01.废水处理(lǐ)中常用(yòng)药剂的种类有(yǒu)哪些？

為(wèi)了使废水处理(lǐ)后达标排放或进行回用(yòng)，在处理(lǐ)过程需要使用(yòng)多(duō)种化學(xué)药剂。根据用(yòng)途的不同，可(kě)以将这些药剂分(fēn)成以下几类：

⑴絮凝剂：有(yǒu)时又(yòu)称為(wèi)混凝剂，可(kě)作為(wèi)强化固液分(fēn)离的手段，用(yòng)于初沉池、二沉池、浮选池及三级处理(lǐ)或深度处理(lǐ)等工艺环节。

⑵助凝剂：辅助絮凝剂发挥作用(yòng)，加强混凝效果。

⑶调理(lǐ)剂：又(yòu)称為(wèi)脱水剂，用(yòng)于对脱水前剩余污泥的调理(lǐ)，其品种包括上述的部分(fēn)絮凝剂和助凝剂。

⑷破乳剂：有(yǒu)时也称脱稳剂，主要用(yòng)于对含有(yǒu)乳化油的含油废水气浮前的预处理(lǐ)，其品种包括上述的部分(fēn)絮凝剂和助凝剂。

⑸消泡剂：主要用(yòng)于消除曝气或搅拌过程中出现的大量泡沫。

⑹pH调整剂：用(yòng)于将酸性废水和碱性废水的pH值调整為(wèi)中性。

⑺氧化还原剂：用(yòng)于含有(yǒu)氧化性物(wù)质或还原性物(wù)质的工业废水的处理(lǐ)。

⑻消毒剂：用(yòng)于在废水处理(lǐ)后排放或回用(yòng)前的消毒处理(lǐ)。

以上药剂的种类虽然很(hěn)多(duō)，但一种药剂在不同的场合使用(yòng)，起到的作用(yòng)不同，也就会拥有(yǒu)不同的称呼。比如说Cl2，应用(yòng)在加强污水的混凝处理(lǐ)效果时被称為(wèi)助凝剂，用(yòng)于氧化废水中的氰化物(wù)或有(yǒu)机物(wù)时被称為(wèi)氧化剂，用(yòng)于消毒处理(lǐ)自然就被称為(wèi)消毒剂。

02.什么是絮凝剂？其作用(yòng)是什么？

絮凝剂在污水处理(lǐ)领域作為(wèi)强化固液分(fēn)离的手段，可(kě)用(yòng)于强化污水的初次沉淀、浮选处理(lǐ)及活性污泥法之后的二次沉淀，还可(kě)用(yòng)于污水三级处理(lǐ)或深度处理(lǐ)。当用(yòng)于剩余污泥脱水前的调理(lǐ)时，絮凝剂和助凝剂就变成了污泥调理(lǐ)剂或脱水剂。

在应用(yòng)传统的絮凝剂时，可(kě)以使用(yòng)投加助凝剂的方法来加强絮凝效果。例如把活化硅酸作為(wèi)硫酸亚铁、硫酸铝等无机絮凝剂的助凝剂并分(fēn)前后顺序投加，可(kě)以取得很(hěn)好的絮凝作用(yòng)。因此，通俗地讲，无机高分(fēn)子絮凝剂IPF其实就是把助凝剂与絮凝剂结合在一起制备然后合并投加来简化用(yòng)户的操作。

混凝处理(lǐ)通常置于固液分(fēn)离设施前，与分(fēn)离设施组合起来、有(yǒu)效地去除原水中的粒度為(wèi)1nm～100μm的悬浮物(wù)和胶體(tǐ)物(wù)质，降低出水浊度和CODCr，可(kě)用(yòng)在污水处理(lǐ)流程的预处理(lǐ)、深度处理(lǐ)，也可(kě)用(yòng)于剩余污泥处理(lǐ)。混凝处理(lǐ)还可(kě)有(yǒu)效地去除水中的微生物(wù)、病原菌，并可(kě)去除污水中的乳化油、色度、重金属离子及其他(tā)一些污染物(wù)，利用(yòng)混凝沉淀处理(lǐ)污水中含有(yǒu)的磷时去除率可(kě)高达90～95%，是最便宜而又(yòu)高效的除磷方法。

03.絮凝剂的作用(yòng)机理(lǐ)是什么？

水中胶體(tǐ)颗粒微小(xiǎo)、表面水化和带電(diàn)使其具有(yǒu)稳定性，絮凝剂投加到水中后水解成带電(diàn)胶體(tǐ)与其周围的离子组成双電(diàn)层结构的胶团。采用(yòng)投药后快速搅拌的方式，促进水中胶體(tǐ)杂质颗粒与絮凝剂水解成的胶团的碰撞机会和次数。水中的杂质颗粒在絮凝剂的作用(yòng)下首先失去稳定性，然后相互凝聚成尺寸较大的颗粒，再在分(fēn)离设施中沉淀下去或漂浮上来。

搅拌产生的速度梯度G和搅拌时间T的乘积GT可(kě)以间接表示在整个反应时间内颗粒碰撞的总次数，通过改变GT值可(kě)以控制混凝反应效果。一般控制GT值在104～105之间，考虑到杂质颗粒浓度对碰撞的影响，可(kě)以用(yòng)GTC值作為(wèi)表征混凝效果的控制参数，其中C表示污水中杂质颗粒的质量浓度，而且建议GTC值在100左右。

促使絮凝剂迅速向水中扩散，并与全部废水混合均匀的过程就是混合。水中的杂质颗粒与絮凝剂作用(yòng)，通过压缩双電(diàn)层和電(diàn)中和等机理(lǐ)，失去或降低稳定性，生成微絮粒的过程称為(wèi)凝聚。凝聚生成微絮粒在架桥物(wù)质和水流的搅动下，通过吸附架桥和沉淀物(wù)网捕等机理(lǐ)成長(cháng)為(wèi)大絮體(tǐ)的过程称為(wèi)絮凝。混合、凝聚和絮凝合起来称為(wèi)混凝，混合过程一般在混合池中完成，凝聚和絮凝在反应池中进行。

04.絮凝剂的种类有(yǒu)哪些？

絮凝剂是能(néng)够降低或消除水中分(fēn)散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性，使分(fēn)散微粒凝聚、絮凝成聚集體(tǐ)而除去的一类物(wù)质。按照化學(xué)成分(fēn)，絮凝剂可(kě)分(fēn)為(wèi)无机絮凝剂、有(yǒu)机絮凝剂以及微生物(wù)絮凝剂三大类。

无机絮凝剂包括铝盐、铁盐及其聚合物(wù)。有(yǒu)机絮凝剂按照聚合单體(tǐ)带電(diàn)集团的電(diàn)荷性质，可(kě)分(fēn)為(wèi)阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型等几种，按其来源又(yòu)可(kě)分(fēn)為(wèi)人工合成和天然高分(fēn)子絮凝剂两大类。在实际应用(yòng)中，往往根据无机絮凝剂和有(yǒu)机絮凝剂性质的不同，把它们加以复合，制成无机有(yǒu)机复合型絮凝剂。微生物(wù)絮凝剂则是现代生物(wù)學(xué)与水处理(lǐ)技术相结合的产物(wù)，是当前絮凝剂研究发展和应用(yòng)的一个重要方向。

05.无机絮凝剂的种类有(yǒu)哪些？

传统应用(yòng)的无机絮凝剂為(wèi)低分(fēn)子的铝盐和铁盐，铝盐主要有(yǒu)硫酸铝(AL2(SO4)3∙18H2O)、明矾(AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O)、铝酸钠(NaALO3)，铁盐主要有(yǒu)三氯化铁(FeCL3∙6H20)、硫酸亚铁(FeSO4∙6H20)和硫酸铁(Fe2(SO4)3∙2H20)。

一般来讲，无机絮凝剂具有(yǒu)原料易得，制备简便、价格便宜、处理(lǐ)效果适中等特点，因而在水处理(lǐ)中应用(yòng)较多(duō)。

06.无机絮凝剂硫酸铝的特点有(yǒu)哪些？

自19世纪末美國(guó)最先将硫酸铝用(yòng)于给水处理(lǐ)并取得专利以来，硫酸铝就以卓越的凝聚沉降性能(néng)而被广泛应用(yòng)。硫酸铝是目前世界上使用(yòng)最多(duō)的絮凝剂，全世界年产硫酸铝约500万吨，其中将近一半用(yòng)于水处理(lǐ)领域。市售硫酸铝有(yǒu)固、液两种形态，固态的又(yòu)按其中不溶物(wù)的含量分(fēn)為(wèi)精制和粗制两种，我國(guó)民(mín)间常用(yòng)于饮用(yòng)水净化的固态产品明矾，就是硫酸铝与硫酸钾的复盐，但在工业水及废水处理(lǐ)中应用(yòng)不多(duō)。

硫酸铝适用(yòng)的pH值范围与原水的硬度有(yǒu)关，处理(lǐ)软水时，适宜pH值為(wèi)5～6.6，处理(lǐ)中硬水时，适宜pH值為(wèi)6.6～7.2，处理(lǐ)高硬水，适宜pH值為(wèi)7.2～7.8。硫酸铝适用(yòng)的水温范围是20oC～40oC，低于10oC时混凝效果很(hěn)差。硫酸铝的腐蚀性较小(xiǎo)、使用(yòng)方便，但水解反应慢，需要消耗一定的碱量。

07.无机絮凝剂三氯化铁的特点有(yǒu)哪些？

三氯化铁是另一种常用(yòng)的无机低分(fēn)子凝聚剂，产品有(yǒu)固體(tǐ)的黑褐色结晶體(tǐ)，也有(yǒu)较高浓度的液體(tǐ)。其具有(yǒu)易溶于水，矾花(huā)大而重，沉淀性能(néng)好，对温度、水质及pH的适应范围宽等优点。三氯化铁的适用(yòng)pH值范围是9～11，形成的絮體(tǐ)密度大，容易沉淀，低温或高浊度时效果仍很(hěn)好。固體(tǐ)三氯化铁具有(yǒu)强烈的吸水性，腐蚀性较强，易腐蚀设备，对溶解和投加设备的防腐要求较高，具有(yǒu)刺激性气味，操作条件较差。

三氯化铁的作用(yòng)机理(lǐ)是利用(yòng)三价铁离子逐级水解生成的各种羟基铁离子来实现对水中杂质颗粒的絮凝，而羟基铁离子的形成需要利用(yòng)水中大量的羟基，因此使用(yòng)过程中会消耗大量的碱，当原水碱度不够时，需要补充石灰等碱源。

硫酸亚铁俗称绿矾，形成絮凝體(tǐ)快而稳定，沉淀时间短，适用(yòng)于碱度高、浊度大的情况，但色度不易除净，腐蚀性也较强。

08.无机高分(fēn)子絮凝剂的种类有(yǒu)哪些？

无机高分(fēn)子絮凝剂（IPF）是从60年代起发展起来的新(xīn)型絮凝剂，目前，IPF的生产和应用(yòng)在全世界都取得了迅速进展。铝、铁和硅类的无机高分(fēn)子絮凝剂实际上分(fēn)别是它们由水解、溶胶到沉淀过程的中间产物(wù)，即Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物(wù)。铝和铁是阳离子型荷正電(diàn)，硅是阴离子型荷负電(diàn)，它们在水溶态的单元分(fēn)子量约為(wèi)数百到数千，可(kě)以相互结合成為(wèi)具有(yǒu)分(fēn)形结构的集聚體(tǐ)。它们的凝聚—絮凝过程是对水中颗粒物(wù)的電(diàn)中和与粘附架桥两种作用(yòng)的综合體(tǐ)现。

