半岛平台目前最全的废水处理常用药剂docx

　　半岛平台目前最全的废水处理常用药剂docx目前最全的废水处理常用药剂 1．废水处理中常用药剂的种类有哪些？ 为了使废水处理后达标排放或进行回用，在处理过程需要使用多种化学药 剂。根据用途的不同，可以将这些药剂分成以下几类： 絮凝剂：有时又称为混凝剂，可作为强化固液分离的手段，用于初沉池、 二沉池、浮选池及处理或深度处理等工艺环节。 助凝剂：辅助絮凝剂发挥作用，加强混凝效果。 调理剂：又称为脱水剂，用于对脱水前剩余污泥的调理，其品种包括上 述的部分絮凝剂和助凝剂。 破乳剂：有时也称脱稳剂，主要用于对含有乳化油的含油废水气浮前的 预处理，其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。。 消泡剂：主要用于消除曝气或搅拌过程中出现的大量泡沫。 pH 调整剂：用于将酸性废水和碱性废水的 pH 值调整为中性。 氧化还原剂：用于含有氧化性物质或还原性物质的工业废水的处理。 ⑻消毒剂：用于在废水处理后排放或回用前的消毒处理。 以上药剂的种类虽然很多，但一种药剂在不同的场合使用，起到的作用不 同，也就会拥有不同的称呼。比如说 Cl2，应用在加强污水的混凝处理效果时 被称为助凝剂，用于氧化废水中的氰化物或有机物时被称为氧化剂，用于消毒 处理自然就被称为消毒剂。 2．什么是絮凝剂？其作用是什么？ 絮凝剂在污水处理领域作为强化固液分离的手段，可用于强化污水的初次 沉淀、浮选处理及活性污泥法之后的二次沉淀，还可用于污水处理或深度 处理。当用于剩余污泥脱水前的调理时，絮凝剂和助凝剂就变成了污泥调理剂 或脱水剂。 在应用传统的絮凝剂时，可以使用投加助凝剂的方法来加强絮凝效果。例 如把活化硅酸作为硫酸亚铁、硫酸铝等无机絮凝剂的助凝剂并分前后顺序投加， 可以取得很好的絮凝作用。因此，通俗地讲，无机高分子絮凝剂 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户的操作。 混凝处理通常置于固液分离设施前，与分离设施组合起来、有效地去除原 水中的粒度为 1nm～100μm 的悬浮物和胶体物质，降低出水浊度和 CODCr，可 用在污水处理流程的预处理、深度处理，也可用于剩余污泥处理。混凝处理还 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 属离子及其他一些污染物，利用混凝沉淀处理污水中含有的磷时去除率可高达 90～95%，是最便宜而又高效的除磷方法。 3．絮凝剂的作用机理是什么？ 水中胶体颗粒微小、表面水化和带电使其具有稳定性，絮凝剂投加到水中 后水解成带电胶体与其周围的离子组成双电层结构的胶团。采用投药后快速搅 拌的方式，促进水中胶体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，可以用 GTC 值作为表 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，通过压缩双电层和电中和等机理，失去或降低稳 定性，生成微絮粒的过程称为凝聚。凝聚生成微絮粒在架桥物质和水流的搅动 下，通过吸附架桥和沉淀物网捕等机理成长为大絮体的过程称为絮凝。混合、 凝聚和絮凝合起来称为混凝，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。 4．絮凝剂的种类有哪些？ 絮凝剂是能够降低或消除水中分散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性，使分 散微粒凝聚、絮凝成聚集体而除去的一类物质。按照化学成分，絮凝剂可分为 无机絮凝剂、有机絮凝剂以及微生物絮凝剂三大类。 无机絮凝剂包括铝盐、铁盐及其聚合物。有机絮凝剂按照聚合单体带电集 团的电荷性质，可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型等几种，按其 来源又可分为人工合成和天然高分子絮凝剂两大类。在实际应用中，往往根据 无机絮凝剂和有机絮凝剂性质的不同，把它们加以复合，制成无机有机复合型 絮凝剂。微生物絮凝剂则是现代生物学与水处理技术相结合的产物，是当前絮 凝剂研究发展和应用的一个重要方向。 5．无机絮凝剂的种类有哪些？ 传统应用的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐，铝盐主要有硫酸铝 (AL2(SO4)3?18H2O)、明矾(AL2(SO4)3?K2SO4?24H2O)、铝酸钠(NaALO3)，铁盐主 要有三氯化铁(FeCL3?6H20)、硫酸亚铁(FeSO4?6H20)和硫酸铁(Fe2(SO4)3?2H20)。 一般来讲，无机絮凝剂具有原料易得，制备简便、价格便宜、处理效果适 中等特点，因而在水处理中应用较多。 6．无机絮凝剂硫酸铝的特点有哪些？ 自 19 世纪末美国最先将硫酸铝用于给水处理并取得专利以来，硫酸铝就以 卓越的凝聚沉降性能而被广泛应用。硫酸铝是目前世界上使用最多的絮凝剂， 全世界年产硫酸铝约 500 万吨，其中将近一半用于水处理领域。市售硫酸铝有 固、液两种形态，固态的又按其中不溶物的含量分为精制和粗制两种，我国民 间常用于饮用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 水及废水处理中应用不多。 硫酸铝适用的 pH 值范围与原水的硬度有关，处理软水时，适宜 pH 值为 5～6.6，处理中硬水时，适宜 pH 值为 6.6～7.2，处理高硬水，适宜 pH 值为 7.2～7.8。硫酸铝适用的水温范围是 20oC～40oC，低于 10oC 时混凝效果很差。 硫酸铝的腐蚀性较小、使用方便，但水解反应慢，需要消耗一定的碱量。 7．无机絮凝剂三氯化铁的特点有哪些？ 三氯化铁是另一种常用的无机低分子凝聚剂，产品有固体的黑褐色结晶体， 也有较高浓度的液体。其具有易溶于水，矾花大而重，沉淀性能好，对温度、 水质及 pH 的适应范围宽等优点。三氯化铁的适用 pH 值范围是 9～11，形成的 絮体密度大，容易沉淀，低温或高浊度时效果仍很好。固体三氯化铁具有强烈 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 有刺激性气味，操作条件较差。 三氯化铁的作用机理是利用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水中大量的羟基， 因此使用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，形成絮凝体快而稳定，沉淀时间短，适用于碱度高、 浊度大的情况，但色度不易除净，腐蚀性也较强。 8．无机高分子絮凝剂的种类有哪些？ 无机高分子絮凝剂（IPF）是从 60 年代起发展起来的新型絮凝剂，目前， IPF 的生产和应用在全世界都取得了迅速进展。铝、铁和硅类的无机高分子絮 凝剂实际上分别是它们由水解、溶胶到沉淀过程的中间产物，即 Al(Ⅲ)、 Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物。铝和铁是阳离子型荷正电，硅是阴离子 型荷负电，它们在水溶态的单元分子量约为数百到数千，可以相互结合成为具 有分形结构的集聚体。它们的凝聚—絮凝过程是对水中颗粒物的电中和与粘附 架桥两种作用的综合体现。水中悬浮颗粒的粒度在纳米到微米级，大多带负电 荷，因此絮凝剂及其形态的电荷正负、电性强弱和分子量、聚集体的粒度大小 是决定其絮凝效果的主要因素。目前无机高分子絮凝剂的种类已有几十种(主要 品种见表 8--1)，产量也达到絮凝剂总产量的 30%～60%，其中广泛使用的为聚 合氯化铝。 