就很難恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)。經(jīng)驗(yàn)表明，針對(duì)某種污泥，使用某種調(diào)理劑，只有混合反應(yīng)的強(qiáng)度和時(shí)間在一定范圍內(nèi)，才能取得較好的調(diào)理效果，而且調(diào)理效果會(huì)隨著停留時(shí)間的增加而降低。這就是說(shuō)，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)確定了調(diào)理的時(shí)間和強(qiáng)度后，必須在實(shí)際操作中嚴(yán)格遵守執(zhí)行。一方面不能隨意延長(zhǎng)或縮短混合反應(yīng)的時(shí)間，另一方面要盡可能快地使調(diào)理后的污泥進(jìn)入脫水機(jī)。
26．調(diào)理劑的投加量如何確定？
污泥調(diào)理的藥劑消耗量沒(méi)有固定的標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)污泥的品種、消化程度、固體濃度等具體性質(zhì)的不同，投加量會(huì)出現(xiàn)一定的差異。因此，大多是在實(shí)驗(yàn)室或在現(xiàn)場(chǎng)直接試驗(yàn)確定調(diào)理劑的種類(lèi)及具體投加量。
一般來(lái)說(shuō)，按污泥干固體重量的百分比計(jì)，三氯化鐵的投加量為5%～10%，硫酸亞鐵約為10%～15%，消石灰的投加量為20%～40%，聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵約為1%～3%，陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺為0.1%～0.3%。據(jù)有關(guān)資料介紹，由于常用的聚丙烯酰胺系列有機(jī)合成高分子調(diào)理劑的價(jià)格較為昂貴（有的品種是普通無(wú)機(jī)調(diào)理劑的十幾甚至二十倍以上），雖然其投加量較少，但折合調(diào)理每噸污泥的費(fèi)用，使用有機(jī)合成高分子調(diào)理劑的成本仍然較高。普遍的做法是優(yōu)選無(wú)機(jī)調(diào)理劑，當(dāng)無(wú)機(jī)調(diào)理劑作用較差、難以達(dá)到理想的調(diào)理效果時(shí)，再考慮使用有機(jī)合成高分子調(diào)理劑或?qū)o(wú)機(jī)和有機(jī)調(diào)理劑復(fù)配使用。
27．使用調(diào)理劑的注意事項(xiàng)有哪些？
為了更好地使用調(diào)理劑，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：①充分了解和掌握被處理污泥的性質(zhì)（濃度、成分等），②試驗(yàn)確定適合于污泥性質(zhì)和脫水機(jī)性質(zhì)的調(diào)理劑種類(lèi)，③試驗(yàn)確定調(diào)理劑的注入點(diǎn)、反應(yīng)條件、投加量等，④根據(jù)調(diào)理劑的性質(zhì)確定調(diào)理劑的溶解、儲(chǔ)存等使用方法。
一般來(lái)說(shuō)，無(wú)機(jī)調(diào)理劑適用于真空過(guò)濾脫水和板框壓濾脫水，而有機(jī)調(diào)理劑則較適用于離心脫水和帶式壓濾脫水。在使用離心脫水機(jī)和帶式壓力脫水機(jī)時(shí)，為了形成不易破碎的粗大絮凝物，一般使用分子量在10萬(wàn)、甚至100萬(wàn)以上的陽(yáng)離子系列高分子調(diào)理劑。同時(shí)還要注意，由于離心脫水機(jī)是在2000～3000G的高離心力下進(jìn)行固液分離，使用分子量越大的高分子調(diào)理劑，越容易形成堅(jiān)固的絮凝物，越有利于脫水；而對(duì)帶式壓濾脫水機(jī)來(lái)講，分子量過(guò)高時(shí)，調(diào)理劑的部分粘性會(huì)殘留在絮凝物上，從而導(dǎo)致濾餅在濾布上的剝離性較差。就陽(yáng)離子調(diào)理劑而言，對(duì)于同樣污泥，和離心脫水機(jī)相比，帶式壓力脫水機(jī)要求調(diào)理劑的陽(yáng)離子度較高、而投加量較少。
一般來(lái)說(shuō)，污泥濃度高時(shí)，使用高分子量的調(diào)理劑效果較好，而污泥濃度低時(shí)，使用分子量較低的調(diào)理劑效果較好。