水中悬浮颗粒的粒度在纳米到微米级，大多(duō)带负電(diàn)荷，因此絮凝剂及其形态的電(diàn)荷正负、電(diàn)性强弱和分(fēn)子量、聚集體(tǐ)的粒度大小(xiǎo)是决定其絮凝效果的主要因素。目前无机高分(fēn)子絮凝剂的种类已有(yǒu)几十种(主要品种见表1)，产量也达到絮凝剂总产量的30%～60%，其中广泛使用(yòng)的為(wèi)聚合氯化铝。

09.无机高分(fēn)子絮凝剂的特点有(yǒu)哪些？

Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物(wù)都会进一步结合為(wèi)聚集體(tǐ)，在一定条件下保持在水溶液中，其粒度大致在纳米级范围，以此发挥凝聚—絮凝作用(yòng)会得到低投加量高效果的结果。若比较它们的反应聚合速度，由Al→Fe→Si是趋于强烈的，同时由羟基桥联转為(wèi)氧基桥联的趋势也按此顺序。因此，铝聚合物(wù)的反应较缓和，形态较稳定，铁的水解聚合物(wù)则反应迅速，容易失去稳定而发生沉淀，硅聚合物(wù)则更趋于生成溶胶及凝胶颗粒。

IPF的优点反映在它比传统絮凝剂如硫酸铝、氯化铁的效能(néng)更优异，而比有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂（OPF）价格低廉。现在它成功地应用(yòng)在给水、工业废水以及城市污水的各种处理(lǐ)流程，包括预处理(lǐ)、中间处理(lǐ)和深度处理(lǐ)中，逐渐成為(wèi)主流絮凝剂。但是，在形态、聚合度及相应的凝聚—絮凝效果方面，无机高分(fēn)子絮凝剂仍处于传统金属盐絮凝剂与有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂之间的位置。其分(fēn)子量和粒度大小(xiǎo)以及絮凝架桥能(néng)力仍比有(yǒu)机絮凝剂差很(hěn)多(duō)，而且还存在对进一步水解反应的不稳定性问题。IPF的这些弱点促进了各种复合型无机高分(fēn)子絮凝剂的研究和开发。

10.聚合氯化铝的特点有(yǒu)哪些？

聚合氯化铝(PAC)，又(yòu)称碱式氯化铝，化學(xué)式為(wèi)ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一种多(duō)价電(diàn)解质，能(néng)显著地降低水中粘土类杂质(多(duō)带负電(diàn)荷)的胶體(tǐ)電(diàn)荷。由于相对分(fēn)子质量大，吸附能(néng)力强，形成的絮凝體(tǐ)较大，絮凝沉淀性能(néng)优于其他(tā)絮凝剂。PAC聚合度较高，投加后快速搅拌，可(kě)以大大缩短絮凝體(tǐ)形成时间。PAC受水温影响较小(xiǎo)，低水温时使用(yòng)效果也很(hěn)好。它对水的pH值降低较少，适用(yòng)的pH范围宽(可(kě)在pH=5～9范围内使用(yòng))，故可(kě)不投加碱剂。PAC的投加量少，产泥量也少，且使用(yòng)、管理(lǐ)、操作都较方便，对设备、管道等腐蚀性也小(xiǎo)。因此，PAC在水处理(lǐ)领域有(yǒu)逐步替代硫酸铝的趋势，其缺点是价格较高。

另外，从溶液化學(xué)的角度看，PAC是铝盐水解—聚合—沉淀反应过程的动力學(xué)中间产物(wù)，热力學(xué)上是不稳定的，一般液體(tǐ)PAC产品均应在半年内使用(yòng)。添加某些无机盐（如CaCl2、MnCl2等）或高分(fēn)子（如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等）可(kě)提高PAC的稳定性，同时可(kě)增加凝聚能(néng)力。从生产工艺讲，在PAC的制造过程中引入一种或几种不同的阴离子（如SO42-、PO43-等），利用(yòng)增聚作用(yòng)可(kě)以在一定程度上改变聚合物(wù)的结构和形态分(fēn)布，进而提高PAC的稳定性和功效；如果在PAC的制造过程中引入其它阳离子组分(fēn)，如Fe3+，使Al3+和Fe3+交错水解聚合，可(kě)制得复合絮凝剂聚合铝铁。

三氧化二铝含量是聚合氯化铝有(yǒu)效成分(fēn)的衡量指标，一般而言，絮凝剂产品密度越大，三氧化二铝含量越高。一般来说，碱化度越高的聚合氯化铝吸附架桥能(néng)力越好，但因接近[Al(OH)3]n而易产生沉淀，因此稳定性也较差。

11.PAC的碱化度是什么？

由于聚合氯化铝可(kě)以看作是AlCl3逐步水解转化為(wèi)Al(OH)3过程中的中间产物(wù)，也就是Cl-逐步被羟基OH-取代的各种产物(wù)。聚合氯化铝的某种形态中羟基化程度就是碱化度，碱化度是聚合氯化铝中羟基当量与铝的当量之比。

实践表明，碱化度是聚合氯化铝的最重要指标之一，聚合氯化铝的聚合度、電(diàn)荷量、混凝效果、成品的pH值、使用(yòng)时的稀释率和储存的稳定性等都与碱化度有(yǒu)密切关系。常用(yòng)聚合氯化铝的碱化度多(duō)為(wèi)50%～80%。

12.复合絮凝剂的特点和使用(yòng)的注意事项有(yǒu)哪些？

复合絮凝剂有(yǒu)各种成分(fēn)，其主要原料是铝盐、铁盐和硅酸盐。从制造工艺方面讲，它们可(kě)以预先分(fēn)别羟基化聚合再加以混合，也可(kě)以先混合再加以羟基化聚合，但最终总是要形成羟基化的更高聚合度的无机高分(fēn)子形态，才能(néng)达到优异的絮凝效果。复合剂中每种组分(fēn)在总體(tǐ)结构和凝聚—絮凝过程中都会发挥一定作用(yòng)，但在不同的方面，可(kě)能(néng)有(yǒu)正效应，也可(kě)能(néng)有(yǒu)负效应。

IPF产品通常要综合考虑稳定性、電(diàn)中和能(néng)力和吸附架桥能(néng)力三种因素。聚合铝、聚合铁类絮凝剂的弱点是分(fēn)子量和粒度尚不够高而聚集體(tǐ)的粘附架桥能(néng)力不够强，因而需要加入粒度较大的硅聚合物(wù)来增强絮凝性能(néng)。但加入阴离子型的硅聚合物(wù)后，总體(tǐ)電(diàn)荷会有(yǒu)所降低，从而减弱了電(diàn)中和能(néng)力。

因此，目前的复合絮凝剂即使制造质量优良，与聚合铝相比，其效果只能(néng)提高10～30%。作為(wèi)使用(yòng)IPF的废水处理(lǐ)技术人员，必须了解不同种类复合絮凝剂的特性、适应性、优点及不足是同样重要的。在选用(yòng)最合适的絮凝剂和投加工艺操作程序时，只有(yǒu)根据废水水质特点，仔细分(fēn)析和判断，才能(néng)获得最佳的处理(lǐ)效果。

13.人工合成有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂的种类有(yǒu)哪些？

人工合成有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂多(duō)為(wèi)聚丙烯、聚乙烯物(wù)质，如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺等。这些絮凝剂都是水溶性的線(xiàn)型高分(fēn)子物(wù)质，每个大分(fēn)子由许多(duō)包含带電(diàn)基团的重复单元组成，因而也称為(wèi)聚電(diàn)解质。包含带正電(diàn)基团的為(wèi)阳离子型聚電(diàn)解质，包含带负電(diàn)基团的為(wèi)阴离子型聚電(diàn)解质，既包含带正電(diàn)基团又(yòu)包含带负電(diàn)基团，称之為(wèi)非离子型聚電(diàn)解质。

目前使用(yòng)较多(duō)的高分(fēn)子絮凝剂是阴离子型，它们对水中负電(diàn)胶體(tǐ)杂质只能(néng)发挥助凝作用(yòng)。往往不能(néng)单独使用(yòng)，而是配合铝盐、铁盐使用(yòng)。阳离子型絮凝剂能(néng)同时发挥凝聚和絮凝作用(yòng)而单独使用(yòng)，故得到较快发展。

我國(guó)当前使用(yòng)较多(duō)的是聚丙烯酰胺类非离子型高聚物(wù)，常与铁、铝盐合用(yòng)。利用(yòng)铁、铝盐对胶體(tǐ)微粒的電(diàn)性中和作用(yòng)和高分(fēn)子絮凝剂优异的絮凝功能(néng)，从而得到满意的处理(lǐ)效果。聚丙烯酰胺在使用(yòng)中具有(yǒu)投量少，凝聚速度快，絮凝體(tǐ)粒大强韧的特点。我國(guó)目前生产的人工合成有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂中80%是这种产品。

14.聚丙烯酰胺类絮凝剂的特点有(yǒu)哪些？

聚丙烯酰胺PAM是一种目前应用(yòng)最广泛的人工合成有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂，有(yǒu)时也被用(yòng)作助凝剂。聚丙烯酰胺的生产原料是聚丙烯腈CH2＝CHCN，在一定条件下，丙烯腈水解生成丙烯酰胺，丙烯酰胺再通过悬浮聚合得到聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺属于水溶性树脂，产品有(yǒu)粒状固體(tǐ)和一定浓度的粘稠水溶液两种。

聚丙烯酰胺在水的实际存在形态是无规線(xiàn)团，由于无规線(xiàn)团具有(yǒu)一定的粒径尺寸，其表面又(yòu)有(yǒu)一些酰胺基团，因此能(néng)够起到相应的架桥和吸附能(néng)力，即具有(yǒu)一定的絮凝能(néng)力。但由于聚丙烯酰胺長(cháng)链卷曲成線(xiàn)团，使其架桥范围较小(xiǎo)，两个酰胺基缔结后，相当于作用(yòng)相互抵消而丧失两个吸附位，再加上部分(fēn)酰胺基卷藏在線(xiàn)团结构的内部，不能(néng)与水中的杂质颗粒相接触和吸附，所以其拥有(yǒu)的吸附能(néng)力不能(néng)充分(fēn)发挥。

為(wèi)了使缔结在一起的酰胺基再次分(fēn)开、内藏的酰胺基也能(néng)暴露在外表，人们设法将无规線(xiàn)团适当延伸展开，甚至设法在長(cháng)分(fēn)子链上增加一些带有(yǒu)阳离子或阴离子的基团，同时提高吸附架桥能(néng)力和電(diàn)中和压缩双電(diàn)层的作用(yòng)。这样一来，在PAM的基础上又(yòu)衍生出一系列性质各异的聚丙烯酰胺类絮凝剂或助凝剂。

