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摘要：強化絮凝沉淀是近年來國內(nèi)外城市污水深度處理研究的熱點，在污水處理的研究中歷時已久，由于投加絮凝劑運行費用較高，所以一直阻礙其在實踐中的發(fā)展。近年來，廉價、高效絮凝藥劑的迅速涌現(xiàn)，使化學強化一級處理工藝的基建費用、運行費用都低于二級處理，且其總磷的去除率很高，在國外城市污水處理中已經(jīng)開始應用。由于它適應我國國情，在國內(nèi)也得到了普遍的重視，并且已經(jīng)取得了一定的研究成果。

關鍵詞：聚丙烯酰胺 強化絮凝

1、強化絮凝反應原理

強化絮凝沉淀包括兩個過程：混合過程和絮凝反應過程。

（1）混合過程

混合是反應第一關，也是非常重要的一關。在這個過程中應使混凝劑水解產(chǎn)物迅速地擴散到水中的每一個細部，使所有膠體顆粒幾乎在同一瞬間脫穩(wěn)并凝聚，這樣才能得到好的絮凝效果。因為在混合過程中同時產(chǎn)生膠體顆粒脫穩(wěn)與凝聚，可以把這個過程稱為初級混凝過程。但這個過程的主要作用是混合，因此一般稱為混合過程。

混合問題的實質是混凝劑水解產(chǎn)物在水中的擴散問題。使水中膠體顆粒同時脫穩(wěn)產(chǎn)生凝聚，是取得好的絮凝效果的先決條件，也是節(jié)省投藥量的關鍵。

（2）絮凝反應過程

絮凝反應是強化絮凝沉淀過程中最重要的工藝環(huán)節(jié)。其作用原理是，通過高分子絮凝劑——聚丙烯酰胺（PAM）來吸附污水中的懸浮粒子，使高分子鏈互纏交聯(lián)，形成架橋，從而使絮凝結構增大變粗，最后形成沉淀。而在此過程中，PAM選擇的正確與否關系到該工藝環(huán)節(jié)處理效果的好壞。

（3）無機藥劑和有機高分子絮凝劑在強化絮凝沉淀中的復配使用

在強化絮凝沉淀中，為了降低藥耗，節(jié)約成本，提高處理率，充分發(fā)揮不同絮凝劑間的協(xié)同作用，通過多次實驗和在工程上的實際應用，無機絮凝劑與有機絮凝劑的復配使用能夠達到較好的效果。

復配使用中，先加入帶正電荷的無機絮凝劑，使污水中膠體脫穩(wěn)，再加入帶負電荷的陰離子型聚丙烯酰胺，使脫穩(wěn)后的膠體顆粒通過架橋作用和網(wǎng)捕作用迅速長大。由于有機高分子容易機械降解，所以復配使用對水力條件要求較高。攪拌要均勻，速度要慢。

2、高分子絮凝劑——聚丙烯酰胺（PAM）

（1）PAM合成工藝

PAM主要原料為丙烯腈，它與水經(jīng)一定比例混合，經(jīng)水合、提純、聚合、干燥等工藝可得到成品，合成工序如下：

（2）PAM的選擇

通過多次實驗和實際應用可以作出下列結論：

陰離子型PAM適用于濃度較高的帶正電荷的無機懸浮物，以及懸浮粒子較粗（0.01-1mm），pH值為中性或堿性溶液。

陰離子型PAM適用于帶負電荷、含有機物質的懸浮物。

非離子型PAM適用于有機、無機混合狀態(tài)的懸浮物分離，溶液呈酸性或中性。

（3）影響PAM絮凝作用的主要因素

1） 絮凝劑的用量：最佳的絮凝劑用量是絮凝劑全部被吸附在固相粒子表面上，且絮塊的沉降速度達到最大值。最佳用量隨著絮凝劑的離子性質、分子量、懸浮液的pH值而變化，可用試驗方法確定。當絮凝劑超過最佳用量時，絮凝效果反而下降。

2） 絮凝劑分子量對絮凝的影響：絮凝劑分子量越大，絮凝效果越好。但分子量太大，難于溶解且制造費用也高。常用的分子量為300-1500萬。

3） 攪拌對絮凝的影響：攪拌可使絮凝劑均勻的分散到懸浮液中，達到高效絮凝。但攪拌過于劇烈，會使形成的絮塊碎裂，因而絮凝劑的消耗量增加，而絮凝效果相對講是降低了。所以在絮凝處理時只能進行適當?shù)臄嚢瑁瑪嚢铏C轉速一般應控制在50-250r/min。

3、實例分析

下表為某城市污水處理廠同一進水下的自然沉降、復合作用、單獨作用對照的試驗結果。