廢水生物處理產(chǎn)生的剩余污泥和回流污泥的性質(zhì)相同，其主要成分是微生物的絮凝物，一般帶有負(fù)電荷，因此為使剩余污泥凝聚，最好使用陽(yáng)離子的調(diào)理劑。當(dāng)前使用較多的陽(yáng)離子調(diào)理劑是聚丙酰胺的共聚物或氨基甲基化變性物，通過(guò)調(diào)整陽(yáng)離子變性條件，可得到不同陽(yáng)離子度的調(diào)理劑。根據(jù)陽(yáng)離子度的不同（可用膠體滴定法測(cè)定），陽(yáng)離子調(diào)理劑可分為高、中、低陽(yáng)離子度調(diào)理劑。
28．脫水劑、調(diào)理劑與絮凝劑、助凝劑的關(guān)系是什么？
脫水劑是對(duì)污泥進(jìn)行脫水之前投加的藥劑，也就是污泥的調(diào)理劑，因此脫水劑和調(diào)理劑的意義是一樣的。脫水劑或調(diào)理劑的投加量一般都以污泥干固體重量的百分比計(jì)。
絮凝劑應(yīng)用于去除污水中懸浮物，是水處理領(lǐng)域的重要藥劑。絮凝劑的投加量一般以待處理水的單位體積內(nèi)投加的數(shù)量來(lái)表示。
脫水劑（調(diào)理劑）與絮凝劑、助凝劑的投加量都可以稱為加藥量。同一種藥劑既可以在處理污水時(shí)應(yīng)用為絮凝劑，又可以在剩余污泥處理過(guò)程中應(yīng)用為調(diào)理劑或脫水劑。
助凝劑用在水處理領(lǐng)域作為絮凝劑的助劑時(shí)被稱為助凝劑，同一種助凝劑在剩余污泥處理時(shí)一般不稱助凝劑，而是統(tǒng)稱為調(diào)理劑或脫水劑。
使用絮凝劑時(shí)，由于水中的懸浮物數(shù)量畢竟有限，為了實(shí)現(xiàn)絮凝劑與懸浮顆粒的充分接觸，需要配備混合、反應(yīng)設(shè)施，并且都要具有足夠的時(shí)間，比如混合需要幾十秒到數(shù)分鐘、反應(yīng)則需要15～30min。而污泥脫水時(shí)從投加調(diào)理劑到污泥進(jìn)入脫水機(jī)往往只有幾十秒的時(shí)間，即只有相當(dāng)于絮凝劑的混合過(guò)程、沒(méi)有反應(yīng)的時(shí)間，而且經(jīng)驗(yàn)也表明，調(diào)理效果會(huì)隨著逗留時(shí)間的延長(zhǎng)而降低。
29．消泡劑的種類(lèi)有哪些？
消泡劑的效果與發(fā)泡液的種類(lèi)有關(guān)，即有的消泡劑對(duì)某些發(fā)泡液效果顯著，而對(duì)其它發(fā)泡液效果不明顯，甚至沒(méi)有作用。常用的消泡劑按成分不同可分為硅（樹(shù)脂）類(lèi)、表面活性劑類(lèi)、鏈烷烴類(lèi)和礦物油類(lèi)。
⑴硅（樹(shù)脂）類(lèi)：硅樹(shù)脂消泡劑又稱乳劑型消泡劑，使用方法是將硅樹(shù)脂用乳化劑（表面活性劑）乳化分散在水中后投加到廢水中。二氧化硅細(xì)粉是另一種消泡效果較好的硅類(lèi)消泡劑。
⑵表面活性劑類(lèi)：此類(lèi)消泡劑其實(shí)是乳化劑，即利用表面活性劑的分散作用，使形成泡沫的物質(zhì)在水中保持穩(wěn)定的乳化狀態(tài)分散，從而避免生成泡沫。
⑶鏈烷烴類(lèi)：鏈烷烴類(lèi)消泡劑是用乳化劑把鏈烷烴蠟或其衍生物乳化分散后制成的消泡劑，其用途與表面活性劑類(lèi)的乳化型消泡劑類(lèi)似。
⑷礦物油類(lèi)：以礦物油為主要消泡成分。為了改善效果，有時(shí)混合金屬皂、硅油、二氧化硅等物質(zhì)一起使用。此外，為使礦物油容易擴(kuò)散到發(fā)泡液表面，或者使金屬皂等均勻分散在礦物油中，有時(shí)還可投加各種表面活性劑。
30．常用pH調(diào)整劑有哪些？
將含酸廢水pH值調(diào)高時(shí)，以堿或堿性氧化物為中和劑，而將堿性廢水pH值調(diào)低時(shí)則以酸或酸性氧化物做中和劑。調(diào)整酸性廢水pH值時(shí)經(jīng)常采用的中和劑有石灰、石灰石、白云石、氫氧化鈉、碳酸鈉等，調(diào)整堿性廢水pH值調(diào)節(jié)時(shí)一般采用硫酸、鹽酸。
在對(duì)含酸廢水進(jìn)行中和時(shí)，還可以就近使用一些堿性工業(yè)廢渣，比如化學(xué)軟水站排出的碳酸鈣廢渣、有機(jī)化工廠或乙炔發(fā)生站排放的電石廢渣（主要成分為氫氧化鈣）、鋼廠或電石廠篩下的廢石灰、熱電廠的爐灰渣和硼酸廠的硼泥等。在對(duì)堿性廢水進(jìn)行處理時(shí)，也可以使用煙道氣利用其中的CO2、SO2等酸性氣體對(duì)廢水中的堿進(jìn)行中和。
當(dāng)廢水的pH值過(guò)大或過(guò)小時(shí)，為減少pH值調(diào)整時(shí)所需的溶藥池和藥劑池容積及實(shí)現(xiàn)pH值調(diào)整的自動(dòng)化控制，可以使用40%NaOH和98%H2SO4分別作為含酸廢水和含堿廢水的pH值調(diào)整劑。同時(shí)可以避免使用石灰類(lèi)堿劑所帶來(lái)的污泥問(wèn)題，減少二次污染的機(jī)會(huì)。
31．消毒劑的選擇應(yīng)考慮哪些因素？