比如说在聚丙烯酰胺溶液中加碱，使部分(fēn)链节上的酰胺基转化為(wèi)羧酸钠，而羧酸钠在水中容易离解出钠离子，使COO-基保留在支链上，因此生成部分(fēn)水解的阴离子型聚丙烯酰胺。阴离子型聚丙烯酰胺分(fēn)子结构上的COO-基使分(fēn)子链带有(yǒu)负電(diàn)荷，彼此相斥将原来缔结在一起的酰胺基拉开，促使分(fēn)子链由線(xiàn)团状逐渐伸展成長(cháng)链状，从而使架桥范围扩大、提高絮凝能(néng)力，作為(wèi)助凝剂其优势表现得更為(wèi)出色。

阴离子型聚丙烯酰胺的使用(yòng)效果与其“水解度”有(yǒu)关，“水解度”过小(xiǎo)会导致混凝或助凝效果较差，“水解度”过大会增加制作成本。

15.什么是阴离子型聚丙烯酰胺的水解度？

阴离子型聚丙烯酰胺“水解度”是水解时PAM分(fēn)子中酰胺基转化成羧基的百分(fēn)比，但由于羧基数测定很(hěn)困难，实际应用(yòng)中常用(yòng)“水解比”即水解时氢氧化钠用(yòng)量与PAM用(yòng)量的重量比来衡量。

水解比过大，加碱费用(yòng)较高，水解比过小(xiǎo)，又(yòu)会使反应不足、阴离子型聚丙烯酰胺的混凝或助凝效果较差。一般将水解比控制在20%左右，水解时间控制在2～4h。

16.影响絮凝剂使用(yòng)的因素有(yǒu)哪些？

⑴水的pH值

水的pH值对无机絮凝剂的使用(yòng)效果影响很(hěn)大，pH值的大小(xiǎo)关系到选用(yòng)絮凝剂的种类、投加量和混凝沉淀效果。水中的H+和OH-参与絮凝剂的水解反应，因此，pH值强烈影响絮凝剂的水解速度、水解产物(wù)的存在形态和性能(néng)。以通过生成Al(OH)3带電(diàn)胶體(tǐ)实现混凝作用(yòng)的铝盐為(wèi)例，当pH值﹤4时，Al3+不能(néng)大量水解成Al(OH)3，主要以Al3+离子的形式存在，混凝效果极差。pH值在6.5～7.5之间时，Al3+水解聚合成聚合度很(hěn)大的Al(OH)3中性胶體(tǐ)，混凝效果较好。pH值﹥8后，Al3+水解成AlO2-，混凝效果又(yòu)变得很(hěn)差。

水的碱度对pH值有(yǒu)缓冲作用(yòng)，当碱度不够时，应添加石灰等药剂予以补充。当水的pH值偏高时，则需要加酸调整pH值到中性。相比之下，高分(fēn)子絮凝剂受pH值的影响较小(xiǎo)。

⑵水温

水温影响絮凝剂的水解速度和矾花(huā)形成的速度及结构。混凝的水解多(duō)是吸热反应，水温较低时，水解速度慢且不完全。低温情况下，水的粘度大，布朗运动减弱，絮凝剂胶體(tǐ)颗粒与水中杂质颗粒的碰撞次数减少，同时水的剪切力增大，阻碍混凝絮體(tǐ)的相互粘合；因此，尽管增加了絮凝剂的投加量，絮體(tǐ)的形成还是很(hěn)缓慢，而且结构松散、颗粒细小(xiǎo)，难以去除。低温对高分(fēn)子絮凝剂的影响较小(xiǎo)。但要注意的是，使用(yòng)有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂时，水温不能(néng)过高，高温容易使有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂老化甚至分(fēn)解生成不溶性物(wù)质，从而降低混凝效果。

⑶水中杂质成分(fēn)

水中杂质颗粒大小(xiǎo)参差不齐对混凝有(yǒu)利，细小(xiǎo)而均匀会导致混凝效果很(hěn)差。杂质颗粒浓度过低往往对混凝不利，此时回流沉淀物(wù)或投加助凝剂可(kě)提高混凝效果。水中杂质颗粒含有(yǒu)大量有(yǒu)机物(wù)时，混凝效果会变差，需要增加投药量或投加氧化剂等起助凝作用(yòng)的药剂。水中的钙镁离子、硫化物(wù)、磷化物(wù)一般对混凝有(yǒu)利，而某些阴离子、表面活性物(wù)质对混凝有(yǒu)不利影响。

⑷絮凝剂种类

絮凝剂的选择主要取决于水中胶體(tǐ)和悬浮物(wù)的性质及浓度。如果水中污染物(wù)主要呈胶體(tǐ)状态，则应首选无机絮凝剂使其脱稳凝聚，如果絮體(tǐ)细小(xiǎo)，则需要投加高分(fēn)子絮凝剂或配合使用(yòng)活化硅胶等助凝剂。很(hěn)多(duō)情况下，将无机絮凝剂与高分(fēn)子絮凝剂联合使用(yòng)，可(kě)明显提高混凝效果，扩大应用(yòng)范围。对于高分(fēn)子而言，链状分(fēn)子上所带電(diàn)荷量越大，電(diàn)荷密度越高，链越能(néng)充分(fēn)伸展，吸附架桥的作用(yòng)范围也就越大，混凝效果会越好。

⑸絮凝剂投加量

使用(yòng)混凝法处理(lǐ)任何废水，都存在最佳絮凝剂和最佳投药量，通常都要通过试验确定，投加量过大可(kě)能(néng)造成胶體(tǐ)的再稳定。一般普通铁盐、铝盐的投加范围是10～100mg/L，聚合盐為(wèi)普通盐投加量的1/2～1/3，有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂的投加范围是1～5mg/L。

⑹絮凝剂投加顺序

当使用(yòng)多(duō)种絮凝剂时，需要通过试验确定最佳投加顺序。一般来说，当无机絮凝剂与有(yǒu)机絮凝剂并用(yòng)时，应先投加无机絮凝剂，再投加有(yǒu)机絮凝剂。而处理(lǐ)杂质颗粒尺寸在50μm以上时，常先投加有(yǒu)机絮凝剂吸附架桥，再投加无机絮凝剂压缩双電(diàn)层使胶體(tǐ)脱稳。

⑺水力条件

在混合阶段，要求絮凝剂与水迅速均匀地混合，而到了反应阶段，既要创造足够的碰撞机会和良好的吸附条件让絮體(tǐ)有(yǒu)足够的成長(cháng)机会，又(yòu)要防止已生成的小(xiǎo)絮體(tǐ)被打碎，因此搅拌强度要逐步减小(xiǎo)，反应时间要足够長(cháng)。

17.天然有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂的种类有(yǒu)哪些？

天然有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂在水处理(lǐ)中应用(yòng)具有(yǒu)悠久的历史，直到今天，天然高分(fēn)子化合物(wù)仍是一类重要的絮凝剂，只是使用(yòng)量遠(yuǎn)低于人工合成高分(fēn)子絮凝剂，原因是天然高分(fēn)子絮凝剂電(diàn)荷密度较小(xiǎo)，分(fēn)子量较低，且易发生生物(wù)降解而失去絮凝活性。

与人工合成的絮凝剂相比，天然有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂的毒性小(xiǎo)，提取工艺简单，无论是化學(xué)成分(fēn)还是生产工艺，都能(néng)很(hěn)好地与自然和谐一致，因此研究、利用(yòng)这些自然资源用(yòng)作水处理(lǐ)药剂成為(wèi)当前的热点，这与全球重视合理(lǐ)利用(yòng)资源，保护和改善环境的形势密不可(kě)分(fēn)。

目前天然高分(fēn)子絮凝剂的种类很(hěn)多(duō)，按照其主要天然成分(fēn)(包括改性所用(yòng)的基质成分(fēn))，可(kě)以分(fēn)為(wèi)：壳聚糖类絮凝剂、改性淀粉絮凝剂、改性纤维素絮凝剂、木(mù)质素类絮凝剂、树胶类絮凝剂、褐藻胶絮凝剂、动物(wù)胶和明胶絮凝剂等。这些天然高分(fēn)子多(duō)数具有(yǒu)多(duō)糖结构，其中淀粉主链中仅含有(yǒu)一种单糖结构，属于同多(duō)糖；壳聚糖、树胶、褐藻胶等含有(yǒu)多(duō)种单糖结构，属于杂多(duō)糖；木(mù)质素是一种特殊的芳香型天然高聚物(wù)；动物(wù)胶和明胶属于蛋白质类物(wù)质。

18.使用(yòng)高分(fēn)子有(yǒu)机絮凝剂时，应注意哪些事项？

有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂属于線(xiàn)团结构的長(cháng)链大分(fēn)子，在水中必然经历一个溶涨过程，固體(tǐ)产品或高浓度液體(tǐ)产品在使用(yòng)之前必须配制成水溶液再投加到待处理(lǐ)水中。配制水溶液的溶药池必须安装机械搅拌设备，溶药连续搅拌时间要控制在30min以上。水溶液的浓度一般為(wèi)0.1%左右，再高，溶液的粘度增大，投加困难，再低，需要的溶液池體(tǐ)积又(yòu)会过大。溶药使用(yòng)的水中应尽量避免含有(yǒu)大量的悬浮物(wù)，以避免有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂与这些悬浮物(wù)进行絮凝反应形成矾花(huā)，影响投加后的使用(yòng)效果。

对固體(tǐ)有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂进行溶解时，固體(tǐ)颗粒的投加点一定要在水流紊动最强烈的地方，同时一定要以最小(xiǎo)投加量向溶药池中缓慢投入，使固體(tǐ)颗粒分(fēn)散进入水中，以防固體(tǐ)投加量太快在水中分(fēn)散不及而相互粘结形成团块，团块的结构是内部有(yǒu)固體(tǐ)颗粒、外部包围部分(fēn)水解物(wù)，这样的团块一旦形成，往往要花(huā)费很(hěn)長(cháng)时间才能(néng)再均匀地溶入水中，在连续溶药池中甚至可(kě)以存在長(cháng)达数天。

固體(tǐ)颗粒的投加点一定要遠(yuǎn)离机械搅拌器的搅拌轴，因為(wèi)搅拌轴通常是溶药池中水流紊动性最差的地方，溶解不充分(fēn)的有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂经常会附着在轴上，日益积累，有(yǒu)时可(kě)以形成相当大的粘团，如果不及时认真地予以清理(lǐ)，粘团会越变越大，影响范围也就越来越大。

作為(wèi)助凝剂时，一般要先在处理(lǐ)水中投加无机絮凝剂进行压缩双電(diàn)层脱稳后，再投加有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂实现架桥作用(yòng)。在无机絮凝剂投加充足的条件下，有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂的助凝效果不会因投加量的差异而有(yǒu)较大差别。因此，作為(wèi)助凝剂时，有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂的投加量一般為(wèi)0.1mg/L。

固體(tǐ)有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂容易吸水潮解成块，必须使用(yòng)防水包装，保存地点也必须干燥，避免露天存放。

