干货分享：什么是絮凝？

主要分为两大类别:铁制剂系列和铝制剂系列，当然也包括其丛生的高聚物系列。絮凝剂有不少品种，其共同特点是能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块。

在水处理工程中较常见的絮凝剂如:硫酸铝(明矾)，聚合硫酸铝(poly aluminium sulfate) ,栲胶等等。

1）硫酸铁

性状:灰白色粉末或正交棱形结晶流动浅黄色粉末。对光敏感。易吸湿。在水中溶解缓慢，但在水中有微量硫酸亚铁时溶解较快，微溶于乙醇，几乎不溶于丙酮和乙酸乙酯。在水溶液中缓慢地水解。相对密度(d18)3.097。热至480℃分解。商品通常约含20%水呈浅黄色。也有含9分子结晶水的。相对密度2.1。175℃失去7分子结晶水。

用途:

1、用于银的分析，糖的定量测定。用作染料。墨水。净水。铝的雕刻。消毒。聚合催化剂等。

2、分析试剂、糖定量测定、铁催化剂、媒染剂、净水剂制颜料、药物。

3、水处理行业用作净水的混凝剂和污泥的处理剂。

4、被用作媒染剂以及工业废水的凝结剂，也用于颜料中。

5、医药上用硫酸铁作收敛剂和止血剂。

6、用于镀锌镍铁合金、镀锌铁钴合金等电解液中。

2）硫酸铝

性质:

极易溶于水，硫酸铝在纯硫酸中不能溶解(只是共存)，在硫酸溶液中与硫酸共同溶解于水，所以硫酸铝在硫酸中溶解度就是硫酸铝在水中的溶解度。

常温析出含有18分子结晶水，为18水硫酸铝，工业上生产多为18水硫酸铝。含无水硫酸铝51.3%，即使100℃也不会自溶(溶于自身结晶水)。不易风化而失去结晶水，比较稳定，加热会失水，高温会分解为氧化铝和硫的氧化物。加热至770℃开始分解为氧化铝、三氧化硫、二氧化硫和水蒸气。

溶于水、酸和碱，不溶于乙醇。水溶液呈酸性。水解后生成氢氧化铝。水溶液长时间沸腾可生成碱式硫酸铝。工业品为灰白色片状、粒状或块状，因含低铁盐而带淡绿色，又因低价铁盐被氧化而使表面发黄。粗品为灰白色细晶结构多孔状物。无毒，粉尘能刺激眼睛。

作用:

1.造纸工业中用作纸张施胶剂，以增强纸张的抗水、防渗性能;

2.溶于水后能使水中的细小微粒和自然胶粒凝聚成大块絮状物，从而自水中除去，故用作供水和废水的混凝剂;

3.用作浊水净化剂，也用作沉淀剂、固色剂、填充剂等。在化妆品中用作抑汗化妆品原料(收敛剂);

4.消防工业中，与小苏打、发泡剂组成泡沫灭火剂;

5.分析试剂，媒染剂，鞣革剂，油脂脱色剂，木材防腐剂;

6.白蛋白巴氏杀菌的稳定剂(包括液体或冷冻全蛋、蛋白或蛋黄);

7.可作原料，用于制造人造宝石和高级铵明矾，其他铝酸盐;

8.燃料工业中，在生产铬黄和色淀染料时作沉淀剂，同时又起固色和填充剂作用。

3)PFS聚合硫酸铁

聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%(重量)的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。

使用方法及注意事项:

因原水性质各异，应根据不同情况，现场调试或作烧杯试验，取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果。

1、使用前，将本产品按一定浓度(10-30%)投入溶矾池，注入自来水搅拌使之充分水解，静置至呈红棕色液体，再兑水稀释到所需浓度投加混凝。水厂亦可配成2-5%直接投加，工业废水处理直接配成5-10%投加。

2、投加量的确定，根据原水性质可通过生产调试或烧杯实验视矾花形成适量而定，制水厂可以原用的其它药剂量作为参考，在同等条件下本产品与固体聚合氯化铝用量大体相当，是固体硫酸铝用量的1/3-1/4。如果原用的是液体产品，可根据相应药剂浓度计算酌定。大致按重量比1:3而定。

3、使用时，将上述配制好的药液，泵入计量槽，通过计量投加药液与原水混凝。

4、一般情况下当日配制当日使用，配药需要自来水，稍有沉淀物属正常现象。

5、注意混凝过程三个阶段的水力条件和形成矾花状况。

(1)凝聚阶段:是药液注入混凝池与原水快速混凝在极短时间内形成微细矾花的过程，此时水体变得更加浑浊，它要求水流能产生激烈的湍流。烧杯实验中宜快速(250-300转/分)搅拌10-30S，一般不超过2min。

(2)絮凝阶段:是矾花成长变粗的过程，要求适当的湍流程度和足够的停留时间(10-15min)，至后期可观察到大量 矾花聚集缓缓下沉，形成表面清晰层。烧杯实验先以150转/分搅拌约6分钟，再以60转/分搅拌约4分钟至呈悬浮态。