廢水經(jīng)一級(jí)或二級(jí)處理后，水質(zhì)改善，細(xì)菌含量也大幅度減少，但其絕對(duì)值仍很可觀，并有存在病原菌的可能。因此，廢水排入水體前應(yīng)進(jìn)行消毒處理。
目前，用氯化法消毒能產(chǎn)生有害物質(zhì)，影響人體健康已廣為人知，這是因?yàn)槁扰c水中有機(jī)物作用，同時(shí)有氧化和取代作用，氧化作用可以促使去除有機(jī)物，而取代作用則是氯與有機(jī)物結(jié)合，形成了有致突變或致癌活性的鹵化物。美國(guó)規(guī)定三鹵甲烷(THMS)的最大濃度為100μg/L，德國(guó)、加拿大、日本也分別規(guī)定為25μg/L、350μg/L、100μg/L，我國(guó)1985年版《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》中也規(guī)定了氯仿的上限為60μg/L。有鑒于此，廢水消毒一是要控制恰當(dāng)?shù)耐秳┝?，二是采用其他消毒劑代替，如二氧化氯、臭氧、紫外線輻射等，以減少有害物質(zhì)的生成。
各種消毒劑的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件見(jiàn)表8–2。參考此表，可以初步確定應(yīng)該使用的消毒劑。
表8–2各種消毒劑的優(yōu)缺點(diǎn)和適用條件
| 消毒 | 優(yōu)點(diǎn) | 缺點(diǎn) | 適用條件 |
| 液氯 | 效果可靠、投配設(shè)備簡(jiǎn)單、投量準(zhǔn)確，價(jià)格便宜 | 氯化形成的余氯及某些含氯化合物低濃度時(shí)，對(duì)水生物有毒害，當(dāng)廢水含工業(yè)廢水比例大時(shí)，氯化可能生成致癌化合物 | 適用于大、中規(guī)模的廢水處理廠 |
| 漂白粉 | 投加設(shè)備簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜 | 除具有上述液氯的缺點(diǎn)外，尚有投量不準(zhǔn)確，溶解調(diào)制不便，勞動(dòng)強(qiáng)度大 | 適用于消毒要求不高或間斷投加的小型廢水處理廠 |
| 氯片 | 設(shè)備簡(jiǎn)單，管理方便，只需定時(shí)清理消毒器內(nèi)殘?jiān)把a(bǔ)充氯片?；ㄙM(fèi)用低 | 要有特制氯片及專用消毒器，消毒水量小 | 適用于醫(yī)院、生物制品所等小型廢水處理站 |
| 次氯酸鈉 | 用海水或一定濃度的鹽水，由處理廠就地電解自制產(chǎn)生消毒劑，也可購(gòu)買(mǎi)商品次氯酸鈉 | 需要有專用次氯酸鈉電解設(shè)備和投配設(shè)備 | 適用于邊遠(yuǎn)地區(qū)，購(gòu)液氯等消毒劑困難的小型廢水處理廠 |
| 二氧化氯 | 只起氧化作用、不起氯化作用，殺菌效果好，不受pH影響，可同時(shí)除臭、脫色 | 制取設(shè)備復(fù)雜、管理要求高，不能久存，一般需要現(xiàn)場(chǎng)制備 | 適用于中、小型廢水處理廠 |
| 臭氧 | 消毒效率高，并能有效地降解廢水中殘留的有機(jī)物、色、味等，廢水PH、溫度對(duì)消毒效果影響很小，不產(chǎn)生難處理的或生物積累性殘余物 | 投資大、成本高，設(shè)備管理復(fù)雜，沒(méi)有持續(xù)消毒作用 | 適用于出水水質(zhì)較好，排入水體衛(wèi)生條件要求高的廢水處理廠 |
| 紫外線 | 利用紫外線照射廢水的物理化學(xué)方法，消毒效率高，不改變水的成分 | 紫外線照射燈具貨源不足，技術(shù)數(shù)據(jù)較少 | 適用于小型廢水處理廠 |
| 超濾 | 物理截留的方法將細(xì)菌及懸浮物等從水中去除掉，消毒效率高 | 投資大、運(yùn)行成本高，設(shè)備管理復(fù)雜；而且沒(méi)有將細(xì)菌殺死 | 適用于小型廢水處理廠 |
32．消毒劑的種類(lèi)有哪些？各自的特點(diǎn)是怎樣的？
常用的消毒劑有次氯酸類(lèi)、二氧化氯、臭氧、紫外線輻射等。次氯酸類(lèi)消毒劑有液氯、漂白粉、漂粉精、氯片、次氯酸鈉等形態(tài)，主要是通過(guò)HOCl起消毒作用。次氯酸類(lèi)消毒劑的弱點(diǎn)是容易和水中的有機(jī)物生成氯代烴，而氯代烴已被確認(rèn)為是對(duì)人體健康極為不利的，同時(shí)處理過(guò)的水會(huì)有一些令人不快的氣味。次氯酸類(lèi)消毒劑粉塵和放出的氯氣對(duì)人的呼吸道、眼睛及皮膚都有強(qiáng)烈的刺激作用，如果不慎濺入眼睛或觸及皮膚，要立即用大量清水沖洗。存放環(huán)境要陰涼、通風(fēng)和干燥，遠(yuǎn)離熱源和火種，不能與有機(jī)物、酸類(lèi)及還原劑共儲(chǔ)混運(yùn)，運(yùn)輸過(guò)程中要防止雨淋和日光曝曬，裝卸時(shí)動(dòng)作要輕，避免碰撞和滾動(dòng)。