19.微生物(wù)絮凝剂的种类有(yǒu)哪些？

微生物(wù)絮凝剂与传统无机或有(yǒu)机絮凝剂有(yǒu)显著不同，它们或是直接利用(yòng)微生物(wù)细胞，或是利用(yòng)微生物(wù)细胞壁提取物(wù)、代謝(xiè)产物(wù)等。前者是微生物(wù)絮凝剂研究的主要方面，至今发现的具有(yǒu)絮凝性能(néng)微生物(wù)有(yǒu)17种以上，包括霉菌、细菌、放線(xiàn)菌和酵母，后者与有(yǒu)机絮凝剂為(wèi)同类物(wù)质。微生物(wù)絮凝剂具有(yǒu)传统无机或有(yǒu)机絮凝剂所不能(néng)比拟的许多(duō)优点，如不产生二次污染、生产成本低等。

微生物(wù)絮凝剂的絮凝性能(néng)受诸多(duō)因素影响，内在因素包括絮凝基因的遗传和表达，外在因素则有(yǒu)微生物(wù)培养基的组成、细胞表面疏水性的变化、环境中二价金属离子的存在等。目前，國(guó)外已有(yǒu)性能(néng)良好的微生物(wù)絮凝剂商(shāng)品，如日本生产的NOC--1。微生物(wù)絮凝剂从研究到生产的关键问题是发展成熟的微生物(wù)育种技术，同时努力降低生产成本。我國(guó)的微生物(wù)絮凝剂研制正朝着这一方向迈进，但是离工业化生产还有(yǒu)一定距离。

20.如何确定使用(yòng)絮凝剂的种类和投加剂量？

絮凝剂的选择和用(yòng)量应根据相似条件下的水厂运行经验或原水混凝沉淀试验结果，结合当地药剂供应情况，通过技术经济比较后确定。选用(yòng)的原则是价格便宜、易得，净水效果好，使用(yòng)方便，生成的絮凝體(tǐ)密实、沉淀快、容易与水分(fēn)离等。

混凝的目的在于生成较大的絮凝體(tǐ)，由于影响因素较多(duō)，一般通过混凝烧杯搅拌试验来取得相应数据。混凝试验在烧杯中进行，包括快速搅拌、慢速搅拌和静止沉降三个步骤。投入的絮凝剂经过快速搅拌迅速分(fēn)散并与水样中的胶粒相接触，胶粒开始凝聚并产生微絮體(tǐ)；通过慢速搅拌，微絮體(tǐ)进一步互相接触長(cháng)成较大的颗粒；停止搅拌后，形成的胶粒聚集體(tǐ)依靠重力自然沉降至烧杯底部。通过对混凝效果的综合评价，如絮凝體(tǐ)沉降性、上清液浊度、色度、pH值、耗氧量等，确定合适的絮凝剂品种及其最佳用(yòng)量。

试验用(yòng)六联搅拌机，它有(yǒu)六个可(kě)垂直移动的转轴，其底部位置处带有(yǒu)搅拌叶片，叶片尺寸6cm×2cm。转轴的旋转速度和旋转时间可(kě)以预先设定，能(néng)自动工作。一般试验按快速搅动2min，n=300r/min；慢速搅动3min，n=60r/min。试验时在6个1000mL大烧杯中加入1L原水后，分(fēn)别放在六个转轴的正下方，将转轴下移到底；再在连接在一水平转轴上的6个小(xiǎo)玻璃烧杯内，依次加入不同数量的药液，转动水平轴，则小(xiǎo)管内的药液同时倒入相应的原水中。然后启动搅拌器使其自动工作。

搅动自动停止后，将叶片从烧杯中缓慢拉起，静置20min，用(yòng)移液管自水面下约10cm处，吸取水样25ml，用(yòng)浊度计测量上清液的浊度。以投药量為(wèi)横坐(zuò)标，上清液的剩余浊度為(wèi)纵坐(zuò)标，绘制成曲線(xiàn)将不同絮凝剂的效果进行对比，根据除浊效果和综合技术经济多(duō)方面因素，选择确定处理(lǐ)这种废水的絮凝剂。

烧杯搅拌试验方法可(kě)分(fēn)单因素试验和多(duō)因素试验两种。试验时要做到所用(yòng)原水与实际水质完全相同，同时在根据水的pH值、杂质性质等因素考虑确定絮凝剂的种类、投加量、投加顺序，而且试验应该是实际过程的模拟，两者的水力条件（主要是GT值）必须相同或接近。

21.什么是助凝剂？其作用(yòng)是什么？

在废水的混凝处理(lǐ)中，有(yǒu)时使用(yòng)单一的絮凝剂不能(néng)取得良好的混凝效果，往往需要投加某些辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称為(wèi)助凝剂。常用(yòng)助凝剂有(yǒu)氯、石灰、活化硅酸、骨胶和海藻酸钠、活性炭和各种粘土等。

有(yǒu)的助凝剂本身不起混凝作用(yòng)，而是通过调节和改善混凝条件、起到辅助絮凝剂产生混凝效果的作用(yòng)。有(yǒu)的助凝剂则参与絮體(tǐ)的生成，改善絮凝體(tǐ)的结构，可(kě)以使无机絮凝剂产生的细小(xiǎo)松散的絮凝體(tǐ)变成粗大而紧密的矾花(huā)。

22.常用(yòng)助凝剂的种类有(yǒu)哪些？

助凝剂种类较多(duō)，但按它们在混凝过程中所起作用(yòng)来说大致可(kě)分(fēn)為(wèi)如下两类：

⑴调节或改善混凝条件的药剂

混凝过程应该在一定的pH值范围内进行，如果原水pH值不能(néng)满足此要求，则应调整原水的pH值，这类助凝剂包括酸和碱。原水pH值较低、碱度不足而使絮凝剂水解困难时，可(kě)以投加CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3等碱性物(wù)质(常用(yòng)的為(wèi)石灰)；而PH值较高时，则常用(yòng)硫酸或CO2来降低原水的pH值。

对溶解性有(yǒu)机物(wù)含量较大的废水，可(kě)用(yòng)Cl2等氧化剂来破坏有(yǒu)机物(wù)，提高对溶解性有(yǒu)机物(wù)的去除效果。另外亚铁盐作絮凝剂时，可(kě)用(yòng)氯气将亚铁(Fe2+)氧化成高价铁(Fe3+)，以提高混凝效果。

以上碱剂、硫酸和CO2、氯气等本身并不起凝聚作用(yòng)，只起辅助混凝的作用(yòng)。

⑵加大矾花(huā)粒度、密度和结实性的助凝剂

混凝的结果要求生成粒度大、密度大和结实的矾花(huā)，既有(yǒu)利于沉淀，又(yòu)不易破碎。為(wèi)获得此种结果，结合水质的特点，有(yǒu)时必须在水中加入某种物(wù)质或药剂。如含有(yǒu)不宜沉降的质地较轻杂质的低浊废水中，加入二氧化硅、活性炭、粘土一类较粗颗粒或回流部分(fēn)沉淀污泥可(kě)起到加重、加大矾花(huā)的作用(yòng)；当采用(yòng)铝盐、铁盐作絮凝剂只能(néng)产生细小(xiǎo)而松散的絮凝體(tǐ)时，可(kě)投加聚丙烯酰胺、活化硅酸及骨胶等高分(fēn)子助凝剂，利用(yòng)它们的强烈吸附架桥作用(yòng)，使细小(xiǎo)而松散的絮凝體(tǐ)变得粗大而密实。

23.絮凝剂、助凝剂在强化废水处理(lǐ)中的应用(yòng)有(yǒu)哪些？

废水处理(lǐ)中投加絮凝剂可(kě)加速废水中固體(tǐ)颗粒物(wù)的聚集和沉降，同时也能(néng)去除部分(fēn)溶解性有(yǒu)机物(wù)。这种方法具有(yǒu)投资少，操作简单，灵活等优点，特别适合于处理(lǐ)水量小(xiǎo)，悬浮杂质含量较大的废水。采用(yòng)无机絮凝剂时，因為(wèi)投药量大，产生的污泥量也大，所以实际应用(yòng)中主要采用(yòng)人工合成有(yǒu)机高分(fēn)子絮凝剂OPF，或采用(yòng)无机絮凝剂与OPF相结合的方式。

据有(yǒu)关报道，在初级沉淀池，常使用(yòng)阴离子型已水解的聚丙烯酰胺去除废水中的悬浮杂质，而使用(yòng)非离子型聚丙烯酰胺(PAM)时的效果不好。经验表明，在初级沉淀池中投加1mg/L水解聚丙烯酰胺，可(kě)去除进场废水中50%以上的悬浮粒子及40%以上的BOD5。

在废水的初级沉淀处理(lǐ)中，将有(yǒu)机高分(fēn)子聚電(diàn)解质与无机絮凝剂的混合使用(yòng)，要比它们各自单独使用(yòng)效果更好。由于进场废水中悬浮粒子的浓度、粒径分(fēn)布及种类等随时会发生变化，就使得絮凝剂的最佳剂量有(yǒu)时难以控制。这时若过量投加无机絮凝剂，用(yòng)卷扫机理(lǐ)来沉淀去除悬浮杂质，方法虽然可(kě)行，但其缺点也是很(hěn)突出的，一是作用(yòng)时间比较長(cháng)(15～30min)，再是形成的絮體(tǐ)易破碎。如果在投加无机絮凝剂的同时，再加入一定量的有(yǒu)机高分(fēn)子聚電(diàn)解质，可(kě)使絮凝时间减少到2～5min，而且形成的絮體(tǐ)也比较结实。

在用(yòng)沉淀法去除水中带色有(yǒu)机胶體(tǐ)杂质时，可(kě)使用(yòng)双電(diàn)解质系统。先用(yòng)带有(yǒu)高正電(diàn)荷的阳离子型聚電(diàn)解质使这些有(yǒu)机胶體(tǐ)脱稳，然后再用(yòng)大分(fēn)子量非离子型或阴离子型聚電(diàn)解质使已脱稳的有(yǒu)机胶體(tǐ)絮凝成易沉淀的絮體(tǐ)。

二次沉淀池中常使用(yòng)阳离子型聚電(diàn)解质作絮凝剂，如聚二甲基已二烯氯化铵或聚氨甲基二甲基已二烯氯化铵等，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阴离子型聚電(diàn)解质有(yǒu)一部分(fēn)在进入二次沉淀池后继续发挥作用(yòng)，而且二次沉淀池中所添加的聚電(diàn)解质在污泥回流中能(néng)反复得到利用(yòng)。

另外，混凝处理(lǐ)还可(kě)以去除废水中的磷酸盐和重金属离子。長(cháng)期以来，人们一直采用(yòng)投加金属盐类无机絮凝剂的方法来去除废水中的部分(fēn)磷酸盐。但实验证明，在保证磷酸根的去除率没有(yǒu)降低的前提下，用(yòng)阳离子聚合物(wù)代替无机絮凝剂可(kě)以取得同样的除磷效果，这说明聚合物(wù)参与了对阴离子磷酸根的吸附。例如某废水处理(lǐ)场在混凝处理(lǐ)工艺中，用(yòng)12mg/L硫酸铁和3mg/L高電(diàn)荷密度的阳离子聚合物(wù)，以及0.2mg/L高分(fēn)子量的阴离子聚合物(wù)复合，代替原来23mg/L的硫酸铁，在磷的去除率不变的情况下，使出水BOD5去除率从30%上升到了55%。同时，采用(yòng)混凝处理(lǐ)后，可(kě)以使活性污泥阶段产生的污泥中无机物(wù)成分(fēn)减少，提高活性污泥的生物(wù)降解功能(néng)。