(3)沉降阶段:它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程，要求水流缓慢，为提高效率一般采用斜管 (板式)沉降池(最好采用气浮法分离絮凝物)，大量的粗大矾花被斜管(板)壁阻挡而沉积于池底，上层水为澄清水，剩下的粒径小、密度小的矾花一边缓缓下降，一边继续相互碰撞结大，至后期余浊基本不变。烧杯实验宜以20-30转/分慢搅5分钟，再静沉10分钟，测余浊。

6、强化过滤，主要是合理选用滤层结构和助滤剂，以提高滤池的去除率，它是提高水质的重要措施。

7、本产品应用于环保、工业废水的处理，使用方法与制水厂大体相同，对高色度、高COD、BOD的原水处理，辅以助剂作用效果甚佳。

8、采用化学混凝法的企业，原用的设备无需作大的改造，只需增设溶矾池即可使用本产品。

9、本产品须保存在干燥、防潮、避热的地方(< 80oC，切勿损坏包装，产品可长期储存)。

10、本产品必须溶解才能使用，溶解设备和加药设施应采用耐腐蚀材料。

相关解释:

絮凝--从工艺上看，是指絮粒通过吸附、交联、网捕，聚结为大絮体沉降的过程。

絮凝剂--是从化学角度看，是使胶体和悬浮颗粒凝聚和絮凝的药剂，所以也称为混凝剂。

凝聚--从作用机理来看，是指胶体和分散系双电层压缩、ζ电位破坏、电性中和而脱稳并聚集为絮粒的过程。

混凝--凝聚和絮凝统称为混凝。

一体化高效絮凝与传统脱硫废水处理工艺对比

目前国内普遍采用的三联箱(物化法)脱硫废水处理工艺，具有配置设备较多、投资较大、运行成本高和设备检修维护量较大的缺点，这些缺点导致许多电厂虽安装了上述脱硫废水处理装置，但在实际运行过程中存在运维成本高、故障率高、投运率低的情况。三联箱工艺需添加多种化学药剂对废水进行处理，加药系统过于复杂，进而影响系统的长期稳定运行，特别是石灰乳、助凝剂、絮凝剂加药管路经常出现堵塞，极大增加了日常维护工作量。同时，传统添加药剂与脱硫废水反应速度较慢，药剂的反应时间受水质变化的制约，在短时间内难以通过加药剂调整达到排放要求。

一体化高效絮凝技术可克服废水处理设备在空间位置上的限制，在脱硫工艺系统中的安装呈模块化，投加一种高效絮凝剂后，系统内将迅速完成重金属吸附、混凝、絮凝、沉降分离过程，去除悬浮物、重金属、化学耗氧量、氟化物、硫化物等污染物质，出水达到排放要求。一体化高效絮凝技术能够有效地克服传统三联箱工艺在投资、运行、维护过程中出现的问题，确保脱硫废水处理系统稳定运行。

1、工艺流程对比

1.1 三联箱工艺流程

目前国内多数电厂采用三联箱工艺作为脱硫废水的处理工艺，其具体流程见图1。脱硫废水首先进入预沉池经自然沉降降低含固量，溢流出的废水进入废水缓存池进行曝气，以降低废水中化学耗氧量，并在三联箱内分别投加氢氧化钙、聚合硫酸铝铁、有机硫、聚丙烯酰胺(PAM)，完成对重金属、悬浮物、氟化物的絮凝沉降，出水进入高效澄清池，进行固液分离后，上清液流入氧化箱，在氧化箱中投加次氯酸钠处理后，流入清水箱，加入盐酸进行pH值回调后，合格的清水直接达标排放。

1.2 一体化高效絮凝工艺流程

一体化高效絮凝技术采用模块化设备代替三联箱及加药系统，通过在一体化设备中投加高效絮凝剂进行废水处理，其工艺流程见图2。一体化处理设备主要由反应箱、搅拌器(120r/min)、螺旋加药机及其他配套设备组成，通过螺旋加药机向主反应箱中投加高效絮凝剂即可在短时内去除水中污染物。高效絮凝剂为复配药剂，药剂中混有部分带正电荷、吸附性强的物质，可迅速将水中的悬浮物进行电中和、吸附沉降;同时药剂中含有大量极性基，可将废水中的重金属阳离子网捕形成难溶性螯合盐类，最终实现固液分离。

1.3 工艺设备对比

以2×330MW机组为例，脱硫废水产生量约15t/h，出水水质满足《火电厂石灰石-石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T997―2006)排放的要求，现可采用传统三联箱工艺和一体化高效絮凝工艺，两种工艺需要的设备清单见表1及表2。