次氯酸類(lèi)消毒劑消毒時(shí)往往發(fā)生的是取代反應(yīng)，這也是使用次氯酸類(lèi)消毒劑會(huì)產(chǎn)生氯代烴的根本原因，而臭氧和二氧化氯消毒時(shí)發(fā)生的是純氧化反應(yīng)，因而可以破壞有機(jī)物的結(jié)構(gòu)，在殺菌的同時(shí)還可以提高廢水的可生化性（BOD5/CODCr值），去除水中的部分CODCr。二氧化氯消毒與臭氧或紫外線消毒相比，前者一次性投資低，運(yùn)行費(fèi)用高（大約0.1元/m3）；后者一次性投資高，運(yùn)行費(fèi)用低（大約0.02元/m3）。
臭氧消毒和紫外線消毒可以在很短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到消毒的效果，經(jīng)過(guò)臭氧消毒和紫外線消毒的二沉池出水或回用水細(xì)菌總數(shù)和總大腸菌群等微生物指標(biāo)可以達(dá)到要求，但他們的缺點(diǎn)是瞬時(shí)反應(yīng)，無(wú)法保持效果，抵抗管道內(nèi)微生物的滋生和繁殖，因此在回用水系統(tǒng)使用這兩種方法消毒時(shí)，往往需要在其出水中再投加0.05～0.1mg/L二氧化氯或0.3～0.5mg/L的氯，以保持管網(wǎng)末梢有足夠的余氯量。
33．氯的物化性質(zhì)是怎樣的？
氯在常壓下是黃綠色氣體，在0oC和一個(gè)大氣壓時(shí)的密度為3.2mg/mL，即約為空氣的2.5倍重，具有強(qiáng)烈的刺激性。一般采用電解食鹽水溶液的方法制取氯氣，然后將氯氣加壓冷卻制得液氯，液氯極易氣化，沸點(diǎn)是-34.5oC。加壓后的液氯成為黃綠色透明液體，1kg液氯氣化后體積可以變?yōu)?00L。氯性質(zhì)很活潑，能溶于水，溶解度隨水溫的升高而降低。氯是具有強(qiáng)烈刺激性的窒息氣體，對(duì)人的呼吸系統(tǒng)、眼部及皮膚都能產(chǎn)生傷害，空氣中最高允許濃度為1mL/m3。雖不自燃，但可以助燃，在日光下與其他易燃?xì)怏w混合時(shí)會(huì)發(fā)生燃燒和爆炸，可以和大多數(shù)物質(zhì)起反應(yīng)。
氯是一種強(qiáng)氧化劑，具有殺菌能力強(qiáng)、價(jià)格低廉、來(lái)源方便的優(yōu)點(diǎn)，是水處理行業(yè)應(yīng)用歷史最為悠久的消毒劑。氯消毒的機(jī)理是依靠水解生成的次氯酸HOCl向微生物的細(xì)胞壁內(nèi)擴(kuò)散，與細(xì)胞的蛋白質(zhì)反應(yīng)生成化學(xué)穩(wěn)定性極好的N-Cl鍵。另外，氯能氧化微生物的某些活性物質(zhì)，抑制并殺死微生物。
34．如何防止氯中毒？
雖然空氣中最高允許濃度為1mL/m3，但長(zhǎng)期在低于此值的環(huán)境中工作，也會(huì)導(dǎo)致慢性中毒，表現(xiàn)為患慢性支氣管炎、慢性胃腸炎、牙齦炎、口腔炎、皮膚搔癢癥等疾病。短時(shí)間暴露在高氯環(huán)境中，會(huì)導(dǎo)致急性中毒。輕度急性中毒表現(xiàn)為喉干胸悶、脈搏加快等癥狀，重度急性中毒表現(xiàn)為支氣管痙攣和水腫，甚至出現(xiàn)昏迷或休克。為防止出現(xiàn)氯中毒的措施可總結(jié)如下：
⑴經(jīng)常接觸氯氣的工作人員對(duì)氯味的敏感程度會(huì)有所降低，常常會(huì)在聞不到氯味的時(shí)候，人就已經(jīng)受到氯的傷害。因此操作人員的值班室要和加氯間分開(kāi)設(shè)置，并在加氯間安裝監(jiān)測(cè)及警報(bào)裝置，隨時(shí)對(duì)其中的氯濃度進(jìn)行檢測(cè)。
⑵加氯間要靠近加氯點(diǎn)，兩者間距不超過(guò)30m。加氯間建筑要堅(jiān)固防火、耐凍保溫、通風(fēng)良好、大門(mén)外開(kāi)，并與其他工作間嚴(yán)格分開(kāi)、沒(méi)有任何直接連通。由于氯比空氣重，因此當(dāng)氯氣在室內(nèi)泄漏后，會(huì)將空氣排擠出去，在封閉的室內(nèi)下部積聚并逐漸向上擴(kuò)散。所以加氯間的底部必須安裝強(qiáng)制排風(fēng)設(shè)施，進(jìn)氣孔要設(shè)在高處。
⑶加氯間門(mén)外要備用檢修工具、防毒面具和搶救器具等，照明和通風(fēng)設(shè)備的開(kāi)關(guān)也要設(shè)在室外，在進(jìn)入加氯間之前，先進(jìn)行通風(fēng)。通向加氯間的壓力水管必須保證不間斷供水，并保持水壓穩(wěn)定，同時(shí)還要有應(yīng)對(duì)突然停水的措施。加氯間內(nèi)要設(shè)置堿液池，并定時(shí)檢驗(yàn)，保證堿液隨時(shí)有效。當(dāng)發(fā)現(xiàn)氯瓶有嚴(yán)重泄漏時(shí)，戴好防毒面具，然后將氯瓶迅速移入堿液池中。