废水处理(lǐ)中使用(yòng)的过滤、浮选等处理(lǐ)工艺中，通过使用(yòng)无机絮凝剂和聚電(diàn)解质助凝剂，可(kě)以提高出水水质。结合废水水质特点，絮凝剂可(kě)以单独使用(yòng)，也可(kě)以多(duō)种絮凝剂复合使用(yòng)或一主一辅复配使用(yòng)（辅者作為(wèi)助凝剂）。絮凝剂的选择可(kě)以通过烧杯静态试验初步筛选，再在生产装置上验证确定。

24.常用(yòng)污泥调理(lǐ)剂的种类有(yǒu)哪些？

调理(lǐ)剂又(yòu)称脱水剂，可(kě)分(fēn)為(wèi)无机调理(lǐ)剂和有(yǒu)机调理(lǐ)剂两大类。无机调理(lǐ)剂一般适用(yòng)于污泥的真空过滤和板框过滤，而有(yǒu)机调理(lǐ)剂则适用(yòng)于污泥的离心脱水和带式压滤脱水。

⑴无机调理(lǐ)剂

最有(yǒu)效、最便宜也是最常用(yòng)的无机调理(lǐ)剂主要有(yǒu)铁盐和铝盐两大类。铁盐调理(lǐ)剂主要包括氯化铁（FeCl3∙6H2O）、硫酸铁（Fe2(SO4)3∙4H2O）、硫酸亚铁（FeSO4∙7H2O）以及聚合硫酸铁（PFS）（[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m）等，铝盐调理(lǐ)剂主要有(yǒu)硫酸铝（Al2(SO4)3∙18H2O）、三氯化铝（AlCl3）、碱式氯化铝（Al(OH)2Cl）、聚合氯化铝（PAC）（[Al2(OH)n∙Cl6-n]m）等。

投加无机调理(lǐ)剂后，可(kě)以大大加速污泥的浓缩过程，改善过滤脱水效果。而且铁盐和石灰联用(yòng)可(kě)以进一步提高调理(lǐ)效果。投加无机调理(lǐ)剂的缺点一是用(yòng)量较大，一般来说，投加量要达到污泥干固體(tǐ)重量的5%～20%，从而导致滤饼體(tǐ)积增大；二是无机调理(lǐ)剂本身具有(yǒu)腐蚀性（尤其是铁盐），投加系统要具有(yǒu)防腐性能(néng)。应当注意的是，采用(yòng)氯化铁作為(wèi)调理(lǐ)剂时，会增加对脱水污泥处理(lǐ)设备金属构件的腐蚀性，因此所配备的脱水污泥处理(lǐ)设备的防腐等级应适当提高。

⑵有(yǒu)机调理(lǐ)剂

有(yǒu)机合成高分(fēn)子调理(lǐ)剂种类很(hěn)多(duō)，按聚合度可(kě)分(fēn)為(wèi)低聚合度（分(fēn)子量约為(wèi)1千～几万）和高聚合度（分(fēn)子量约為(wèi)几十万～几百万）两种；按离子型分(fēn)為(wèi)阳离子型、阴离子型、非离子型、阴阳离子型等。与无机调理(lǐ)剂相比，有(yǒu)机调理(lǐ)剂投加量较少，一般為(wèi)污泥干固體(tǐ)重量的0.1%～0.5%，而且没有(yǒu)腐蚀性。

用(yòng)于污泥调理(lǐ)的有(yǒu)机调理(lǐ)剂主要是高聚合度的聚丙烯酰胺系列的絮凝剂产品，主要有(yǒu)阳离子型聚丙烯酰胺、阴离子型聚丙烯酰胺和非离子型聚丙烯酰胺三类。其中阳离子型聚丙烯酰胺能(néng)中和污泥颗粒表面的负電(diàn)荷并在颗粒间产生架桥作用(yòng)而显示出较强的凝聚力，调理(lǐ)效果显著，但费用(yòng)较高。為(wèi)降低成本，可(kě)以使用(yòng)较便宜的阴离子型聚丙烯酰胺-石灰联用(yòng)法，利用(yòng)带有(yǒu)正電(diàn)荷的Ca(OH)2絮體(tǐ)物(wù)将带负電(diàn)的絮凝剂和污泥颗粒吸附在一起，形成一种复合的凝聚體(tǐ)系。

25.选择使用(yòng)污泥调理(lǐ)剂应考虑的因素有(yǒu)哪些？

⑴调理(lǐ)剂的品种特点

就常用(yòng)的铝盐和铁盐无机调理(lǐ)剂而言，使用(yòng)铝盐时的药剂投加量较大，所形成的絮體(tǐ)密度较小(xiǎo)，调理(lǐ)效果较差，在脱水过程中会堵塞滤布。因此，在选用(yòng)无机调理(lǐ)剂时，尽可(kě)能(néng)采用(yòng)铁盐；当使用(yòng)铁盐会带来许多(duō)问题时，再考虑采用(yòng)铝盐。无机调理(lǐ)剂与有(yǒu)机调理(lǐ)剂相比，药剂投加量较大，形成的絮體(tǐ)颗粒细小(xiǎo)，但絮體(tǐ)强度较高。因此在利用(yòng)真空过滤机和板框压滤机使污泥脱水时，可(kě)以考虑采用(yòng)无机调理(lǐ)剂。与无机调理(lǐ)剂相比，有(yǒu)机调理(lǐ)剂药剂投加量较小(xiǎo)，形成的絮體(tǐ)粗大，但絮體(tǐ)强度较低，比无机调理(lǐ)剂形成的絮體(tǐ)更容易破碎。而且一旦絮體(tǐ)被破坏，不论采用(yòng)无机调理(lǐ)剂还是有(yǒu)机调理(lǐ)剂，都不易恢复到原来的状态。因此在利用(yòng)离心脱水机和带式压滤机使污泥脱水时，可(kě)以考虑采用(yòng)有(yǒu)机调理(lǐ)剂。在采用(yòng)无机调理(lǐ)剂或有(yǒu)机调理(lǐ)剂中的一种难以达到理(lǐ)想的调理(lǐ)效果时，可(kě)以考虑将无机和有(yǒu)机调理(lǐ)剂复配使用(yòng)，有(yǒu)时能(néng)取得更好的调理(lǐ)效果。比如石灰和三氯化铁联合使用(yòng)，不但能(néng)起到调节pH值的作用(yòng)，而且石灰和污水中的重碳酸钙生成的碳酸钙颗粒结构还能(néng)增加污泥的孔隙率，促进泥水分(fēn)离。

⑵污泥性质

不同性质的污泥，选用(yòng)调理(lǐ)剂的种类和投加量也有(yǒu)很(hěn)大差异。对有(yǒu)机物(wù)含量高的污泥，较為(wèi)有(yǒu)效的调理(lǐ)剂是阳离子型有(yǒu)机高分(fēn)子调理(lǐ)剂，而且有(yǒu)机物(wù)含量越高，越适宜选用(yòng)聚合度越高的阳离子型有(yǒu)机高分(fēn)子调理(lǐ)剂。而对以无机物(wù)為(wèi)主的污泥，则可(kě)以考虑采用(yòng)阴离子型有(yǒu)机高分(fēn)子调理(lǐ)剂。污泥性质的不同直接影响调理(lǐ)效果：初沉池污泥较易脱水，而浮渣和剩余活性污泥则较难脱水，混合污泥的脱水性能(néng)则介于两者之间。為(wèi)达到一定的调理(lǐ)效果，所需调理(lǐ)剂的数量存在显著差异。一般来说，越难脱水的污泥其调理(lǐ)用(yòng)药剂量越大，污泥颗粒细小(xiǎo)，会导致调理(lǐ)剂消耗量的增加，污泥中的有(yǒu)机物(wù)含量和碱度高，也会导致调理(lǐ)剂用(yòng)量的加大。另外，污泥含固率也影响调理(lǐ)剂的投加量，一般污泥含固率越高，调理(lǐ)剂的投加量越大。

⑶温度

污泥的温度直接影响着无机盐类调理(lǐ)剂的水解作用(yòng)，温度低时，水解作用(yòng)会变慢。如果温度低于10oC，调理(lǐ)效果会明显变差，可(kě)通过适当延長(cháng)调理(lǐ)时间的方法改善调理(lǐ)效果。使用(yòng)有(yǒu)机高分(fēn)子调理(lǐ)剂时，如果配制药液的母液或自来水温度过低或污泥温度过低，就会由于水的动力粘滞度和高分(fēn)子调理(lǐ)剂溶液本身的粘度变大而不利于稀释均匀和调理(lǐ)混合均匀，进而影响污泥调理(lǐ)效果和脱水效果。因此，冬季气温较低时，要重视污泥输送系统的保温环节（从污水处理(lǐ)系统排出的污泥温度一般不低于15oC），尽量减少污泥输送过程中热量的损失。在必要的情况下，可(kě)以采取对有(yǒu)机高分(fēn)子调理(lǐ)剂稀释罐加热或适当延長(cháng)混合溶解时间和加大搅拌强度的方法改善溶解条件。

⑷pH值

污泥的pH值决定无机盐类调理(lǐ)剂的水解产物(wù)形态，同一种调理(lǐ)剂对不同pH值的污泥的调理(lǐ)效果也大不相同。铝盐的水解反应受pH值的影响很(hěn)大，其凝聚反应的最佳pH值范围為(wèi)5～7。当pH值大于8或小(xiǎo)于4时，难以形成絮體(tǐ)，也就是说失去了调理(lǐ)的作用(yòng)。而高铁盐调理(lǐ)剂受pH值的影响较小(xiǎo)，无论污泥呈酸性还是呈碱性，都能(néng)形成水解产物(wù)Fe(OH)3絮體(tǐ)，最佳pH值范围為(wèi)6～11。亚铁盐在pH值為(wèi)8～10的污泥中，其溶解度较高的水解产物(wù)能(néng)被氧化成溶解度较低的Fe(OH)3絮體(tǐ)。因此选用(yòng)无机盐类调理(lǐ)剂时，首先要考虑脱水污泥的具體(tǐ)pH值，如果pH值偏离其凝聚反应的最佳范围，最好更换使用(yòng)另一种调理(lǐ)剂。否则就要考虑在对污泥进行调理(lǐ)之前，投加酸或碱调整污泥的pH值，一般情况下，都不采取这种措施。

pH值对聚合電(diàn)解质的调理(lǐ)效果也有(yǒu)影响，污泥的pH值影响着调理(lǐ)剂分(fēn)子的電(diàn)离、荷電(diàn)状况以及分(fēn)子形状。阳离子型聚合電(diàn)解质在低pH值的酸性污泥中的電(diàn)离度较大，分(fēn)子形状趋向舒展；而在高pH值的碱性污泥中電(diàn)离度较小(xiǎo)，分(fēn)子形状趋向卷曲。与阳离子型聚合電(diàn)解质性质相反，阴离子型聚合電(diàn)解质在低pH值的酸性污泥中的電(diàn)离度较小(xiǎo)，分(fēn)子形状趋向卷曲；而在高pH值的碱性污泥中電(diàn)离度较大，分(fēn)子形状趋向舒展。阴阳离子型聚合電(diàn)解质的情况稍有(yǒu)不同，在等電(diàn)点时，整个分(fēn)子呈中性，正负两种電(diàn)荷相互吸引，故分(fēn)子紧密卷曲成团。在等電(diàn)点两侧，分(fēn)子上都会有(yǒu)一种電(diàn)荷过剩，因互相排斥作用(yòng)而使分(fēn)子趋向舒展。