表 8--1 常用无机高分子絮凝剂的类别和品种 阳离子型 聚合氯化铝(PAC、PACL)，聚合硫酸铝(PAS)，聚合氯化铁(PFC)，聚合硫 酸铁(PFS)，聚合磷酸铝(PAP)，聚合磷酸铁(PEP) 阴离子型 活化硅酸(AS)，聚合硅酸(PS) 无机复合型 聚合氯化铝铁(PAFC)，聚合硫酸铝铁(PAFS)，聚合硅酸铝(PASiC，PASiS )，聚合硅酸铁(PFSiC，PFSiS)，聚合硅酸铝铁(PAFSi)，聚合磷酸铝铁(PAFP )，聚合磷酸氯化铝(PAPCL)，聚合氯化硫酸铝(PASCL)，聚合氯化硫酸铝铁(P AFSCL)，聚合复合型铝酸钙，聚合硅酸硫酸铝(PSiAS) 无机有机复 合型 聚合铝-聚丙烯酰胺(PACM)，聚合铁-聚丙烯酰胺(PFCM)，聚合铝-阳离子 有机高分子(PCAT)，聚合铁-阳离子有机高分子(PCFT)，聚合铝-甲壳素(PAPC h) 阳离子型 聚合氯化铝(PAC、PACL)，聚合硫酸铝(PAS)，聚合氯化铁(PFC)，聚合硫 酸铁(PFS)，聚合磷酸铝(PAP)，聚合磷酸铁(PEP) 阴离子型 活化硅酸(AS)，聚合硅酸(PS) 无机复合型 聚合氯化铝铁(PAFC)，聚合硫酸铝铁(PAFS)，聚合硅酸铝(PASiC，PASiS )，聚合硅酸铁(PFSiC，PFSiS)，聚合硅酸铝铁(PAFSi)，聚合磷酸铝铁(PAFP )，聚合磷酸氯化铝(PAPCL)，聚合氯化硫酸铝(PASCL)，聚合氯化硫酸铝铁(P AFSCL)，聚合复合型铝酸钙，聚合硅酸硫酸铝(PSiAS) 无机有机复 合型 聚合铝-聚丙烯酰胺(PACM)，聚合铁-聚丙烯酰胺(PFCM)，聚合铝-阳离子 有机高分子(PCAT)，聚合铁-阳离子有机高分子(PCFT)，聚合铝-甲壳素(PAPC 9． 9．无机高分子絮凝剂的特点有哪些？ h) Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物都会进一步结合为聚集体， 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，同时由羟基桥联转为氧基桥联的趋势也按此顺序。 因此，铝聚合物的反应较缓和，形态较稳定，铁的水解聚合物则反应迅速，容 易失去稳定而发生沉淀，硅聚合物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、氯化铁的效能更优异，而比 有机高分子絮凝剂（OPF）价格低廉。现在它成功地应用在给水、工业废水以及 城市污水的各种处理流程，包括预处理、中间处理和深度处理中，逐渐成为主 流絮凝剂。但是，在形态、聚合度及相应的凝聚—絮凝效果方面，无机高分子 絮凝剂仍处于传统金属盐絮凝剂与有机高分子絮凝剂之间的位置。其分子量和 粒度大小以及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多，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子絮凝剂的 研究和开发。 10．聚合氯化铝的特点有哪些？ 聚合氯化铝(PAC)，又称碱式氯化铝，化学式为 ALn(OH)mCL3n-m。PAC 是一 种多价电解质，能显著地降低水中粘土类杂质(多带负电荷)的胶体电荷。由于 相对分子质量大，吸附能力强，形成的絮凝体较大，絮凝沉淀性能优于其他絮 凝剂。PAC 聚合度较高，投加后快速搅拌，可以大大缩短絮凝体形成时间。PAC 受水温影响较小，低水温时使用效果也很好。它对水的 pH 值降低较少，适用的 pH 范围宽(可在 pH=5～9 范围内使用)，故可不投加碱剂。PAC 的投加量少，产 泥量也少，且使用、管理、操作都较方便，对设备、管道等腐蚀性也小。因此， PAC 在水处理领域有逐步替代硫酸铝的趋势，其缺点是价格较高。 另外，从溶液化学的角度看，PAC 是铝盐水解—聚合—沉淀反应过程的动 力学中间产物，热力学上是不稳定的，一般液体 PAC 产品均应在半年内使用。 添加某些无机盐（如 CaCl2、MnCl2 等）或高分子（如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等） 可提高 PAC 的稳定性，同时可增加凝聚能力。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），利用增聚作用可以 在一定程度上改变聚合物的结构和形态分布，进而提高 PAC 的稳定性和功效； 如果在 PAC 的制造过程中引入阳离子组分，如 Fe3+，使 Al3+和 Fe3+交错 水解聚合，可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效成分的衡量指标，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？ 由于聚合氯化铝可以看作是 AlCl3 逐步水解转化为 Al(OH)3 过程中的中间 产物，也就是 Cl-逐步被羟基 OH-取代的各种产物。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、 电荷量、混凝效果、成品的 pH 值、使用时的稀释率和储存的稳定性等都与碱化 度有密切关系。常用聚合氯化铝的碱化度多为 50%～80%。 12．复合絮凝剂的特点和使用的注意事项有哪些？ 复合絮凝剂有各种成分，其主要原料是铝盐、铁盐和硅酸盐。从制造工艺 方面讲，它们可以预先分别羟基化聚合再加以混合，也可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子形态，才能达到 优异的絮凝效果。复合剂中每种组分在总体结构和凝聚—絮凝过程中都会发挥 一定作用，但在不同的方面，可能有正效应，也可能有负效应。 IPF 产品通常要综合考虑稳定性、电中和能力和吸附架桥能力三种因素。 聚合铝、聚合铁类絮凝剂的弱点是分子量和粒度尚不够高而聚集体的粘附架桥 能力不够强，因而需要加入粒度较大的硅聚合物来增强絮凝性能。但加入阴离 子型的硅聚合物后，总体电荷会有所降低，从而减弱了电中和能力。 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 提高 10～30%。作为使用 IPF 的废水处理技术人员，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。在选用最合适的絮凝剂和投 加工艺操作程序时，只有根据废水水质特点，仔细分析和判断，才能获得最佳 的处理效果。 13．人工合成有机高分子絮凝剂的种类有哪些？ 人工合成有机高分子絮凝剂多为聚丙烯、聚乙烯物质，如聚丙烯酰胺、聚 乙烯亚胺等。这些絮凝剂都是水溶性的线型高分子物质，每个大分子由许多包 含带电基团的重复单元组成，因而也称为聚电解质。包含带正电基团的为阳离 子型聚电解质，包含带负电基团的为阴离子型聚电解质，既包含带正电基团又 包含带负电基团，称之为非离子型聚电解质。 目前使用较多的高分子絮凝剂是阴离子型，它们对水中负电胶体杂质只能 发挥助凝作用。往往不能单独使用，而是配合铝盐、铁盐使用。阳离子型絮凝 剂能同时发挥凝聚和絮凝作用而单独使用，故得到较快发展。 我国当前使用较多的是聚丙烯酰胺类非离子型高聚物，常与铁、铝盐合用。 利用铁、铝盐对胶体微粒的电性中和作用和高分子絮凝剂优异的絮凝功能，从 而得到满意的处理效果。聚丙烯酰胺在使用中具有投量少，凝聚速度快，絮凝 体粒大强韧的特点。我国目前生产的人工合成有机高分子絮凝剂中 80%是这种 产品。 14．聚丙烯酰胺类絮凝剂的特点有哪些？ 聚丙烯酰胺 PAM 是一种目前应用最广泛的人工合成有机高分子絮凝剂，有 时也被用作助凝剂。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，产品有粒状固体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线团，由于无规线团具有一定的粒 径尺寸，其表面又有一些酰胺基团，因此能够起到相应的架桥和吸附能力，即 具有一定的絮凝能力。但由于聚丙烯酰胺长链卷曲成线团，使其架桥范围较小， 两个酰胺基缔结后，相当于作用相互抵消而丧失两个吸附位，再加上部分酰胺 基卷藏在线团结构的内部，不能与水中的杂质颗粒相接触和吸附，所以其拥有 的吸附能力不能充分发挥。 为了使缔结在一起的酰胺基再次分开、内藏的酰胺基也能暴露在外表，人 们设法将无规线团适当延伸展开，甚至设法在长分子链上增加一些带有阳离子 或阴离子的基团，同时提高吸附架桥能力和电中和压缩双电层的作用。