⑷當(dāng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)有人急性氯中毒后，要設(shè)法迅速將中毒者轉(zhuǎn)移到具有新鮮空氣的地方，對(duì)呼吸困難者，應(yīng)當(dāng)讓其吸氧，嚴(yán)禁進(jìn)行人工呼吸，可以用2%的碳酸氫鈉溶液為其洗眼、鼻、口等部位，還可以讓其吸入霧化的5%碳酸氫鈉溶液。
35．使用液氯瓶時(shí)的注意事項(xiàng)有哪些？
液氯是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用最廣的消毒劑，除消毒外還有氧化作用。液氯通常在鋼瓶中貯存和運(yùn)輸，使用時(shí)，液氯轉(zhuǎn)變成氯氣加入水中。
⑴氯瓶?jī)?nèi)壓力一般為0.6～0.8MPa，所以不能在太陽(yáng)下曝曬或靠近爐火或其他高溫?zé)嵩?，以免氣化時(shí)壓力過(guò)高發(fā)生爆炸。液氯和干燥的氯氣對(duì)銅、鐵和鋼等金屬?zèng)]有腐蝕性，但遇水或受潮時(shí)，化學(xué)活性增強(qiáng)，能腐蝕大多數(shù)金屬。因此貯氯鋼瓶必須保持0.05～0.1MPa的余壓，不能全部用空，以免進(jìn)水。
⑵液氯變成氯氣要吸收熱量，1kg液氯變成1kg氯氣約需要289kJ熱量。在氣溫較低時(shí)，氯瓶從空氣中吸收的熱量有限，液氯氣化的數(shù)量受到限制時(shí)，需要對(duì)氯瓶進(jìn)行加熱。但切不可用明火、蒸汽直接加熱氯瓶，也不宜使氯瓶溫度升高太多或太快，一般可使用15～25oC的溫水連續(xù)淋灑氯瓶的方法對(duì)氯瓶加溫。
⑶要經(jīng)常用10%氨水檢查加氯機(jī)與氯瓶的連接處是否泄漏，如果發(fā)現(xiàn)加氯機(jī)的氯氣管出現(xiàn)堵塞現(xiàn)象，切不可用水沖洗，可以用鋼絲疏通，再用打氣筒或壓縮空氣將雜物吹掉。
⑷開(kāi)啟前要檢查氯瓶的放置位置是否正確，一定要保證出口朝上，即放出來(lái)的是氯氣而不是液氯。開(kāi)氯瓶總閥時(shí)，要先緩慢開(kāi)半圈，隨即用10%氨水檢查是否漏氣，一切正常后再逐漸打開(kāi)。如果閥門(mén)難以開(kāi)啟，不能用榔頭敲擊，也不能長(zhǎng)板手硬扳，以防將閥桿擰斷。
使用次氯酸鈉消毒時(shí)的注意事項(xiàng)有哪些？
固態(tài)次氯酸鈉NaClO為白色粉末，具有刺激性氣味，在空氣中極不穩(wěn)定，受熱后迅速分解。商品固態(tài)次氯酸鈉的有效氯一般為10%～12%，常用制備方法是液堿氯化法，即在30%以下的氫氧化鈉溶液中通入氯氣進(jìn)行反應(yīng)。商品固態(tài)次氯酸鈉使用方便，但消毒效果比氯差，費(fèi)用也高于氯消毒。
由于次氯酸鈉容易因陽(yáng)光、溫度的作用而分解，一般用次氯酸鈉發(fā)生器就地制備后立即投加。利用鈦陽(yáng)極電解食鹽水(沿海地區(qū)可用海水作為鹽溶液)，得到的次氯酸鈉溶液是淡黃色透明液體，含有效氯6g/L～11g/L。一般每生產(chǎn)1kg有效氯，食鹽消耗量約3～4.5kg，耗電量5～10kWh，通常其消耗比使用漂白粉消毒還要低。
次氯酸鈉固體或溶液都不宜久存，而且必須在避光低溫環(huán)境下存放。電解生產(chǎn)次氯酸鈉溶液最好是使用多少，隨時(shí)生產(chǎn)多少。氣溫低于30oC時(shí)，每天損失有效氯0.1～0.15mg/L，如果氣溫超過(guò)30oC，每天損失有效氯可達(dá)0.3～0.7mg/L。因此，如果為了具有一定儲(chǔ)備量以備用，一般夏天儲(chǔ)存時(shí)間不超過(guò)一天，冬天不超過(guò)7d。
36．使用漂白粉消毒時(shí)的注意事項(xiàng)有哪些？
漂白粉CaCl2?Ca(OCl)2?2H2O為白色粉末，有氯的氣味，含有效氯20%～25%。漂白粉易吸潮，性質(zhì)極不穩(wěn)定，日光照射、受熱均能使其變質(zhì)而降低有效氯成分。與有機(jī)物、易燃液體混合能發(fā)熱自燃，受高熱會(huì)發(fā)生爆炸。氯片是用漂粉精3Ca(OCl)2?2Ca(OH)2?2H2O加工成的片劑，含有效氯60%～70%。氯片和漂粉精穩(wěn)定性比漂白粉高，可以在常溫下儲(chǔ)存200d以上不分解。兩者的消毒作用與氯相同，以有效氯計(jì)的加氯量、接觸時(shí)間等參數(shù)可以參照液氯。