⑸配制浓度

调理(lǐ)剂的配制浓度不仅影响调理(lǐ)效果，而且影响药剂消耗量和泥饼产率，其中有(yǒu)机高分(fēn)子调理(lǐ)剂影响更為(wèi)显著。一般来说，有(yǒu)机高分(fēn)子调理(lǐ)剂配制浓度越低，药剂消耗量越少，调理(lǐ)效果越好。这是因為(wèi)有(yǒu)机高分(fēn)子调理(lǐ)剂配制浓度越低，越容易混合均匀，分(fēn)子链伸展得越好，架桥凝聚作用(yòng)发挥得越好，调理(lǐ)效果当然也越好。但配制浓度过高或过低都会降低泥饼产率。而无机高分(fēn)子调理(lǐ)剂的调理(lǐ)效果几乎不受配制浓度的影响。经验和有(yǒu)关研究表明，有(yǒu)机高分(fēn)子调理(lǐ)剂配制浓度在0.05%～0.1%之间比较合适，三氯化铁配制浓度10%最佳，而铝盐配制浓度在4%～5%最為(wèi)适宜。

⑹投加顺序

当采用(yòng)不止一种调理(lǐ)剂时，调理(lǐ)剂投加的顺序也会影响调理(lǐ)效果。当采用(yòng)铁盐和石灰作调理(lǐ)剂时，一般先投加铁盐，再投加石灰，这样形成的絮體(tǐ)与水较易分(fēn)离，而且调理(lǐ)剂总的消耗量也较少。当采用(yòng)无机调理(lǐ)剂和有(yǒu)机高分(fēn)子调理(lǐ)剂联合调理(lǐ)污泥时，先投加无机调理(lǐ)剂，再投加有(yǒu)机高分(fēn)子调理(lǐ)剂，一般可(kě)以取得较好的调理(lǐ)效果。

⑺混合反应条件

要想达到最好的调理(lǐ)效果，污泥与调理(lǐ)剂实现完全充分(fēn)的混合是非常必要的。但值得注意的是，污泥与调理(lǐ)剂混合反应形成絮體(tǐ)后，决不能(néng)再被破坏，因為(wèi)絮體(tǐ)一旦受到破坏就很(hěn)难恢复到原来的状态。经验表明，针对某种污泥，使用(yòng)某种调理(lǐ)剂，只有(yǒu)混合反应的强度和时间在一定范围内，才能(néng)取得较好的调理(lǐ)效果，而且调理(lǐ)效果会随着停留时间的增加而降低。这就是说，经过试验确定了调理(lǐ)的时间和强度后，必须在实际操作中严格遵守执行。一方面不能(néng)随意延長(cháng)或缩短混合反应的时间，另一方面要尽可(kě)能(néng)快地使调理(lǐ)后的污泥进入脱水机。

26.调理(lǐ)剂的投加量如何确定？

污泥调理(lǐ)的药剂消耗量没有(yǒu)固定的标准，根据污泥的品种、消化程度、固體(tǐ)浓度等具體(tǐ)性质的不同，投加量会出现一定的差异。因此，大多(duō)是在实验室或在现场直接试验确定调理(lǐ)剂的种类及具體(tǐ)投加量。

一般来说，按污泥干固體(tǐ)重量的百分(fēn)比计，三氯化铁的投加量為(wèi)5%～10%，硫酸亚铁约為(wèi)10%～15%，消石灰的投加量為(wèi)20%～40%，聚合氯化铝和聚合硫酸铁约為(wèi)1%～3%，阳离子型聚丙烯酰胺為(wèi)0.1%～0.3%。据有(yǒu)关资料介绍，由于常用(yòng)的聚丙烯酰胺系列有(yǒu)机合成高分(fēn)子调理(lǐ)剂的价格较為(wèi)昂贵（有(yǒu)的品种是普通无机调理(lǐ)剂的十几甚至二十倍以上），虽然其投加量较少，但折合调理(lǐ)每吨污泥的费用(yòng)，使用(yòng)有(yǒu)机合成高分(fēn)子调理(lǐ)剂的成本仍然较高。普遍的做法是优选无机调理(lǐ)剂，当无机调理(lǐ)剂作用(yòng)较差、难以达到理(lǐ)想的调理(lǐ)效果时，再考虑使用(yòng)有(yǒu)机合成高分(fēn)子调理(lǐ)剂或将无机和有(yǒu)机调理(lǐ)剂复配使用(yòng)。

27.使用(yòng)调理(lǐ)剂的注意事项有(yǒu)哪些？

為(wèi)了更好地使用(yòng)调理(lǐ)剂，应注意以下事项：

①充分(fēn)了解和掌握被处理(lǐ)污泥的性质（浓度、成分(fēn)等）。

②试验确定适合于污泥性质和脱水机性质的调理(lǐ)剂种类。

③试验确定调理(lǐ)剂的注入点、反应条件、投加量等。

④根据调理(lǐ)剂的性质确定调理(lǐ)剂的溶解、储存等使用(yòng)方法。

一般来说，无机调理(lǐ)剂适用(yòng)于真空过滤脱水和板框压滤脱水，而有(yǒu)机调理(lǐ)剂则较适用(yòng)于离心脱水和带式压滤脱水。

在使用(yòng)离心脱水机和带式压力脱水机时，為(wèi)了形成不易破碎的粗大絮凝物(wù)，一般使用(yòng)分(fēn)子量在10万、甚至100万以上的阳离子系列高分(fēn)子调理(lǐ)剂。

同时还要注意，由于离心脱水机是在2000～3000G的高离心力下进行固液分(fēn)离，使用(yòng)分(fēn)子量越大的高分(fēn)子调理(lǐ)剂，越容易形成坚固的絮凝物(wù)，越有(yǒu)利于脱水；而对带式压滤脱水机来讲，分(fēn)子量过高时，调理(lǐ)剂的部分(fēn)粘性会残留在絮凝物(wù)上，从而导致滤饼在滤布上的剥离性较差。就阳离子调理(lǐ)剂而言，对于同样污泥，和离心脱水机相比，带式压力脱水机要求调理(lǐ)剂的阳离子度较高、而投加量较少。

一般来说，污泥浓度高时，使用(yòng)高分(fēn)子量的调理(lǐ)剂效果较好，而污泥浓度低时，使用(yòng)分(fēn)子量较低的调理(lǐ)剂效果较好。

废水生物(wù)处理(lǐ)产生的剩余污泥和回流污泥的性质相同，其主要成分(fēn)是微生物(wù)的絮凝物(wù)，一般带有(yǒu)负電(diàn)荷，因此為(wèi)使剩余污泥凝聚，最好使用(yòng)阳离子的调理(lǐ)剂。当前使用(yòng)较多(duō)的阳离子调理(lǐ)剂是聚丙酰胺的共聚物(wù)或氨基甲基化变性物(wù)，通过调整阳离子变性条件，可(kě)得到不同阳离子度的调理(lǐ)剂。根据阳离子度的不同（可(kě)用(yòng)胶體(tǐ)滴定法测定），阳离子调理(lǐ)剂可(kě)分(fēn)為(wèi)高、中、低阳离子度调理(lǐ)剂。

28.脱水剂、调理(lǐ)剂与絮凝剂、助凝剂的关系是什么？

脱水剂是对污泥进行脱水之前投加的药剂，也就是污泥的调理(lǐ)剂，因此脱水剂和调理(lǐ)剂的意义是一样的。脱水剂或调理(lǐ)剂的投加量一般都以污泥干固體(tǐ)重量的百分(fēn)比计。

絮凝剂应用(yòng)于去除污水中悬浮物(wù)，是水处理(lǐ)领域的重要药剂。絮凝剂的投加量一般以待处理(lǐ)水的单位體(tǐ)积内投加的数量来表示。

脱水剂（调理(lǐ)剂）与絮凝剂、助凝剂的投加量都可(kě)以称為(wèi)加药量。同一种药剂既可(kě)以在处理(lǐ)污水时应用(yòng)為(wèi)絮凝剂，又(yòu)可(kě)以在剩余污泥处理(lǐ)过程中应用(yòng)為(wèi)调理(lǐ)剂或脱水剂。

助凝剂用(yòng)在水处理(lǐ)领域作為(wèi)絮凝剂的助剂时被称為(wèi)助凝剂，同一种助凝剂在剩余污泥处理(lǐ)时一般不称助凝剂，而是统称為(wèi)调理(lǐ)剂或脱水剂。

使用(yòng)絮凝剂时，由于水中的悬浮物(wù)数量毕竟有(yǒu)限，為(wèi)了实现絮凝剂与悬浮颗粒的充分(fēn)接触，需要配备混合、反应设施，并且都要具有(yǒu)足够的时间，比如混合需要几十秒(miǎo)到数分(fēn)钟、反应则需要15～30min。而污泥脱水时从投加调理(lǐ)剂到污泥进入脱水机往往只有(yǒu)几十秒(miǎo)的时间，即只有(yǒu)相当于絮凝剂的混合过程、没有(yǒu)反应的时间，而且经验也表明，调理(lǐ)效果会随着逗留时间的延長(cháng)而降低。

29.消泡剂的种类有(yǒu)哪些？

消泡剂的效果与发泡液的种类有(yǒu)关，即有(yǒu)的消泡剂对某些发泡液效果显著，而对其它发泡液效果不明显，甚至没有(yǒu)作用(yòng)。常用(yòng)的消泡剂按成分(fēn)不同可(kě)分(fēn)為(wèi)硅（树脂）类、表面活性剂类、链烷烃类和矿物(wù)油类。

⑴硅（树脂）类：硅树脂消泡剂又(yòu)称乳剂型消泡剂，使用(yòng)方法是将硅树脂用(yòng)乳化剂（表面活性剂）乳化分(fēn)散在水中后投加到废水中。二氧化硅细粉是另一种消泡效果较好的硅类消泡剂。

⑵表面活性剂类：此类消泡剂其实是乳化剂，即利用(yòng)表面活性剂的分(fēn)散作用(yòng)，使形成泡沫的物(wù)质在水中保持稳定的乳化状态分(fēn)散，从而避免生成泡沫。

⑶链烷烃类：链烷烃类消泡剂是用(yòng)乳化剂把链烷烃蜡或其衍生物(wù)乳化分(fēn)散后制成的消泡剂，其用(yòng)途与表面活性剂类的乳化型消泡剂类似。