这样一 来，在 PAM 的基础上又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，使部分链节上的酰胺基转化为羧酸钠， 而羧酸钠在水中容易离解出钠离子，使 COO-基保留在支链上，因此生成部分水 解的阴离子型聚丙烯酰胺。阴离子型聚丙烯酰胺分子结构上的 COO-基使分子链 带有负电荷，彼此相斥将原来缔结在一起的酰胺基拉开，促使分子链由线团状 逐渐伸展成长链状，从而使架桥范围扩大、提高絮凝能力，作为助凝剂其优势 表现得更为出色。 阴离子型聚丙烯酰胺的使用效果与其“水解度”有关，“水解度”过小会 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 分子中酰胺基转化成羧基的 百分比，但由于羧基数测定很困难，实际应用中常用“水解比”即水解时氢氧 化钠用量与 PAM 用量的重量比来衡量。 水解比过大，加碱费用较高，水解比过小，又会使反应不足、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．影响絮凝剂使用的因素有哪些？ ⑴水的 pH 值 水的 pH 值对无机絮凝剂的使用效果影响很大，pH 值的大小关系到选用絮 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、水解产物的存在形态和性能。以通过 生成 Al(OH)3 带电胶体实现混凝作用的铝盐为例，当 pH 值﹤4 时，Al3+不能大 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大的 Al(OH)3 中性胶体，混凝效果 较好。pH 值﹥8 后，Al3+水解成 AlO2-，混凝效果又变得很差。 水的碱度对 pH 值有缓冲作用，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，高分子絮凝剂 受 pH 值的影响较小。 ⑵水温 水温影响絮凝剂的水解速度和矾花形成的速度及结构。混凝的水解多是吸 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，絮凝剂胶体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，阻碍混凝絮体的相互粘合；因此，尽管增加了絮凝剂的投加量，絮体的 形成还是很缓慢，而且结构松散、颗粒细小，难以去除。低温对高分子絮凝剂 的影响较小。但要注意的是，使用有机高分子絮凝剂时，水温不能过高，高温 容易使有机高分子絮凝剂老化甚至分解生成不溶性物质，从而降低混凝效果。 ⑶水中杂质成分 水中杂质颗粒大小参差不齐对混凝有利，细小而均匀会导致混凝效果很差。 杂质颗粒浓度过低往往对混凝不利，此时回流沉淀物或投加助凝剂可提高混凝 效果。水中杂质颗粒含有大量有机物时，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的药剂。水中的钙镁离子、硫化物、磷化物一般对混 凝有利，而某些阴离子、表面活性物质对混凝有不利影响。 ⑷絮凝剂种类 絮凝剂的选择主要取决于水中胶体和悬浮物的性质及浓度。如果水中污染 物主要呈胶体状态，则应首选无机絮凝剂使其脱稳凝聚，如果絮体细小，则需 要投加高分子絮凝剂或配合使用活化硅胶等助凝剂。很多情况下，将无机絮凝 剂与高分子絮凝剂联合使用，可明显提高混凝效果，扩大应用范围。对于高分 子而言，链状分子上所带电荷量越大，电荷密度越高，链越能充分伸展，吸附 架桥的作用范围也就越大，混凝效果会越好。 ⑸絮凝剂投加量 使用混凝法处理任何废水，都存在最佳絮凝剂和最佳投药量，通常都要通 过试验确定，投加量过大可能造成胶体的再稳定。一般普通铁盐、铝盐的投加 范围是 10～100mg/L，聚合盐为普通盐投加量的 1/2～1/3，有机高分子絮凝剂 的投加范围是 1～5mg/L。 ⑹絮凝剂投加顺序 当使用多种絮凝剂时，需要通过试验确定最佳投加顺序。一般来说，当无 机絮凝剂与有机絮凝剂并用时，应先投加无机絮凝剂，再投加有机絮凝剂。而 处理杂质颗粒尺寸在 50μm 以上时，常先投加有机絮凝剂吸附架桥，再投加无 机絮凝剂压缩双电层使胶体脱稳。 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体有足够的成长机会，又要防止已生 成的小絮体被打碎，因此搅拌强度要逐步减小，反应时间要足够长。 17．天然有机高分子絮凝剂的种类有哪些？ 天然有机高分子絮凝剂在水处理中应用具有悠久的历史，直到今天，天然 高分子化合物仍是一类重要的絮凝剂，只是使用量远低于人工合成高分子絮凝 剂，原因是天然高分子絮凝剂电荷密度较小，分子量较低，且易发生生物降解 而失去絮凝活性。 与人工合成的絮凝剂相比，天然有机高分子絮凝剂的毒性小，提取工艺简 单，无论是化学成分还是生产工艺，都能很好地与自然和谐一致，因此研究、 利用这些自然资源用作水处理药剂成为当前的热点，这与全球重视合理利用资 源，保护和改善环境的形势密不可分半岛网址。 目前天然高分子絮凝剂的种类很多，按照其主要天然成分(包括改性所用的 基质成分)，可以分为：壳聚糖类絮凝剂、改性淀粉絮凝剂、改性纤维素絮凝剂、 木质素类絮凝剂、树胶类絮凝剂、褐藻胶絮凝剂、动物胶和明胶絮凝剂等。这 些天然高分子多数具有多糖结构，其中淀粉主链中仅含有一种单糖结构，属于 同多糖；壳聚糖、树胶、褐藻胶等含有多种单糖结构，属于杂多糖；木质素是 一种特殊的芳香型天然高聚物；动物胶和明胶属于蛋白质类物质。 18．使用高分子有机絮凝剂时，应注意哪些事项？ 有机高分子絮凝剂属于线团结构的长链大分子，在水中必然经历一个溶涨 过程，固体产品或高浓度液体产品在使用之前必须配制成水溶液再投加到待处 理水中。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。水溶液的浓度一般为 0.1%左右，再高，溶液的粘度增大，投 加困难，再低，需要的溶液池体积又会过大。溶药使用的水中应尽量避免含有 大量的悬浮物，以避免有机高分子絮凝剂与这些悬浮物进行絮凝反应形成矾花， 影响投加后的使用效果。 对固体有机高分子絮凝剂进行溶解时，固体颗粒的投加点一定要在水流紊 动最强烈的地方，同时一定要以最小投加量向溶药池中缓慢投入，使固体颗粒 分散进入水中，以防固体投加量太快在水中分散不及而相互粘结形成团块，团 块的结构是内部有固体颗粒、外部包围部分水解物，这样的团块一旦形成，往 往要花费很长时间才能再均匀地溶入水中，在连续溶药池中甚至可以存在长达 数天。 固体颗粒的投加点一定要远离机械搅拌器的搅拌轴，因为搅拌轴通常是溶 药池中水流紊动性最差的地方，溶解不充分的有机高分子絮凝剂经常会附着在 轴上，日益积累，有时可以形成相当大的粘团，如果不及时认真地予以清理， 粘团会越变越大，影响范围也就越来越大。 作为助凝剂时，一般要先在处理水中投加无机絮凝剂进行压缩双电层脱稳 后，再投加有机高分子絮凝剂实现架桥作用。在无机絮凝剂投加充足的条件下， 有机高分子絮凝剂的助凝效果不会因投加量的差异而有较大差别。因此，作为 助凝剂时，有机高分子絮凝剂的投加量一般为 0.1mg/L。 固体有机高分子絮凝剂容易吸水潮解成块，必须使用防水包装，保存地点 也必须干燥，避免露天存放。 19．微生物絮凝剂的种类有哪些？ 微生物絮凝剂与传统无机或有机絮凝剂有显著不同，它们或是直接利用微 生物细胞，或是利用微生物细胞壁提取物、代谢产物等。前者是微生物絮凝剂 研究的主要方面，至今发现的具有絮凝性能微生物有 17 种以上，包括霉菌、细 菌、放线菌和酵母，后者与有机絮凝剂为同类物质。微生物絮凝剂具有传统无 机或有机絮凝剂所不能比拟的许多优点，如不产生二次污染、生产成本低等。 微生物絮凝剂的絮凝性能受诸多因素影响，内在因素包括絮凝基因的遗传 和表达，外在因素则有微生物培养基的组成、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，国外已有性能良好的微生物絮凝剂商品，如日 本生产的 NOC--1。微生物絮凝剂从研究到生产的关键问题是发展成熟的微生物 育种技术，同时努力降低生产成本。我国的微生物絮凝剂研制正朝着这一方向 迈进，但是离工业化生产还有一定距离。 20．如何确定使用絮凝剂的种类和投加剂量？ 