使用漂白粉作消毒劑，需配成溶液加注，而且一般需設(shè)混合池。每包50kg的漂白粉先加400～500kg水?dāng)嚢璩?0%～15%溶液，再加水調(diào)成1%～2%濃度的溶液。混合池通常有隔板式與鼓風(fēng)式兩種。用氯片消毒時(shí)，廢水流入特制的氯片消毒器，浸潤(rùn)溶解氯片，并與之混合，然后再進(jìn)接觸池。
37．二氧化氯的物化性質(zhì)是怎樣的？
二氧化氯（ClO2）是一種黃綠色氣體，性質(zhì)極不穩(wěn)定，與氯一樣的刺激性氣味，毒性比氯要大，相對(duì)密度為
2.4。二氧化氯在常溫下即能壓縮成液體，并很容易揮發(fā)。二氧化氯很容易爆炸，溫度升高、暴露在光線下或與某些有機(jī)物接觸摩擦，都可能發(fā)生爆炸，而且液體二氧化氯比氣體二氧化氯更易爆炸。在空氣中的體積濃度超過(guò)10%時(shí)或水中二氧化氯濃度超過(guò)30%就會(huì)發(fā)生爆炸。二氧化氯易溶于水，在水中的溶解度是氯的5倍，但ClO2不和水起化學(xué)反應(yīng)，在水中極易揮發(fā)，在光線照射下容易發(fā)生光化學(xué)分解。貯存在敞開(kāi)容器中的ClO2水溶液，ClO2含量會(huì)下降很快。因此，二氧化氯不宜貯存，最好現(xiàn)場(chǎng)制取和使用。
市場(chǎng)上銷(xiāo)售的商品穩(wěn)定二氧化氯溶液，多為無(wú)色或略帶黃綠色透明液體，二氧化氯含量一般在2%左右，而且要加入一定量的特制穩(wěn)定劑（如碳酸鈉、硼酸鈉及過(guò)氯化物的水溶液或二乙烯三胺五亞甲基膦酸等），但運(yùn)輸和儲(chǔ)存時(shí)仍要注意避開(kāi)高溫和強(qiáng)光。因此，采用二氧化氯消毒時(shí)，最好在現(xiàn)場(chǎng)邊生產(chǎn)邊使用。二氧化氯殺菌后生成無(wú)毒物質(zhì)，對(duì)環(huán)境水體沒(méi)有污染。
38．使用二氧化氯時(shí)的注意事項(xiàng)有哪些？
⑴在水處理中，二氧化氯的投加量一般為0.1～1.5mg/L，具體投加量隨原水性質(zhì)和投加用途而定。當(dāng)僅作為消毒劑時(shí)，投加范圍是0.1～1.3mg/L；當(dāng)兼用作除嗅劑時(shí)，投加范圍是0.6～1.3mg/L；當(dāng)兼用作氧化劑去除鐵、錳和有機(jī)物時(shí)，投加范圍是1～1.5mg/L。
⑵二氧化氯是一種強(qiáng)氧化劑，其輸送和存儲(chǔ)都要使用防腐蝕、抗氧化的惰性材料，要避免與還原劑接觸，以免引起爆炸。
⑶采用現(xiàn)場(chǎng)制備二氧化氯的方法時(shí)，要防止二氧化氯在空氣中的積聚濃度過(guò)高而引起爆炸，一般要配備收集和中和二氧化氯制取過(guò)程中析出或泄漏氣體的措施。
⑷在工作區(qū)和成品儲(chǔ)藏室內(nèi)，要有通風(fēng)裝置和監(jiān)測(cè)及警報(bào)裝置，門(mén)外配備防護(hù)用品。
⑸穩(wěn)定二氧化氯溶液本身沒(méi)有毒性，活化后才能釋放出二氧化氯，因此活化時(shí)要控制好反應(yīng)強(qiáng)度，以免產(chǎn)生的二氧化氯在空氣中的積聚濃度過(guò)高而引起爆炸。
⑹二氧化氯溶液要采用深色塑料桶密閉包裝，儲(chǔ)存于陰涼通風(fēng)處，避免陽(yáng)光直射和與空氣接觸，運(yùn)輸時(shí)要注意避開(kāi)高溫和強(qiáng)光環(huán)境，并盡量平穩(wěn)。
39．二氧化氯的制備方法有哪些？
二氧化氯的制備方法有很多種，在水處理行業(yè)中，一般用氯、鹽酸或稀硫酸與亞氯酸鈉或氯酸鈉反應(yīng)的辦法生產(chǎn)，還有使用次氯酸鈉酸化后與亞氯酸鈉合成二氧化氯的。反應(yīng)式分別如下：
2NaClO3+2NaCl+2H2SO4→2ClO2+Cl2+2Na2SO4+2H2O
Cl2+2NaClO2→2ClO2+2NaCl
5NaClO2+4HCl→4ClO2+5NaCl+2H2O
10NaClO2+5H2SO4→8ClO2+5Na2SO4+4H2O+2HCl
NaClO+2HCl+2NaClO2→2ClO2+3NaCl+H2O
使用氯和亞氯酸鈉合成二氧化氯時(shí)，先調(diào)制pH﹤2.5的氯水溶液，再和一定量的10%亞氯酸鈉溶液一起進(jìn)入反應(yīng)室，在反應(yīng)室中充分混合和反應(yīng)，生成二氧化氯。理論上，每10g亞氯酸鈉加3.9g氯，可生成7.5g二氧化氯。為了防止未起反應(yīng)的亞氯酸鈉被帶入水中，通常要加入比理論值多的過(guò)量氯。
其他方法與上述方法的操作基本類(lèi)似，為保證反應(yīng)過(guò)程的安全性，酸和氯酸鈉或次氯酸鈉都配成水溶液，也都是要加入過(guò)量的酸，以提高氯酸鈉或次氯酸鈉的轉(zhuǎn)化率。生成的ClO2溶液可按照合適的投加量直接加到水中進(jìn)行消毒。
