【水处理技术问答—物化篇】混凝沉淀技术影响因素大揭秘

【水处理技术问答—物化篇】

混凝沉淀技术影响因素大揭秘

问:为什么现场混凝沉淀效果不好，影响混凝沉淀效果的主要因素有哪些？

答:在污水厂运行或实验室做混凝试验的时候，总是出现混凝效果不好，如絮凝体絮粒小，下沉速度较慢、絮凝体上浮、絮凝剂无作用的现象。

影响混凝效果的因素较多也很复杂，但总体上可以分为两类：

一类是客观因素:主要是指所处理的对象即原水所具有的一些特性因素如水温、水的PH值、水的碱度、水中浊度颗粒浓度、水中有机物污染物含量等。

另一类是主观因素:即可以通过人为改变的一些混凝条件，如投加混凝剂的种类及投加量、投加方式、水力条件等。

 

 

1、水温的影响

水温对混凝过程的影响较为显著，水温是混凝的“冬季难题”。

一般来说，水温较低时，水的黏度增大，颗粒的布朗运动减弱，使的颗粒之间的碰撞机会减少，不利于凝聚。同时，低温下混凝剂水解速度变慢，水解产物的形态和活性也会受到影响。例如在冬季处理低温水时，即使投加大量的混凝剂，也可能难以达到理想的混凝效果。

2、PH值影响

不同的混凝剂都有其适宜的pH值范围。以铝盐为例，在pH值为5.5-7.5的范围内，铝盐主要以氢氧化铝胶体形态存在，此时混凝效果最佳。

当 pH值低于5.5时，氢氧化铝会溶解，生成Al³ 离子，混凝效果变差；当pH值高于7.5时，氢氧化铝会进一步水解，生成带负电的偏铝酸根离子，同样影响混凝效果。而铁盐混凝剂适宜的 pH 值范围通常在7-9 之间。

3、水中杂质成分与浓度影响

水中杂质的成分、性质和浓度对混凝效果影响很大。天然水中若含有大量的有机物，这些有机物会吸附在胶体颗粒表面，阻碍混凝剂与胶体颗粒的接触，从而影响混凝效果。例如，腐殖酸等有机物会与铝盐、铁盐混凝剂发生络合反应，降低混凝剂的有效浓度。此外，水中悬浮颗粒的浓度也会影响混凝过程。当颗粒浓度过低时，颗粒之间碰撞几率小，混凝过程缓慢；而当颗粒浓度过高时，可能需要投加更多的混凝剂来中和颗粒表面的电荷。

4、投加混凝剂的种类影响

不同种类的混凝剂具有不同的混凝机理和适用范围。无机混凝剂如硫酸铝、聚合氯化铝(PAC）、三氯化铁等，主要通过压缩双电层、吸附电中和等作用使胶体颗粒脱稳。其中，聚合氯化铝具有聚合度高、混凝效果好、适用pH值范围广等优点，逐渐成为应用广泛的无机混凝剂。

有机高分子混凝剂如聚丙烯酰胺（PAM），则主要通过吸附架桥作用，使细小颗粒聚集形成较大的絮体。非离子型、阴离子型和阳离子型的聚丙烯酰胺适用于不同性质的水体，例如阳离子型 PAM常用于处理带负电的胶体颗粒。

5、混凝剂投加量的影响

混凝剂投加量存在一个最佳值。当投加量不足时，胶体颗粒不能完全脱稳，混凝效果不佳;

随着投加量的增加，混凝效果逐渐变好，但当投加量超过一定值后，会出现“再稳”现象。这是因为过多的混凝剂会使颗粒表面重新带上相同电荷，产生静电斥力，导致颗粒再次分散。

例如，在处理浊度为100NTU的原水时，硫酸铝的最佳投加量可能在20-30mg/L之间，具体数值需要通过烧杯试验来确定。

6、混凝剂投加方式影响

混凝剂的投加方式包括投加点的位置和投加顺序。投加点应选择在水流湍急、水力条件好的地方，以保证混凝剂能够迅速与水混合。对于需要多种药剂配合使用的情况，投加顺序很关键。例如，当同时使用混凝剂和助凝剂时，一般先投加混凝剂，待混凝剂与水充分混合、胶体颗粒初步脱稳后，再投加助凝剂，这样可以充分发挥两种药剂的协同作用，提高混凝效果。

7、水力条件影响

（1）混合阶段影响：

混合阶段的主要目的是使混凝剂迅速均匀地分散到水中。此阶段要求强烈、快速的搅拌，一般搅拌时间为1-3分钟，如果混合不充分，混凝剂不能与胶体颗粒充分接触，就会影响后续的凝聚和絮凝过程。例如，在采用机械搅拌混合时，搅拌器的转速和桨叶的形状都会影响混合效果。

（2）反应阶段影响：

反应阶段包括凝聚和絮凝两个过程。凝聚阶段要求搅拌强度逐渐降低，搅拌时间一般为10-15分钟，主要使脱稳的胶体颗粒相互碰撞凝聚成微小絮体。絮凝阶

段则需要更缓慢的搅拌，搅拌时间为 15-30分钟，目的是让微小絮体进一步吸附、架桥，形成较大的絮体。合理的水力条件能够促进絮体的生长和密实，提高沉淀性能。

（3）水质碱度的影响

水中的碱度对混凝过程有缓冲作用。当水中碱度不足时，混凝剂水解会消耗水中的碱度，导致pH值下降，影响混凝剂的水解和混凝效果。此时，需要投加石灰、氢氧化钠等碱性物质来补充碱度，维持适宜的 pH 值环境。例如，在处理酸性工业废水时，常常需要先调节废水的碱度，再进行混凝处理。