絮凝剂的选择和用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。选用的原则是价 格便宜、易得，净水效果好，使用方便，生成的絮凝体密实、沉淀快、容易与 水分离等。 混凝的目的在于生成较大的絮凝体，由于影响因素较多，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散并与水样中的胶 粒相接触，胶粒开始凝聚并产生微絮体；通过慢速搅拌，微絮体进一步互相接 触长成较大的颗粒；停止搅拌后，形成的胶粒聚集体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，如絮凝体沉降性、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量。 试验用六联搅拌机，它有六个可垂直移动的转轴，其底部位置处带有搅拌 叶片，叶片尺寸 6cm×2cm。转轴的旋转速度和旋转时间可以预先设定，能自动 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 个小玻璃烧杯内，依次加入不 同数量的药液，转动水平轴，则小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，用移液管自水 面下约 10cm 处，吸取水样 25ml，用浊度计测量上清液的浊度。以投药量为横 坐标，上清液的剩余浊度为纵坐标，绘制成曲线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方面因素，选择确定处理这种废水的絮凝剂。 烧杯搅拌试验方法可分单因素试验和多因素试验两种。试验时要做到所用 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？其作用是什么？ 在废水的混凝处理中，有时使用单一的絮凝剂不能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，这种辅助药剂称为助凝剂。常用 助凝剂有氯、石灰、活化硅酸、骨胶和海藻酸钠、活性炭和各种粘土等。 有的助凝剂本身不起混凝作用，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。有的助凝剂则参与絮体的生成，改善絮凝体的结 构，可以使无机絮凝剂产生的细小松散的絮凝体变成粗大而紧密的矾花。 22．常用助凝剂的种类有哪些？ 助凝剂种类较多，但按它们在混凝过程中所起作用来说大致可分为如下两 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，可以投加 CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3 等碱性物质 (常用的为石灰)；而 PH 值较高时，则常用硫酸或 CO2 来降低原水的 pH 值。 对溶解性有机物含量较大的废水，可用 Cl2 等氧化剂来破坏有机物，提高 对溶解性有机物的去除效果。另外亚铁盐作絮凝剂时，可用氯气将亚铁(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，只起辅助混凝的作 用。 ⑵加大矾花粒度、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，既有利于沉淀，又不 易破碎。为获得此种结果，结合水质的特点，有时必须在水中加入某种物质或 药剂。如含有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沉淀污泥可起到加重、加大矾花的作用；当采用 铝盐、铁盐作絮凝剂只能产生细小而松散的絮凝体时，可投加聚丙烯酰胺、活 化硅酸及骨胶等高分子助凝剂，利用它们的强烈吸附架桥作用，使细小而松散 的絮凝体变得粗大而密实。 23．絮凝剂、助凝剂在强化废水处理中的应用有哪些？ 废水处理中投加絮凝剂可加速废水中固体颗粒物的聚集和沉降，同时也能 去除部分溶解性有机物。这种方法具有投资少，操作简单，灵活等优点，特别 适合于处理水量小，悬浮杂质含量较大的废水。采用无机絮凝剂时，因为投药 量大，产生的污泥量也大，所以实际应用中主要采用人工合成有机高分子絮凝 剂 OPF，或采用无机絮凝剂与 OPF 相结合的方式。 据有关报道，在初级沉淀池，常使用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中，将有机高分子聚电解质与无机絮凝剂的混合使 用，要比它们各自单独使用效果更好。由于进场废水中悬浮粒子的浓度、粒径 分布及种类等随时会发生变化，就使得絮凝剂的最佳剂量有时难以控制。这时 若过量投加无机絮凝剂，用卷扫机理来沉淀去除悬浮杂质，方法虽然可行，但 其缺点也是很突出的，一是作用时间比较长(15～30min)，再是形成的絮体易破 碎。如果在投加无机絮凝剂的同时，再加入一定量的有机高分子聚电解质，可 使絮凝时间减少到 2～5min，而且形成的絮体也比较结实。 在用沉淀法去除水中带色有机胶体杂质时，可使用双电解质系统。先用带 有高正电荷的阳离子型聚电解质使这些有机胶体脱稳，然后再用大分子量非离 子型或阴离子型聚电解质使已脱稳的有机胶体絮凝成易沉淀的絮体。 二次沉淀池中常使用阳离子型聚电解质作絮凝剂，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电解质有一部分在进入二次沉淀池后 继续发挥作用，而且二次沉淀池中所添加的聚电解质在污泥回流中能反复得到 利用。 另外，混凝处理还可以去除废水中的磷酸盐和重金属离子。长期以来，人 们一直采用投加金属盐类无机絮凝剂的方法来去除废水中的部分磷酸盐。但实 验证明，在保证磷酸根的去除率没有降低的前提下，用阳离子聚合物代替无机 絮凝剂可以取得同样的除磷效果，这说明聚合物参与了对阴离子磷酸根的吸附。 例如某废水处理场在混凝处理工艺中，用 12mg/L 硫酸铁和 3mg/L 高电荷密度的 阳离子聚合物，以及 0.2mg/L 高分子量的阴离子聚合物复合，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，采用混凝处理后，可以使活性污泥阶段产生的污泥中无机物成分减少， 提高活性污泥的生物降解功能。 废水处理中使用的过滤、浮选等处理工艺中，通过使用无机絮凝剂和聚电 解质助凝剂，可以提高出水水质。结合废水水质特点，絮凝剂可以单独使用， 也可以多种絮凝剂复合使用或一主一辅复配使用（辅者作为助凝剂）。絮凝剂 的选择可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．常用污泥调理剂的种类有哪些？ 调理剂又称脱水剂，可分为无机调理剂和有机调理剂两大类。无机调理剂 一般适用于污泥的真空过滤和板框过滤，而有机调理剂则适用于污泥的离心脱 水和带式压滤脱水。 ⑴无机调理剂 最有效、最便宜也是最常用的无机调理剂主要有铁盐和铝盐两大类。铁盐 调理剂主要包括氯化铁（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 调理剂主要有硫酸铝（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。 投加无机调理剂后，可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可以进一步提高调理效果。投加无机调理剂的缺点一是用 量较大，一般来说，投加量要达到污泥干固体重量的 5%～20%，从而导致滤饼 体积增大；二是无机调理剂本身具有腐蚀性（尤其是铁盐），投加系统要具有 防腐性能。应当注意的是，采用氯化铁作为调理剂时，会增加对脱水污泥处理 设备金属构件的腐蚀性，因此所配备的脱水污泥处理设备的防腐等级应适当提 高。 ⑵有机调理剂 有机合成高分子调理剂种类很多，按聚合度可分为低聚合度（分子量约为 1 千～几万）和高聚合度（分子量约为几十万～几百万）两种；按离子型分为 阳离子型、阴离子型、非离子型、阴阳离子型等。与无机调理剂相比，有机调 理剂投加量较少，一般为污泥干固体重量的 0.1%～0.5%，而且没有腐蚀性。 