國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上有許多使用電解法生產(chǎn)二氧化氯的設(shè)備，但實(shí)際上，這些設(shè)備制造的所謂二氧化氯至多是二氧化氯和氯的復(fù)合物，不可能徹底解決氯類(lèi)消毒劑會(huì)產(chǎn)生氯代烴的問(wèn)題，而且已經(jīng)有使用復(fù)合二氧化氯時(shí)發(fā)生爆炸的事例。
40．臭氧的物化性質(zhì)是怎樣的？
人類(lèi)發(fā)現(xiàn)臭氧已經(jīng)有一百年的歷史。在距離地球表面15～25公里的高空，因受太陽(yáng)紫外線照射的緣故，形成了包圍在地球外圍空間的臭氧層，這厚厚的臭氧層正是人類(lèi)賴以生存的保護(hù)傘。
臭氧分子式為O3，是氧的同素異構(gòu)體，又名三原子氧，因其類(lèi)似魚(yú)腥味的臭味而得名，雷電后的腥臭味即是電擊產(chǎn)生臭氧而使空氣具有的氣味。在常溫常壓下，較低濃度的臭氧是無(wú)色氣體，當(dāng)濃度達(dá)到15%時(shí)，呈現(xiàn)出淡藍(lán)色。臭氧的沸點(diǎn)是-112oC，密度是2.144g/m3，是氧的1.65倍。可燃物在臭氧中燃燒比在氧氣中燃燒更加猛烈，可獲得更高的溫度。
臭氧在水中的溶解度較高，在同樣條件下是純氧的10倍。臭氧分子結(jié)構(gòu)極不穩(wěn)定，容易分解成氧氣，而且臭氧在水中比在空氣中更容易自行分解。臭氧在空氣中的半衰期一般為20～50分鐘，一般隨溫度與濕度的增高而加快。臭氧在水中半衰期約為35分鐘，隨水質(zhì)與水溫的不同而有所變化。臭氧在水溶液中的穩(wěn)定性受水中所含雜質(zhì)的影響較大，特別是有金屬離子存在時(shí)，臭氧可迅速分解為氧氣。
41．臭氧在水處理中的應(yīng)用有哪些？
臭氧和氯的氧化還原電位分別是2.07V和1.36V，因此，臭氧的氧化性僅次于羥基自由基?OH和氟，是一種比氯性質(zhì)更強(qiáng)烈的氧化劑和殺生劑，在水處理中的可以作為氧化劑或消毒劑。
作為消毒劑消毒時(shí)，其殺菌和除病毒效果較好，而且接觸時(shí)間較短。比如臭氧達(dá)到某種消毒效果要求投加量與接觸時(shí)間的乘積是5的話，要達(dá)到同樣效果，氯的投加量與接觸時(shí)間的乘積是1440。臭氧消毒的最大特點(diǎn)是當(dāng)水中含有有機(jī)物時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生氯消毒時(shí)容易生成的有機(jī)氯化物一類(lèi)有毒物質(zhì)。而且由于臭氧的氧化力極強(qiáng)，不但可以殺菌，還可以除去水中的色味等有機(jī)物，即同時(shí)具有殺菌、除臭、去色、除酚等多種作用。由于其分解快而沒(méi)有殘留物質(zhì)存在，因此特別適用于對(duì)微污染地表水為水源的飲用水消毒和污水深度處理出水的消毒。
利用臭氧的強(qiáng)氧化性，可以將污水中的Fe2+、Mn2+等金屬離子氧化到較高或最高氧化態(tài)，再加堿形成更難溶的氫氧化物沉淀從水中除去。當(dāng)廢水中含有氰化物、硫化物、亞硝酸鹽等有毒還原性無(wú)機(jī)物時(shí)，可以使用臭氧氧化的方法，將其氧化為CO2、N2O、SO42-、NO3-等無(wú)毒或毒性較小的物質(zhì)。
與有機(jī)物反應(yīng)時(shí)，臭氧的氧化作用可導(dǎo)致不飽和的有機(jī)分子的破裂而發(fā)生臭氧分解。即臭氧分子在極性有機(jī)分子原來(lái)的雙鍵位置上發(fā)生反應(yīng)，把其分子分裂為兩個(gè)羧酸類(lèi)分子。臭氧化物的自發(fā)性分裂產(chǎn)生一個(gè)羧基化合物和帶有酸性和堿性基團(tuán)的兩性離子，后者是不穩(wěn)定的，可分解成酸和醛。因此，在廢水處理領(lǐng)域，已開(kāi)始廣泛利用臭氧的這一性質(zhì)對(duì)一些難以生物降解的有機(jī)廢水進(jìn)行處理，作為二級(jí)生物處理的預(yù)處理。紫外/臭氧光化學(xué)系統(tǒng)能促進(jìn)臭氧分解產(chǎn)生氧化能力更強(qiáng)的?OH自由基，從而提高臭氧的氧化速率和效率，實(shí)現(xiàn)對(duì)有機(jī)物徹底的礦化處理。比如這樣的系統(tǒng)對(duì)含二甲苯廢水進(jìn)行處理時(shí)，可以將二甲苯徹底氧化成無(wú)毒的水及二氧化碳。
42．使用臭氧時(shí)的注意事項(xiàng)有哪些？
⑴臭氧是一種有毒氣體，對(duì)人體眼和呼吸器官有強(qiáng)烈的刺激作用，正常大氣中的臭氧的體積比濃度是(1～4)×10-8m3/m3，當(dāng)空氣中臭氧體積比濃度達(dá)到(1～10)×10-6m3/m3時(shí)，就會(huì)使人出現(xiàn)頭痛、惡心等癥狀?！豆I(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GBZ1—2002規(guī)定車(chē)間空氣中O3的最高允許濃度為0.3mg/m3。