⑷矿物(wù)油类：以矿物(wù)油為(wèi)主要消泡成分(fēn)。為(wèi)了改善效果，有(yǒu)时混合金属皂、硅油、二氧化硅等物(wù)质一起使用(yòng)。此外，為(wèi)使矿物(wù)油容易扩散到发泡液表面，或者使金属皂等均匀分(fēn)散在矿物(wù)油中，有(yǒu)时还可(kě)投加各种表面活性剂。

30.常用(yòng)pH调整剂有(yǒu)哪些？

将含酸废水pH值调高时，以碱或碱性氧化物(wù)為(wèi)中和剂，而将碱性废水pH值调低时则以酸或酸性氧化物(wù)做中和剂。调整酸性废水pH值时经常采用(yòng)的中和剂有(yǒu)石灰、石灰石、白云石、氢氧化钠、碳酸钠等，调整碱性废水pH值时一般采用(yòng)硫酸、盐酸。

在对含酸废水进行中和时，还可(kě)以就近使用(yòng)一些碱性工业废渣，比如化學(xué)软水站排出的碳酸钙废渣、有(yǒu)机化工厂或乙炔发生站排放的電(diàn)石废渣（主要成分(fēn)為(wèi)氢氧化钙）、钢厂或電(diàn)石厂筛下的废石灰、热電(diàn)厂的炉灰渣和硼酸厂的硼泥等。在对碱性废水进行处理(lǐ)时，也可(kě)以使用(yòng)烟道气利用(yòng)其中的CO2、SO2等酸性气體(tǐ)对废水中的碱进行中和。

当废水的pH值过大或过小(xiǎo)时，為(wèi)减少pH值调整时所需的溶药池和药剂池容积及实现pH值调整的自动化控制，可(kě)以使用(yòng)40%NaOH和98%H2SO4分(fēn)别作為(wèi)含酸废水和含碱废水的pH值调整剂。同时可(kě)以避免使用(yòng)石灰类碱剂所带来的污泥问题，减少二次污染的机会。

31.消毒剂的选择应考虑哪些因素？

废水经一级或二级处理(lǐ)后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对值仍很(hěn)可(kě)观，并有(yǒu)存在病原菌的可(kě)能(néng)。因此，废水排入水體(tǐ)前应进行消毒处理(lǐ)。

目前，用(yòng)氯化法消毒能(néng)产生有(yǒu)害物(wù)质，影响人體(tǐ)健康已广為(wèi)人知，这是因為(wèi)氯与水中有(yǒu)机物(wù)作用(yòng)，同时有(yǒu)氧化和取代作用(yòng)，氧化作用(yòng)可(kě)以促使去除有(yǒu)机物(wù)，而取代作用(yòng)则是氯与有(yǒu)机物(wù)结合，形成了有(yǒu)致突变或致癌活性的卤化物(wù)。美國(guó)规定三卤甲烷(THMS)的最大浓度為(wèi)100μg/L，德國(guó)、加拿(ná)大、日本也分(fēn)别规定為(wèi)25μg/L、350μg/L、100μg/L，我國(guó)1985年版《生活饮用(yòng)水卫生标准》中也规定了氯仿的上限為(wèi)60μg/L。有(yǒu)鉴于此，废水消毒一是要控制恰当的投剂量，二是采用(yòng)其他(tā)消毒剂代替，如二氧化氯、臭氧、紫外線(xiàn)辐射等，以减少有(yǒu)害物(wù)质的生成。

各种消毒剂的优缺点和适用(yòng)条件见表2。参考此表，可(kě)以初步确定应该使用(yòng)的消毒剂。

32.消毒剂的种类有(yǒu)哪些？各自的特点是怎样的？

常用(yòng)的消毒剂有(yǒu)次氯酸类、二氧化氯、臭氧、紫外線(xiàn)辐射等。次氯酸类消毒剂有(yǒu)液氯、漂白粉、漂粉精、氯片、次氯酸钠等形态，主要是通过HOCl起消毒作用(yòng)。

次氯酸类消毒剂的弱点是容易和水中的有(yǒu)机物(wù)生成氯代烃，而氯代烃已被确认為(wèi)是对人體(tǐ)健康极為(wèi)不利的，同时处理(lǐ)过的水会有(yǒu)一些令人不快的气味。次氯酸类消毒剂粉尘和放出的氯气对人的呼吸道、眼睛及皮肤都有(yǒu)强烈的刺激作用(yòng)，如果不慎溅入眼睛或触及皮肤，要立即用(yòng)大量清水冲洗。存放环境要阴凉、通风和干燥，遠(yuǎn)离热源和火种，不能(néng)与有(yǒu)机物(wù)、酸类及还原剂共储混运，运输过程中要防止雨淋和日光曝晒，装卸时动作要轻，避免碰撞和滚动。

次氯酸类消毒剂消毒时往往发生的是取代反应，这也是使用(yòng)次氯酸类消毒剂会产生氯代烃的根本原因，而臭氧和二氧化氯消毒时发生的是纯氧化反应，因而可(kě)以破坏有(yǒu)机物(wù)的结构，在杀菌的同时还可(kě)以提高废水的可(kě)生化性（BOD5/CODCr值），去除水中的部分(fēn)CODCr。二氧化氯消毒与臭氧或紫外線(xiàn)消毒相比，前者一次性投资低，运行费用(yòng)高（大约0.1元/m3）；后者一次性投资高，运行费用(yòng)低（大约0.02元/m3）。

臭氧消毒和紫外線(xiàn)消毒可(kě)以在很(hěn)短的时间内达到消毒的效果，经过臭氧消毒和紫外線(xiàn)消毒的二沉池出水或回用(yòng)水细菌总数和总大肠菌群等微生物(wù)指标可(kě)以达到要求，但他(tā)们的缺点是瞬时反应，无法保持效果，抵抗管道内微生物(wù)的滋生和繁殖，因此在回用(yòng)水系统使用(yòng)这两种方法消毒时，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，以保持管网末梢有(yǒu)足够的余氯量。

33.氯的物(wù)化性质是怎样的？

氯在常压下是黄绿色气體(tǐ)，在0oC和一个大气压时的密度為(wèi)3.2mg/mL，即约為(wèi)空气的2.5倍重，具有(yǒu)强烈的刺激性。一般采用(yòng)電(diàn)解食盐水溶液的方法制取氯气，然后将氯气加压冷却制得液氯，液氯极易气化，沸点是-34.5oC。加压后的液氯成為(wèi)黄绿色透明液體(tǐ)，1kg液氯气化后體(tǐ)积可(kě)以变為(wèi)300L。氯性质很(hěn)活泼，能(néng)溶于水，溶解度随水温的升高而降低。氯是具有(yǒu)强烈刺激性的窒息气體(tǐ)，对人的呼吸系统、眼部及皮肤都能(néng)产生伤害，空气中最高允许浓度為(wèi)1mL/m3。虽不自燃，但可(kě)以助燃，在日光下与其他(tā)易燃气體(tǐ)混合时会发生燃烧和爆炸，可(kě)以和大多(duō)数物(wù)质起反应。

氯是一种强氧化剂，具有(yǒu)杀菌能(néng)力强、价格低廉、来源方便的优点，是水处理(lǐ)行业应用(yòng)历史最為(wèi)悠久的消毒剂。氯消毒的机理(lǐ)是依靠水解生成的次氯酸HOCl向微生物(wù)的细胞壁内扩散，与细胞的蛋白质反应生成化學(xué)稳定性极好的N-Cl键。另外，氯能(néng)氧化微生物(wù)的某些活性物(wù)质，抑制并杀死微生物(wù)。

34.如何防止氯中毒？

虽然空气中最高允许浓度為(wèi)1mL/m3，但長(cháng)期在低于此值的环境中工作，也会导致慢性中毒，表现為(wèi)患慢性支气管炎、慢性胃肠炎、牙龈炎、口腔炎、皮肤搔痒症等疾病。短时间暴露在高氯环境中，会导致急性中毒。轻度急性中毒表现為(wèi)喉干胸闷、脉搏加快等症状，重度急性中毒表现為(wèi)支气管痉挛和水肿，甚至出现昏迷或休克。為(wèi)防止出现氯中毒的措施可(kě)总结如下：

⑴经常接触氯气的工作人员对氯味的敏感程度会有(yǒu)所降低，常常会在闻不到氯味的时候，人就已经受到氯的伤害。因此操作人员的值班室要和加氯间分(fēn)开设置，并在加氯间安装监测及警报装置，随时对其中的氯浓度进行检测。

⑵加氯间要靠近加氯点，两者间距不超过30m。加氯间建筑要坚固防火、耐冻保温、通风良好、大门外开，并与其他(tā)工作间严格分(fēn)开、没有(yǒu)任何直接连通。由于氯比空气重，因此当氯气在室内泄漏后，会将空气排挤出去，在封闭的室内下部积聚并逐渐向上扩散。所以加氯间的底部必须安装强制排风设施，进气孔要设在高处。

⑶加氯间门外要备用(yòng)检修工具、防毒面具和抢救器具等，照明和通风设备的开关也要设在室外，在进入加氯间之前，先进行通风。通向加氯间的压力水管必须保证不间断供水，并保持水压稳定，同时还要有(yǒu)应对突然停水的措施。加氯间内要设置碱液池，并定时检验，保证碱液随时有(yǒu)效。当发现氯瓶有(yǒu)严重泄漏时，戴好防毒面具，然后将氯瓶迅速移入碱液池中。

⑷当发现现场有(yǒu)人急性氯中毒后，要设法迅速将中毒者转移到具有(yǒu)新(xīn)鲜空气的地方，对呼吸困难者，应当让其吸氧，严禁进行人工呼吸，可(kě)以用(yòng)2%的碳酸氢钠溶液為(wèi)其洗眼、鼻、口等部位，还可(kě)以让其吸入雾化的5%碳酸氢钠溶液。

35.使用(yòng)液氯瓶时的注意事项有(yǒu)哪些？

液氯是目前國(guó)内外应用(yòng)最广的消毒剂，除消毒外还有(yǒu)氧化作用(yòng)。液氯通常在钢瓶中贮存和运输，使用(yòng)时，液氯转变成氯气加入水中。

⑴氯瓶内压力一般為(wèi)0.6～0.8MPa，所以不能(néng)在太阳下曝晒或靠近炉火或其他(tā)高温热源，以免气化时压力过高发生爆炸。液氯和干燥的氯气对铜、铁和钢等金属没有(yǒu)腐蚀性，但遇水或受潮时，化學(xué)活性增强，能(néng)腐蚀大多(duō)数金属。因此贮氯钢瓶必须保持0.05～0.1MPa的余压，不能(néng)全部用(yòng)空，以免进水。

⑵液氯变成氯气要吸收热量，1kg液氯变成1kg氯气约需要289kJ热量。在气温较低时，氯瓶从空气中吸收的热量有(yǒu)限，液氯气化的数量受到限制时，需要对氯瓶进行加热。但切不可(kě)用(yòng)明火、蒸汽直接加热氯瓶，也不宜使氯瓶温度升高太多(duō)或太快，一般可(kě)使用(yòng)15～25oC的温水连续淋洒氯瓶的方法对氯瓶加温。