用于污泥调理的有机调理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中和污泥颗粒表面的负电荷并在颗粒间产生 架桥作用而显示出较强的凝聚力，调理效果显著，但费用较高。为降低成本， 可以使用较便宜的阴离子型聚丙烯酰胺-石灰联用法半岛网址，利用带有正电荷的 Ca(OH)2 絮体物将带负电的絮凝剂和污泥颗粒吸附在一起，形成一种复合的凝聚体系。 25．选择使用污泥调理剂应考虑的因素有哪些？ ⑴调理剂的品种特点 就常用的铝盐和铁盐无机调理剂而言，使用铝盐时的药剂投加量较大，所 形成的絮体密度较小，调理效果较差，在脱水过程中会堵塞滤布。因此，在选 用无机调理剂时，尽可能采用铁盐；当使用铁盐会带来许多问题时，再考虑采 用铝盐。无机调理剂与有机调理剂相比，药剂投加量较大，形成的絮体颗粒细 小，但絮体强度较高。因此在利用真空过滤机和板框压滤机使污泥脱水时，可 以考虑采用无机调理剂。与无机调理剂相比，有机调理剂药剂投加量较小，形 成的絮体粗大，但絮体强度较低，比无机调理剂形成的絮体更容易破碎。而且 一旦絮体被破坏，不论采用无机调理剂还是有机调理剂，都不易恢复到原来的 状态。因此在利用离心脱水机和带式压滤机使污泥脱水时，可以考虑采用有机 调理剂。在采用无机调理剂或有机调理剂中的一种难以达到理想的调理效果时， 可以考虑将无机和有机调理剂复配使用，有时能取得更好的调理效果。比如石 灰和三氯化铁联合使用，不但能起到调节 pH 值的作用，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增加污泥的孔隙率，促进泥水分离。 ⑵污泥性质 不同性质的污泥，选用调理剂的种类和投加量也有很大差异。对有机物含 量高的污泥，较为有效的调理剂是阳离子型有机高分子调理剂，而且有机物含 量越高，越适宜选用聚合度越高的阳离子型有机高分子调理剂。而对以无机物 为主的污泥，则可以考虑采用阴离子型有机高分子调理剂。污泥性质的不同直 接影响调理效果：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则介于两者之间。为达到一定的调理效果，所需调理剂的 数量存在显著差异。一般来说，越难脱水的污泥其调理用药剂量越大，污泥颗 粒细小，会导致调理剂消耗量的增加，污泥中的有机物含量和碱度高，也会导 致调理剂用量的加大。另外，污泥含固率也影响调理剂的投加量，一般污泥含 固率越高，调理剂的投加量越大。 ⑶温度 污泥的温度直接影响着无机盐类调理剂的水解作用，温度低时，水解作用 会变慢。如果温度低于 10oC，调理效果会明显变差，可通过适当延长调理时间 的方法改善调理效果。使用有机高分子调理剂时，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子调理剂溶液本 身的粘度变大而不利于稀释均匀和调理混合均匀，进而影响污泥调理效果和脱 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，可以采取对有机高分子调理剂稀释罐加热或适当延长混 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剂的水解产物形态，同一种调理剂对不同 pH 值的污泥的调理效果也大不相同。铝盐的水解反应受 pH 值的影响很大，其 凝聚反应的最佳 pH 值范围为 5～7。当 pH 值大于 8 或小于 4 时，难以形成絮体， 也就是说失去了调理的作用。而高铁盐调理剂受 pH 值的影响较小，无论污泥呈 酸性还是呈碱性，都能形成水解产物 Fe(OH)3 絮体，最佳 pH 值范围为 6～11。 亚铁盐在 pH 值为 8～10 的污泥中，其溶解度较高的水解产物能被氧化成溶解度 较低的 Fe(OH)3 絮体。因此选用无机盐类调理剂时，首先要考虑脱水污泥的具 体 pH 值，如果 pH 值偏离其凝聚反应的最佳范围，最好更换使用另一种调理剂。 否则就要考虑在对污泥进行调理之前，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 值对聚合电解质的调理效果也有影响，污泥的 pH 值影响着调理剂分子 的电离、荷电状况以及分子形状。阳离子型聚合电解质在低 pH 值的酸性污泥中 的电离度较大，分子形状趋向舒展；而在高 pH 值的碱性污泥中电离度较小，分 子形状趋向卷曲。与阳离子型聚合电解质性质相反，阴离子型聚合电解质在低 pH 值的酸性污泥中的电离度较小，分子形状趋向卷曲；而在高 pH 值的碱性污 泥中电离度较大，分子形状趋向舒展。阴阳离子型聚合电解质的情况稍有不同， 在等电点时，整个分子呈中性，正负两种电荷相互吸引，故分子紧密卷曲成团。 在等电点两侧，分子上都会有一种电荷过剩，因互相排斥作用而使分子趋向舒 展。 ⑸配制浓度 调理剂的配制浓度不仅影响调理效果，而且影响药剂消耗量和泥饼产率， 其中有机高分子调理剂影响更为显著。一般来说，有机高分子调理剂配制浓度 越低，药剂消耗量越少，调理效果越好。这是因为有机高分子调理剂配制浓度 越低，越容易混合均匀，分子链伸展得越好，架桥凝聚作用发挥得越好，调理 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。而无机高分子调 理剂的调理效果几乎不受配制浓度的影响。经验和有关研究表明，有机高分子 调理剂配制浓度在 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%最为适宜。 ⑹投加顺序 当采用不止一种调理剂时，调理剂投加的顺序也会影响调理效果。当采用 铁盐和石灰作调理剂时，一般先投加铁盐，再投加石灰，这样形成的絮体与水 较易分离，而且调理剂总的消耗量也较少。当采用无机调理剂和有机高分子调 理剂联合调理污泥时，先投加无机调理剂，再投加有机高分子调理剂，一般可 以取得较好的调理效果。 ⑺混合反应条件 要想达到最好的调理效果，污泥与调理剂实现完全充分的混合是非常必要 的。但值得注意的是，污泥与调理剂混合反应形成絮体后，决不能再被破坏， 因为絮体一旦受到破坏就很难恢复到原来的状态。经验表明，针对某种污泥， 使用某种调理剂，只有混合反应的强度和时间在一定范围内，才能取得较好的 调理效果，而且调理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。一方面不能随 意延长或缩短混合反应的时间，另一方面要尽可能快地使调理后的污泥进入脱 水机。 26．调理剂的投加量如何确定？ 污泥调理的药剂消耗量没有固定的标准，根据污泥的品种、消化程度、固 体浓度等具体性质的不同，投加量会出现一定的差异。因此，大多是在实验室 或在现场直接试验确定调理剂的种类及具体投加量。 一般来说，按污泥干固体重量的百分比计，三氯化铁的投加量为 5%～10%，硫酸亚铁约为 10%～15%，消石灰的投加量为 20%～40%，聚合氯化铝 和聚合硫酸铁约为 1%～3%，阳离子型聚丙烯酰胺为 0.1%～0.3%。据有关资料介 绍，由于常用的聚丙烯酰胺系列有机合成高分子调理剂的价格较为昂贵（有的 品种是普通无机调理剂的十几甚至二十倍以上），虽然其投加量较少，但折合 调理每吨污泥的费用，使用有机合成高分子调理剂的成本仍然较高。普遍的做 法是优选无机调理剂，当无机调理剂作用较差、难以达到理想的调理效果时， 再考虑使用有机合成高分子调理剂或将无机和有机调理剂复配使用。 27．使用调理剂的注意事项有哪些？ 为了更好地使用调理剂，应注意以下事项：①充分了解和掌握被处理污泥 的性质（浓度、成分等），②试验确定适合于污泥性质和脱水机性质的调理剂 种类，③试验确定调理剂的注入点、反应条件、投加量等，④根据调理剂的性 质确定调理剂的溶解、储存等使用方法。 一般来说，无机调理剂适用于真空过滤脱水和板框压滤脱水，而有机调理 剂则较适用于离心脱水和带式压滤脱水。在使用离心脱水机和带式压力脱水机 时，为了形成不易破碎的粗大絮凝物，一般使用分子量在 10 万、甚至 100 万以 上的阳离子系列高分子调理剂。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离，使用分子量越大的高分子调理剂， 越容易形成坚固的絮凝物，越有利于脱水；而对带式压滤脱水机来讲，分子量 过高时，调理剂的部分粘性会残留在絮凝物上，从而导致滤饼在滤布上的剥离 性较差。