⑵臭氧極不穩(wěn)定，在常溫常壓下容易自行分解成為氧氣并放出熱量。在空氣中，臭氧的分解速度與溫度和其濃度有關(guān)，溫度越高，分解越快，濃度越高，分解越快。臭氧在水中的分解速度比在空氣中的分解速度要快得多，水中的羥離子對(duì)其分解有強(qiáng)烈的催化作用，所以pH值越高，臭氧分解越快。因此不能貯存和運(yùn)輸，必須在使用現(xiàn)場(chǎng)制備。
⑶臭氧具有強(qiáng)烈的腐蝕性，除鉑、金、銥、氟以外，臭氧幾乎可與元素周期表中的所有元素反應(yīng)。因此凡與其接觸的容器、管道、擴(kuò)散器均要采用不繡鋼、陶瓷、聚氯乙烯塑料等耐腐蝕材料或作防腐處理。
⑷臭氧在水中的溶解度只有10mg/L，因此通入污水中的臭氧往往不能被全部利用。為了提高臭氧的利用率，接觸反應(yīng)池最好建成水深5～6m的深水池，或建成封閉的多格串聯(lián)式接觸池，并設(shè)置管式或板式微孔擴(kuò)散器散布臭氧。
43．臭氧的制備方法有哪些？
臭氧的制備方法有化學(xué)法、電解法、紫外線法、輻照法和無(wú)聲放電法等。水處理中應(yīng)用的多是無(wú)聲放電法，其生產(chǎn)臭氧的原理是在兩平行高壓電極之間隔以一層介電體(又稱誘電體，通常是特種玻璃材料)并保持一定的放電間隙；通入15000～17500V高壓交流電后，在放電間隙形成均勻的藍(lán)紫色電暈放電，經(jīng)過(guò)凈化和干燥的空氣或氧氣通過(guò)放電間隙，氧分子受高能電子激發(fā)獲得能量，并相互發(fā)生碰撞聚合形成臭氧分子。生產(chǎn)1kg臭氧耗電約20～30kW。
臭氧由臭氧發(fā)生器制取，一般以空氣或氧氣為原料，空氣中含有的蒸氣和灰塵都會(huì)形成弧電損壞電極和降低臭氧產(chǎn)量，所以進(jìn)入臭氧發(fā)生器的空氣必須預(yù)先經(jīng)過(guò)凈化和干燥。利用氧氣作為制造臭氧的原料時(shí)，并不是純氧效果最好，一般氧氣濃度在92%～99%臭氧產(chǎn)率最高，這可能是因?yàn)槠渲械碾s質(zhì)起到了催化劑的作用。利用氧氣為原料的臭氧發(fā)生器，國(guó)外單機(jī)發(fā)生量已可達(dá)250kg/h，這為大規(guī)模利用臭氧消毒打下了良好的基礎(chǔ)。
為了提高臭氧的溶水效果，一般使用水深較大（5～6m）的接觸池，而且應(yīng)使臭氧以微氣泡形式，在水中迅速混合和擴(kuò)散。常用臭氧加注方法有靜態(tài)混合器、文丘里管和微孔曝氣等形式，這一過(guò)程要在接觸池內(nèi)完成，接觸時(shí)間通常只要數(shù)分鐘，結(jié)合不同的水質(zhì)，臭氧的投加量一般為1～5mg/L之間。為此，臭氧氧化工藝主要包括空氣凈化干燥裝置、臭氧發(fā)生器以及水-臭氧的接觸池。
44．廢水處理中常用的氧化劑和還原劑有哪些？
從理論上說(shuō)，氧化還原電位不同的兩種物質(zhì)都可以相對(duì)地成為氧化劑或還原劑，但在廢水處理實(shí)踐中能夠使用的氧化劑或還原劑必須滿足以下要求：
①對(duì)廢水中希望去除的污染物質(zhì)有良好的氧化或還原作用
②反應(yīng)后生成的物質(zhì)應(yīng)當(dāng)無(wú)害以避免二次污染
③價(jià)格便宜、來(lái)源可靠
④能在常溫下快速反應(yīng)、不需要加熱
⑤反應(yīng)時(shí)所需的pH值最好在中性，不能太高或太低。
在廢水處理中常用的氧化劑有：
①在接受電子后還原變成帶負(fù)電荷離子的中性原子，如O2、Cl2、O3等；
②帶正電荷的原子，接受電子后還原成帶負(fù)電荷的離子，比如在堿性條件下，漂白粉、次氯酸鈉等藥劑中的次氯酸根OCl-中的CL+和二氧化氯中的Cl4+接受電子還原成Cl-；
③帶高價(jià)正電荷的原子在接受電子后還原成帶低價(jià)正電荷的原子，例如三氯化鐵中的Fe3+和高錳酸鉀中的Mn7+在接受電子后還原成Fe2+和Mn2+。
在廢水處理中常用的還原劑有：
①在給出電子后被氧化成帶正電荷的中性原子，例如鐵屑、鋅粉等；
②帶負(fù)電荷的原子在給出電子后被氧化成帶正電荷的原子，例如硼氫化鈉中的硼元素為負(fù)5價(jià)，在堿性條件下可以將汞離子還原成金屬汞，同時(shí)自身被氧化成正三價(jià)。
③金屬或非金屬的帶正電的原子，在給出電子后被氧化成帶有更高正電荷的原子。例如硫酸亞鐵、氯化亞鐵中的二價(jià)鐵離子Fe2+在給出一個(gè)電子后被氧化成三價(jià)鐵離子Fe3+；二氧化硫SO2和亞硫酸鹽SO32-中的四價(jià)硫在給出兩個(gè)電子后，被氧化成六價(jià)硫，形成SO42-。
粵公網(wǎng)安備 44010502000510號(hào)