⑶要经常用(yòng)10%氨水检查加氯机与氯瓶的连接处是否泄漏，如果发现加氯机的氯气管出现堵塞现象，切不可(kě)用(yòng)水冲洗，可(kě)以用(yòng)钢丝疏通，再用(yòng)打气筒或压缩空气将杂物(wù)吹掉。

⑷开启前要检查氯瓶的放置位置是否正确，一定要保证出口朝上，即放出来的是氯气而不是液氯。开氯瓶总阀时，要先缓慢开半圈，随即用(yòng)10%氨水检查是否漏气，一切正常后再逐渐打开。如果阀门难以开启，不能(néng)用(yòng)榔头敲击，也不能(néng)長(cháng)板手硬扳，以防将阀杆拧断。

36.使用(yòng)次氯酸钠消毒时的注意事项有(yǒu)哪些？

固态次氯酸钠NaClO為(wèi)白色粉末，具有(yǒu)刺激性气味，在空气中极不稳定，受热后迅速分(fēn)解。商(shāng)品固态次氯酸钠的有(yǒu)效氯一般為(wèi)10%～12%，常用(yòng)制备方法是液碱氯化法，即在30%以下的氢氧化钠溶液中通入氯气进行反应。商(shāng)品固态次氯酸钠使用(yòng)方便，但消毒效果比氯差，费用(yòng)也高于氯消毒。

由于次氯酸钠容易因阳光、温度的作用(yòng)而分(fēn)解，一般用(yòng)次氯酸钠发生器就地制备后立即投加。利用(yòng)钛阳极電(diàn)解食盐水(沿海地區(qū)可(kě)用(yòng)海水作為(wèi)盐溶液)，得到的次氯酸钠溶液是淡黄色透明液體(tǐ)，含有(yǒu)效氯6g/L～11g/L。一般每生产1kg有(yǒu)效氯，食盐消耗量约3～4.5kg，耗電(diàn)量5～10kWh，通常其消耗比使用(yòng)漂白粉消毒还要低。

次氯酸钠固體(tǐ)或溶液都不宜久存，而且必须在避光低温环境下存放。電(diàn)解生产次氯酸钠溶液最好是使用(yòng)多(duō)少，随时生产多(duō)少。气温低于30oC时，每天损失有(yǒu)效氯0.1～0.15mg/L，如果气温超过30oC，每天损失有(yǒu)效氯可(kě)达0.3～0.7mg/L。因此，如果為(wèi)了具有(yǒu)一定储备量以备用(yòng)，一般夏天储存时间不超过一天，冬天不超过7d。

37.使用(yòng)漂白粉消毒时的注意事项有(yǒu)哪些？

漂白粉CaCl2∙Ca(OCl)2∙2H2O為(wèi)白色粉末，有(yǒu)氯的气味，含有(yǒu)效氯20%～25%。漂白粉易吸潮，性质极不稳定，日光照射、受热均能(néng)使其变质而降低有(yǒu)效氯成分(fēn)。与有(yǒu)机物(wù)、易燃液體(tǐ)混合能(néng)发热自燃，受高热会发生爆炸。氯片是用(yòng)漂粉精3Ca(OCl)2∙2Ca(OH)2∙2H2O加工成的片剂，含有(yǒu)效氯60%～70%。氯片和漂粉精稳定性比漂白粉高，可(kě)以在常温下储存200d以上不分(fēn)解。两者的消毒作用(yòng)与氯相同，以有(yǒu)效氯计的加氯量、接触时间等参数可(kě)以参照液氯。

使用(yòng)漂白粉作消毒剂，需配成溶液加注，而且一般需设混合池。每包50kg的漂白粉先加400～500kg水搅拌成10%～15%溶液，再加水调成1%～2%浓度的溶液。混合池通常有(yǒu)隔板式与鼓风式两种。用(yòng)氯片消毒时，废水流入特制的氯片消毒器，浸润溶解氯片，并与之混合，然后再进接触池。

38.二氧化氯的物(wù)化性质是怎样的？

二氧化氯（ClO2）是一种黄绿色气體(tǐ)，性质极不稳定，与氯一样的刺激性气味，毒性比氯要大，相对密度為(wèi)2.4。二氧化氯在常温下即能(néng)压缩成液體(tǐ)，并很(hěn)容易挥发。二氧化氯很(hěn)容易爆炸，温度升高、暴露在光線(xiàn)下或与某些有(yǒu)机物(wù)接触摩擦，都可(kě)能(néng)发生爆炸，而且液體(tǐ)二氧化氯比气體(tǐ)二氧化氯更易爆炸。在空气中的體(tǐ)积浓度超过10%时或水中二氧化氯浓度超过30%就会发生爆炸。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)反应，在水中极易挥发，在光線(xiàn)照射下容易发生光化學(xué)分(fēn)解。贮存在敞开容器中的ClO2水溶液，ClO2含量会下降很(hěn)快。因此，二氧化氯不宜贮存，最好现场制取和使用(yòng)。

市场上销售的商(shāng)品稳定二氧化氯溶液，多(duō)為(wèi)无色或略带黄绿色透明液體(tǐ)，二氧化氯含量一般在2%左右，而且要加入一定量的特制稳定剂（如碳酸钠、硼酸钠及过氯化物(wù)的水溶液或二乙烯三胺五亚甲基膦酸等），但运输和储存时仍要注意避开高温和强光。因此，采用(yòng)二氧化氯消毒时，最好在现场边生产边使用(yòng)。二氧化氯杀菌后生成无毒物(wù)质，对环境水體(tǐ)没有(yǒu)污染。

39.使用(yòng)二氧化氯时的注意事项有(yǒu)哪些？

⑴在水处理(lǐ)中，二氧化氯的投加量一般為(wèi)0.1～1.5mg/L，具體(tǐ)投加量随原水性质和投加用(yòng)途而定。当仅作為(wèi)消毒剂时，投加范围是0.1～1.3mg/L；当兼用(yòng)作除嗅剂时，投加范围是0.6～1.3mg/L；当兼用(yòng)作氧化剂去除铁、锰和有(yǒu)机物(wù)时，投加范围是1～1.5mg/L。

⑵二氧化氯是一种强氧化剂，其输送和存储都要使用(yòng)防腐蚀、抗氧化的惰性材料，要避免与还原剂接触，以免引起爆炸。

⑶采用(yòng)现场制备二氧化氯的方法时，要防止二氧化氯在空气中的积聚浓度过高而引起爆炸，一般要配备收集和中和二氧化氯制取过程中析出或泄漏气體(tǐ)的措施。

⑷在工作區(qū)和成品储藏室内，要有(yǒu)通风装置和监测及警报装置，门外配备防护用(yòng)品。

⑸稳定二氧化氯溶液本身没有(yǒu)毒性，活化后才能(néng)释放出二氧化氯，因此活化时要控制好反应强度，以免产生的二氧化氯在空气中的积聚浓度过高而引起爆炸。

⑹二氧化氯溶液要采用(yòng)深色塑料桶密闭包装，储存于阴凉通风处，避免阳光直射和与空气接触，运输时要注意避开高温和强光环境，并尽量平稳。

40.二氧化氯的制备方法有(yǒu)哪些？

二氧化氯的制备方法有(yǒu)很(hěn)多(duō)种，在水处理(lǐ)行业中，一般用(yòng)氯、盐酸或稀硫酸与亚氯酸钠或氯酸钠反应的办法生产，还有(yǒu)使用(yòng)次氯酸钠酸化后与亚氯酸钠合成二氧化氯的。反应式分(fēn)别如下：

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(yòng)氯和亚氯酸钠合成二氧化氯时，先调制pH﹤2.5的氯水溶液，再和一定量的10%亚氯酸钠溶液一起进入反应室，在反应室中充分(fēn)混合和反应，生成二氧化氯。理(lǐ)论上，每10g亚氯酸钠加3.9g氯，可(kě)生成7.5g二氧化氯。為(wèi)了防止未起反应的亚氯酸钠被带入水中，通常要加入比理(lǐ)论值多(duō)的过量氯。

其他(tā)方法与上述方法的操作基本类似，為(wèi)保证反应过程的安全性，酸和氯酸钠或次氯酸钠都配成水溶液，也都是要加入过量的酸，以提高氯酸钠或次氯酸钠的转化率。生成的ClO2溶液可(kě)按照合适的投加量直接加到水中进行消毒。

國(guó)内市场上有(yǒu)许多(duō)使用(yòng)電(diàn)解法生产二氧化氯的设备，但实际上，这些设备制造的所谓二氧化氯至多(duō)是二氧化氯和氯的复合物(wù)，不可(kě)能(néng)彻底解决氯类消毒剂会产生氯代烃的问题，而且已经有(yǒu)使用(yòng)复合二氧化氯时发生爆炸的事例。

41.废水处理(lǐ)中常用(yòng)的氧化剂和还原剂有(yǒu)哪些？

从理(lǐ)论上说，氧化还原電(diàn)位不同的两种物(wù)质都可(kě)以相对地成為(wèi)氧化剂或还原剂，但在废水处理(lǐ)实践中能(néng)够使用(yòng)的氧化剂或还原剂必须满足以下要求：

①对废水中希望去除的污染物(wù)质有(yǒu)良好的氧化或还原作用(yòng)

②反应后生成的物(wù)质应当无害以避免二次污染

③价格便宜、来源可(kě)靠

④能(néng)在常温下快速反应、不需要加热

⑤反应时所需的pH值最好在中性，不能(néng)太高或太低。

在废水处理(lǐ)中常用(yòng)的氧化剂有(yǒu)：

①在接受電(diàn)子后还原变成带负電(diàn)荷离子的中性原子，如O2、Cl2、O3等；

②带正電(diàn)荷的原子，接受電(diàn)子后还原成带负電(diàn)荷的离子，比如在碱性条件下，漂白粉、次氯酸钠等药剂中的次氯酸根OCl-中的CL+和二氧化氯中的Cl4+接受電(diàn)子还原成Cl-；

③带高价正電(diàn)荷的原子在接受電(diàn)子后还原成带低价正電(diàn)荷的原子，例如三氯化铁中的Fe3+和高锰酸钾中的Mn7+在接受電(diàn)子后还原成Fe2+和Mn2+。

在废水处理(lǐ)中常用(yòng)的还原剂有(yǒu)：

①在给出電(diàn)子后被氧化成带正電(diàn)荷的中性原子，例如铁屑、锌粉等；

②带负電(diàn)荷的原子在给出電(diàn)子后被氧化成带正電(diàn)荷的原子，例如硼氢化钠中的硼元素為(wèi)负5价，在碱性条件下可(kě)以将汞离子还原成金属汞，同时自身被氧化成正三价。

③金属或非金属的带正電(diàn)的原子，在给出電(diàn)子后被氧化成带有(yǒu)更高正電(diàn)荷的原子。例如硫酸亚铁、氯化亚铁中的二价铁离子Fe2+在给出一个電(diàn)子后被氧化成三价铁离子Fe3+；二氧化硫SO2和亚硫酸盐SO32-中的四价硫在给出两个電(diàn)子后，被氧化成六价硫，形成SO42-。