就阳离子调理剂而言，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，使用高分子量的调理剂效果较好，而污泥浓度 低时，使用分子量较低的调理剂效果较好。 废水生物处理产生的剩余污泥和回流污泥的性质相同，其主要成分是微生 物的絮凝物，一般带有负电荷，因此为使剩余污泥凝聚，最好使用阳离子的调 理剂。当前使用较多的阳离子调理剂是聚丙酰胺的共聚物或氨基甲基化变性物， 通过调整阳离子变性条件，可得到不同阳离子度的调理剂。根据阳离子度的不 同（可用胶体滴定法测定），阳离子调理剂可分为高、中、低阳离子度调理剂。 28．脱水剂、调理剂与絮凝剂、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，也就是污泥的调理剂，因此脱 水剂和调理剂的意义是一样的。脱水剂或调理剂的投加量一般都以污泥干固体 重量的百分比计。 絮凝剂应用于去除污水中悬浮物，是水处理领域的重要药剂。絮凝剂的投 加量一般以待处理水的单位体积内投加的数量来表示。 脱水剂（调理剂）与絮凝剂、助凝剂的投加量都可以称为加药量。同一种 药剂既可以在处理污水时应用为絮凝剂，又可以在剩余污泥处理过程中应用为 调理剂或脱水剂。 助凝剂用在水处理领域作为絮凝剂的助剂时被称为助凝剂，同一种助凝剂 在剩余污泥处理时一般不称助凝剂，而是统称为调理剂或脱水剂。 使用絮凝剂时，由于水中的悬浮物数量毕竟有限，为了实现絮凝剂与悬浮 颗粒的充分接触，需要配备混合、反应设施，并且都要具有足够的时间，比如 混合需要几十秒到数分钟、反应则需要 15～30min。而污泥脱水时从投加调理 剂到污泥进入脱水机往往只有几十秒的时间，即只有相当于絮凝剂的混合过程、 没有反应的时间，而且经验也表明，调理效果会随着逗留时间的延长而降低。 29．消泡剂的种类有哪些？ 消泡剂的效果与发泡液的种类有关，即有的消泡剂对某些发泡液效果显著， 而对发泡液效果不明显，甚至没有作用。常用的消泡剂按成分不同可分为 硅（树脂）类、表面活性剂类、链烷烃类和矿物油类。 硅（树脂）类：硅树脂消泡剂又称乳剂型消泡剂，使用方法是将硅树脂 用乳化剂（表面活性剂）乳化分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。 表面活性剂类：此类消泡剂其实是乳化剂，即利用表面活性剂的分散作 用，使形成泡沫的物质在水中保持稳定的乳化状态分散，从而避免生成泡沫。 链烷烃类：链烷烃类消泡剂是用乳化剂把链烷烃蜡或其衍生物乳化分散 后制成的消泡剂，其用途与表面活性剂类的乳化型消泡剂类似。 矿物油类：以矿物油为主要消泡成分。为了改善效果，有时混合金属皂、 硅油、二氧化硅等物质一起使用。此外，为使矿物油容易扩散到发泡液表面， 或者使金属皂等均匀分散在矿物油中，有时还可投加各种表面活性剂。 30．常用 pH 调整剂有哪些？ 将含酸废水 pH 值调高时，以碱或碱性氧化物为中和剂，而将碱性废水 pH 值调低时则以酸或酸性氧化物做中和剂半岛网址。调整酸性废水 pH 值时经常采用的中和 剂有石灰、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 采用硫酸、盐酸。 在对含酸废水进行中和时，还可以就近使用一些碱性工业废渣，比如化学 软水站排出的碳酸钙废渣、有机化工厂或乙炔发生站排放的电石废渣（主要成 分为氢氧化钙）、钢厂或电石厂筛下的废石灰、热电厂的炉灰渣和硼酸厂的硼 泥等。在对碱性废水进行处理时，也可以使用烟道气利用其中的 CO2、SO2 等酸 性气体对废水中的碱进行中和。 当废水的 pH 值过大或过小时，为减少 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，可以使用 40%NaOH 和 98%H2SO4 分别作为 含酸废水和含碱废水的 pH 值调整剂。同时可以避免使用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后，水质改善，细菌含量也大幅度减少，但其绝对 值仍很可观，并有存在病原菌的可能。因此，废水排入水体前应进行消毒处理。 目前，用氯化法消毒能产生有害物质，影响健康已广为人知，这是因 为氯与水中有机物作用，同时有氧化和取代作用，氧化作用可以促使去除有机 物，而取代作用则是氯与有机物结合，形成了有致突变或致癌活性的卤化物。 美国规定三卤甲烷(THMS)的最大浓度为 100μg/L，德国、加拿大、日本也分别 规定为 25μg/L、350μg/L、100μg/L，我国 1985 年版《生活饮用水卫生标准》 中也规定了氯仿的上限为 60μg/L。有鉴于此，废水消毒一是要控制恰当的投 剂量，二是采用其他消毒剂代替，如二氧化氯、臭氧、紫外线辐射等，以减少 有害物质的生成。 各种消毒剂的优缺点和适用条件见表 8--2。参考此表，可以初步确定应该 使用的消毒剂。 表 8--2 各种消毒剂的优缺点和适用条件 消毒剂 优点 缺点 适用条件 液氯 效果可靠、投配设备简单 、投量准确，价格便宜 氯化形成的余氯及某些 含氯化合物低浓度时，对水 生物有毒害，当废水含工业 废水比例大时，氯化可能生 成致癌化合物 适用于大、 中规模的废水处 理厂 漂白粉 投加设备简单，价格便宜 除具有上述液氯的缺点 外，尚有投量不准确，溶解 调制不便，劳动强度大 适用于消毒 要求不高或间断 投加的小型废水 处理厂 氯片 设备简单，管理方便，只 需定时清理消毒器内残渣及补 充氯片。基建费用低 要有特制氯片及专用消 毒器，消毒水量小 适用于医院 、生物制品所等 小型废水处理站 次氯酸 钠 用海水或一定浓度的盐水 ，由处理厂就地电解自制产生 消毒剂，也可购买商品次氯酸 需要有专用次氯酸钠电 解设备和投配设备 适用于边远 地区，购液氯等 消毒剂困难的小 32．消毒剂的种类有哪些？各自的特点是 32．消毒剂的种类有哪些？各自的特点是怎样的？ 二氧化 氯 只起氧化作用、不起氯化 作用，杀菌效果好，不受 pH 影 响，可同时除臭、脱色 制取设备复杂、管理要 求高，不能久存，一般需要 现场制备 适用于中、 小型废水处理厂 臭氧 消毒效率高，并能有效地 降解废水中残留的有机物、色 、味等，废水 PH、温度对消毒 效果影响很小，不产生难处理 的或生物积累性残余物 投资大、成本高，设备 管理复杂，没有持续消毒作 用 适用于出水 水质较好，排入 水体卫生条件要 求高的废水处理 厂 紫外线 紫外线照射灯具货源不 足，技术数据较少 利用紫外线照射废水的物 理化学方法，消毒效率高，不 改变水的成分 适用于小型 废水处理厂 物理截留的方法将细菌及 悬浮物等从水中去除掉，消毒 效率高 超滤 投资大、运行成本高， 设备管理复杂；而且没有将 细菌杀死 适用于小型 废水处理厂 钠 型废水处理厂 常用的消毒剂有次氯酸类、二氧化氯、臭氧、紫外线辐射等。次氯酸类消 毒剂有液氯、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。次氯酸类消毒剂的弱点是容易和水中的有机物生成氯代烃，而氯代烃 已被确认为是对健康极为不利的，同时处理过的水会有一些令人不快的气 味。次氯酸类消毒剂粉尘和放出的氯气对人的呼吸道、眼睛及皮肤都有强烈的 刺激作用，如果不慎溅入眼睛或触及皮肤，要立即用大量清水冲洗。存放环境 要阴凉、通风和干燥，远离热源和火种，不能与有机物、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， 因而可以破坏有机物的结构，在杀菌的同时还可以提高废水的可生化性 （BOD5/CODCr 值），去除水中的部分 CODCr。二氧化氯消毒与臭氧或紫外线消 毒相比，前者一次性投资低，运行费用高（大约 0.1 元/m3）；后者一次性投资 高，运行费用低（大约 0.02 元/m3）。 臭氧消毒和紫外线消毒可以在很短的时间内达到消毒的效果，经过臭氧消 毒和紫外线消毒的二沉池出水或回用水细菌总数和总大肠菌群等微生物指标可 以达到要求，但他们的缺点是瞬时反应，无法保持效果，抵抗管道内微生物的 滋生和繁殖，因此在回用水系统使用这两种方法消毒时，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，以保持管网末梢有足够 的余氯量。 