从设备表1、表2看出，一体化高效絮凝工艺配置的主要设备仅有7台/套，核心处理设备为一体化处理机及加药机，核心设备体积不足20m3;处理装置整体占地面积小，安装地点不受场地因素制约，可以整体模块化设计组装，同时可整体自由移动安装，基本无土建安装工程量。三联箱处理工艺需配置主要设备20多台/套，设备单体体积较大，特别是废水预沉池、中和箱、沉降箱、絮凝箱、浓缩澄清器、氧化箱尺寸较大，一般占地800～1000m3;设备安装需做好混凝土基础，土建工程量大，设备布置复杂，受场地空间的制约，需建设一栋废水楼进行设备布置，投资成本约为一体化处理装置的5倍。

2、运行对比分析

2.1 调试数据分析

某公司采用高效絮凝技术代替原传统三联箱处理工艺，停用原废水系统加药系统，投加高效絮凝剂对废水进行处理。调试期间控制脱硫废水运行15t/h，水温在25±5℃，pH在4.5～6.0。为了确保脱硫废水系统能够稳定运行，可以通过调整加药量对比废水处理效果，以确定最佳加药区间，调试数据如表3所示。

通过对调试数据进行分析，高效絮凝剂的投加量每吨水不能低于280g，若低于280g/t出水就会出现浑浊，最佳加药区间为300～340g/t，出水悬浮物满足排放要求;废水系统产生的污泥较原三联箱工艺产生的污泥更容易脱水，污泥黏性较低，不易堵塞管道，系统稳定性较高;高效絮凝剂可将废水pH调7.5左右，无需进行加酸调整;投加粉状高效絮凝剂有效避免了原加药系统经常堵塞的问题，系统能够连续长期稳定地运行。

2.2 出水水质指标对比

经过半个月稳定运行后，在调试期三个阶段分别取水样送第三方机构检测，化验数据如表4所示。

通过对外送化验数据进行分析可知，重金属、悬浮物、硫化物、pH均满足排放要求，比原处理工艺的出水指标更加稳定;化学耗氧量较三联箱工艺有明显的降低，但仍处于排放临界值，需采用其他工艺协同处理;高效絮凝工艺对氟化物的去除能力有限，出水氟化物虽未超标但处于临界值，仍需投加少量氢氧化钙处理。

2.3 运维经济性对比

高效絮凝技术与三联箱工艺相比，具有显著的经济优势，水的处理成本不仅低于原工艺系统，而且出水水质能够满足自行监测要求，系统能够稳定运行。某公司按年运行335天以上，每天运行12h计算，年运行小时数约4000h，三联箱工艺年运行费38.74万元，高效絮凝工艺年运行费26.78万元，较前者节约11.96万元。经济性对比如表5所示。

三联箱工艺需添加6种及以上药剂，包括石灰、絮凝剂、PAM、有机硫、次氯酸钠、盐酸等，且大部分处理剂需配制成水剂，部分药剂具有毒性或腐蚀性，不仅加药成本较高，而且存在一定安全风险;同时，三联箱工艺系统复杂，特别是加药系统、污泥系统在实际运行中堵塞问题突出，系统设备磨损、腐蚀情况严重，极大地增加了日常维护成本。采用一体化高效絮凝技术极大地降低了运行维护成本，同时提高了系统的稳定性。

3、结论

1)一体化高效絮凝技术具有工艺系统短、设备简单、可模块化安装等优点，可大幅度降低基建投资成本，特别适合于场地布局受限等项目采用。

2)一体化高效絮凝技术能够有效去除脱硫废水中重金属、悬浮物，可在一定程度上降低化学耗氧量，出水基本能够满足《火电厂石灰石―石膏湿法脱硫废水水质控制指标》(DL/T997―2006)排放的要求。

3)一体化高效絮凝技术具有系统简单、设备少、操作简单的优点，较原工艺系统大幅度降低了运维工作量，有效解决了脱硫废水系统不能长期稳定运行的问题。

4)一体化高效絮凝技术较原工艺路线相比，药剂成本、设备电耗、设备维护费成本、人工成本都有降低，每吨水综合处理成本可降低2元左右。

5)一体化高效絮凝技术，只需投加一种处理药剂，且该药剂属于无毒无害的常规处理药剂，规避了原工艺多种危险化学药品的管理风险。

4、建议

1)高效絮凝剂的投加量与废水中的含固量相关，若能够在来水前段降低废水中固含量，可有效降低药剂的投加量，节约药剂成本费用。

2)一体化高效絮凝技术对于氟化物的去除能力有限，若脱硫废水原水中氟化物含量较高，应在反应器中辅助投加石灰粉降低氟化物含量。

3)一体化高效絮凝技术对于废水中氨氮基本无去除能力，应从脱硝喷氨优化控制来解决氨氮超标问题，若在后端处理将极大地增加运行成本。

4)一体化高效絮凝技术也可以作为废水零排放的预处理系统，能够快速有效地降低废水中悬浮物、重金属，能保证零排放系统进水水质要求。