33．氯的物化性质是怎样的？ 氯在常压下是黄绿色气体，在 0oC 和一个大气压时的密度为 3.2mg/mL，即 约为空气的 2.5 倍重，具有强烈的刺激性。一般采用电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 后的液氯成为黄绿色透明液体，1kg 液氯气化后体积可以变为 300L。氯性质很 活泼，能溶于水，溶解度随水温的升高而降低。氯是具有强烈刺激性的窒息气 体，对人的呼吸系统、眼部及皮肤都能产生伤害，空气中最高允许浓度为 1mL/m3。虽不自燃，但可以助燃，在日光下与其他易燃气体混合时会发生燃烧 和爆炸，可以和大多数物质起反应。 氯是一种强氧化剂，具有杀菌能力强、价格低廉、来源方便的优点，是水 处理行业应用历史最为悠久的消毒剂。氯消毒的机理是依靠水解生成的次氯酸 HOCl 向微生物的细胞壁内扩散，与细胞的蛋白质反应生成化学稳定性极好的 N- Cl 键。另外，氯能氧化微生物的某些活性物质，抑制并杀死微生物。 34．如何防止氯中毒？ 虽然空气中最高允许浓度为 1mL/m3，但长期在低于此值的环境中工作，也 会导致慢性中毒，表现为患慢性支气管炎、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 表现为喉干胸闷、脉搏加快等症状，重度急性中毒表现为支气管痉挛和水肿， 甚至出现昏迷或休克。为防止出现氯中毒的措施可总结如下： 经常接触氯气的工作人员对氯味的敏感程度会有所降低，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 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。 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，并与其他工作间严格分开、没有任何直接连 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。 加氯间门外要备用检修工具、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，保证碱液随时有效。当发现氯瓶有严重 泄漏时，戴好防毒面具，然后将氯瓶迅速移入碱液池中。 当发现现场有人急性氯中毒后，要设法迅速将中毒者转移到具有新鲜空 气的地方，对呼吸困难者，应当让其吸氧，严禁进行人工呼吸，可以用 2%的碳 酸氢钠溶液为其洗眼、鼻、口等部位，还可以让其吸入雾化的 5%碳酸氢钠溶液。 35．使用液氯瓶时的注意事项有哪些？ 液氯是目前国内外应用最广的消毒剂，除消毒外还有氧化作用。液氯通常 在钢瓶中贮存和运输，使用时，液氯转变成氯气加入水中。 氯瓶内压力一般为 0.6～0.8MPa，所以不能在太阳下曝晒或靠近炉火或 其他高温热源，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 钢等金属没有腐蚀性，但遇水或受潮时，化学活性增强，能腐蚀大多数金属。 因此贮氯钢瓶必须保持 0.05～0.1MPa 的余压，不能全部用空，以免进水。 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。但切不可用明火、蒸汽直接加热氯瓶，也不宜使氯瓶温 度升高太多或太快，一般可使用 15～25oC 的温水连续淋洒氯瓶的方法对氯瓶加 温。 要经常用 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，切不可用水冲洗，可以用钢丝疏通，再用打气筒或 压缩空气将杂物吹掉。 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 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，不能用榔头敲击， 也不能长板手硬扳，以防将阀杆拧断。 使用次氯酸钠消毒时的注意事项有哪些？ 固态次氯酸钠 NaClO 为白色粉末，具有刺激性气味，在空气中极不稳定， 受热后迅速分解。商品固态次氯酸钠的有效氯一般为 10%～12%，常用制备方法 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。商品固态 次氯酸钠使用方便，但消毒效果比氯差，费用也高于氯消毒。 由于次氯酸钠容易因阳光、温度的作用而分解，一般用次氯酸钠发生器就 地制备后立即投加。利用钛阳极电解食盐水(沿海地区可用海水作为盐溶液)， 得到的次氯酸钠溶液是淡透明液体，含有效氯 6g/L～11g/L。一般每生产 1kg 有效氯，食盐消耗量约 3～4.5kg，耗电量 5～10kWh，通常其消耗比使用漂 白粉消毒还要低。 次氯酸钠固体或溶液都不宜久存，而且必须在避光低温环境下存放。电解 生产次氯酸钠溶液最好是使用多少，随时生产多少。气温低于 30oC 时，每天损 失有效氯 0.1～0.15mg/L，如果气温超过 30oC，每天损失有效氯可达 0.3～0.7mg/L。因此，如果为了具有一定储备量以备用，一般夏天储存时间不 超过一天，冬天不超过 7d。 36．使用漂白粉消毒时的注意事项有哪些？ 漂白粉 CaCl2?Ca(OCl)2?2H2O 为白色粉末，有氯的气味，含有效氯 20%～25%。 漂白粉易吸潮，性质极不稳定，日光照射、受热均能使其变质而降低有效氯成 分。与有机物、易燃液体混合能发热自燃，受高热会发生爆炸。氯片是用漂粉 精 3Ca(OCl)2?2Ca(OH)2?2H2O 加工成的片剂，含有效氯 60%～70%。氯片和漂粉 精稳定性比漂白粉高，可以在常温下储存 200d 以上不分解。两者的消毒作用与 氯相同，以有效氯计的加氯量、接触时间等参数可以参照液氯。 使用漂白粉作消毒剂，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。混合池通常有隔板式与鼓风式两种。用氯片消毒时，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。 37．二氧化氯的物化性质是怎样的？ 二氧化氯（ClO2）是一种黄绿色气体，性质极不稳定，与氯一样的刺激性 气味，毒性比氯要大，相对密度为 2.4。二氧化氯在常温下即能压缩成液体， 并很容易挥发。二氧化氯很容易爆炸，温度升高、暴露在光线下或与某些有机 物接触摩擦，都可能发生爆炸，而且液体二氧化氯比气体二氧化氯更易爆炸。 在空气中的体积浓度超过 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 不和水起化学反应，在 水中极易挥发，在光线照射下容易发生光化学分解。贮存在敞开容器中的 ClO2 水溶液，ClO2 含量会下降很快。因此，二氧化氯不宜贮存，最好现场制取和使 用。 市场上销售的商品稳定二氧化氯溶液，多为无色或略带黄绿色透明液体， 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，采用二氧化氯消毒时，最好在现场边生产边使 用。二氧化氯杀菌后生成无毒物质，对环境水体没有污染。 38．使用二氧化氯时的注意事项有哪些？ 在水处理中，二氧化氯的投加量一般为 0.1～1.5mg/L，具体投加量随原 水性质和投加用途而定。当仅作为消毒剂时，投加范围是 0.1～1.3mg/L；当兼 用作除嗅剂时，投加范围是 0.6～1.3mg/L；当兼用作氧化剂去除铁、锰和有机 物时，投加范围是 1～1.5mg/L。 二氧化氯是一种强氧化剂，其输送和存储都要使用防腐蚀、抗氧化的惰 性材料，要避免与还原剂接触，以免引起爆炸。 采用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体 的措施。 在工作区和成品储藏室内，要有通风装置和监测及警报装置，门外配备 防护用品。 稳定二氧化氯溶液本身没有毒性，活化后才能释放出二氧化氯，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。 二氧化氯溶液要采用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。 39．二氧化氯的制备方法有哪些？ 二氧化氯的制备方法有很多种，在水处理行业中，一般用氯、盐酸或稀硫 酸与亚氯酸钠或氯酸钠反应的办法生产，还有使用次氯酸钠酸化后与亚氯酸钠 合成二氧化氯的。反应式分别如下： 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，在反应室中充分混合和反应，生成 二氧化氯。理论上，每 10g 亚氯酸钠加 3.9g 氯，可生成 7.5g 二氧化氯。为了 防止未起反应的亚氯酸钠被带入水中，通常要加入比理论值多的过量氯。 其他方法与上述方法的操作基本类似，为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 溶液可按照合适的投加量直接加到水中进行消毒。 国内市场上有许多使用电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是二氧化氯和氯的复合物，不可能彻底解决氯类消毒 剂会产生氯代烃的问题，而且已经有使用复合二氧化氯时发生爆炸的事例。 40．臭氧的物化性质是怎样的？ 人类发现臭氧已经有一百年的历史。在距离地球表面 15～25 公里的高空， 因受太阳紫外线照射的缘故，形成了包围在地球外围空间的臭氧层，这厚厚的 臭氧层正是人类赖以生存的保护伞。 臭氧分子式为 O3，是氧的同素异构体，又名三原子氧，因其类似鱼腥味的 臭味而得名，雷电后的腥臭味即是电击产生臭氧而使空气具有的气味。在常温 常压下，较低浓度的臭氧是无色气体，当浓度达到 15%时，呈现出淡蓝色。臭 氧的沸点是-112oC，密度是 2.144g/m3，是氧的 1.65 倍。可燃物在臭氧中燃烧 比在氧气中燃烧更加猛烈，可获得更高的温度。 臭氧在水中的溶解度较高，在同样条件下是纯氧的 10 倍。臭氧分子结构极 不稳定，容易分解成氧气，而且臭氧在水中比在空气中更容易自行分解。臭氧 在空气中的半衰期一般为 20～50 分钟，一般随温度与湿度的增高而加快。臭氧 在水中半衰期约为 35 分钟，随水质与水温的不同而有所变化。臭氧在水溶液中 的稳定性受水中所含杂质的影响较大，特别是有金属离子存在时，臭氧可迅速 分解为氧气。 41．臭氧在水处理中的应用有哪些？ 臭氧和氯的氧化还原电位分别是 2.07V 和 1.36V，因此，臭氧的氧化性仅 次于羟基自由基?OH 和氟，是一种比氯性质更强烈的氧化剂和杀生剂，在水处理 中的可以作为氧化剂或消毒剂。 作为消毒剂消毒时，其杀菌和除病毒效果较好，而且接触时间较短。比如 臭氧达到某种消毒效果要求投加量与接触时间的乘积是 5 的话，要达到同样效 果，氯的投加量与接触时间的乘积是 1440。臭氧消毒的最大特点是当水中含有 有机物时，不会产生氯消毒时容易生成的有机氯化物一类有毒物质。而且由于 臭氧的氧化力极强，不但可以杀菌，还可以除去水中的色味等有机物，即同时 具有杀菌、除臭、去色、除酚等多种作用。由于其分解快而没有残留物质存在， 因此特别适用于对微污染地表水为水源的饮用水消毒和污水深度处理出水的消 毒。 利用臭氧的强氧化性，可以将污水中的 Fe2+、Mn2+等金属离子氧化到较高 或最高氧化态，再加碱形成更难溶的氢氧化物沉淀从水中除去。当废水中含有 氰化物、硫化物、亚硝酸盐等有毒还原性无机物时，可以使用臭氧氧化的方法， 将其氧化为 CO2、N2O、SO42-、NO3-等无毒或毒性较小的物质。 与有机物反应时，臭氧的氧化作用可导致不饱和的有机分子的破裂而发生 臭氧分解。即臭氧分子在极性有机分子原来的双键位置上发生反应，把其分子 为两个羧酸类分子。臭氧化物的自发性产生一个羧基化合物和带有酸 性和碱性基团的两性离子，后者是不稳定的，可分解成酸和醛。因此，在废水 处理领域，已开始广泛利用臭氧的这一性质对一些难以生物降解的有机废水进 行处理，作为二级生物处理的预处理。紫外/臭氧光化学系统能促进臭氧分解产 生氧化能力更强的?OH 自由基，从而提高臭氧的氧化速率和效率，实现对有机物 彻底的矿化处理。比如这样的系统对含二甲苯废水进行处理时，可以将二甲苯 彻底氧化成无毒的水及二氧化碳。 42．使用臭氧时的注意事项有哪些？ 臭氧是一种有毒气体，对眼和呼吸器官有强烈的刺激作用，正常大 气中的臭氧的体积比浓度是(1～4)×10-8m3/m3，当空气中臭氧体积比浓度达到 (1～10)×10-6m3/m3 时，就会使人出现头痛、恶心等症状。《工业企业设计卫 生标准》GBZ1—2002 规定车间空气中 O3 的最高允许浓度为 0.3mg/m3。 臭氧极不稳定，在常温常压下容易自行分解成为氧气并放出热量。在空 气中，臭氧的分解速度与温度和其浓度有关，温度越高，分解越快，浓度越高， 分解越快。臭氧在水中的分解速度比在空气中的分解速度要快得多，水中的羟 离子对其分解有强烈的催化作用，所以 pH 值越高，臭氧分解越快。因此不能贮 存和运输，必须在使用现场制备。 臭氧具有强烈的腐蚀性，除铂、金、铱、氟以外，臭氧几乎可与元素周 期表中的所有元素反应。因此凡与其接触的容器、管道、扩散器均要采用不绣 钢、陶瓷、聚氯乙烯塑料等耐腐蚀材料或作防腐处理。 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。为了提高臭氧的利用率，接触反应池最好建成水深 5～6m 的深水池， 或建成封闭的多格串联式接触池，并设置管式或板式微孔扩散器散布臭氧。 43．臭氧的制备方法有哪些？ 臭氧的制备方法有化学法、电解法、紫外线法、辐照法和无声放电法等。 水处理中应用的多是无声放电法，其生产臭氧的原理是在两平行高压电极之间 隔以一层介电体(又称诱电体，通常是特种玻璃材料)并保持一定的放电间隙； 通入 15000～17500V 高压交流电后，在放电间隙形成均匀的蓝紫色电晕放电， 经过净化和干燥的空气或氧气通过放电间隙，氧分子受高能电子激发获得能量， 并相互发生碰撞聚合形成臭氧分子。生产 1kg 臭氧耗电约 20～30kW。 臭氧由臭氧发生器制取，一般以空气或氧气为原料，空气中含有的蒸气和 灰尘都会形成弧电损坏电极和降低臭氧产量，所以进入臭氧发生器的空气必须 预先经过净化和干燥。利用氧气作为制造臭氧的原料时，并不是纯氧效果最好， 一般氧气浓度在 92%～99%臭氧产率最高，这可能是因为其中的杂质起到了催化 剂的作用。利用氧气为原料的臭氧发生器，国外单机发生量已可达 250kg/h， 这为大规模利用臭氧消毒打下了良好的基础。 为了提高臭氧的溶水效果，一般使用水深较大（5～6m）的接触池，而且应 使臭氧以微气泡形式，在水中迅速混合和扩散。常用臭氧加注方法有静态混合 器、文丘里管和微孔曝气等形式，这一过程要在接触池内完成，接触时间通常 只要数分钟，结合不同的水质，臭氧的投加量一般为 1～5mg/L 之间。为此，臭 氧氧化工艺主要包括空气净化干燥装置、臭氧发生器以及水-臭氧的接触池。 44．废水处理中常用的氧化剂和还原剂有哪些？ 从理论上说，氧化还原电位不同的两种物质都可以相对地成为氧化剂或还 原剂，但在废水处理实践中能够使用的氧化剂或还原剂必须满足以下要求： 对废水中希望去除的污染物质有良好的氧化或还原作用 反应后生成的物质应当无害以避免二次污染 价格便宜、来源可靠 能在常温下快速反应、不需要加热 反应时所需的 pH 值最好在中性，不能太高或太低。 在废水处理中常用的氧化剂有： ①在接受电子后还原变成带负电荷离子的中性原子，如 O2、Cl2、O3 等； 带正电荷的原子，接受电子后还原成带负电荷的离子，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+ 接受电子还原成 Cl-； 带高价正电荷的原子在接受电子后还原成带低价正电荷的原子，例如三 氯化铁中的 Fe3+和高锰酸钾中的 Mn7+在接受电子后还原成 Fe2+和 Mn2+。 在废水处理中常用的还原剂有： ①在给出电子后被氧化成带正电荷的中性原子，例如铁屑、锌粉等； ②带负电荷的原子在给出电子后被氧化成带正电荷的原子，例如硼氢化钠 中的硼元素为负 5 价，在碱性条件下可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电的原子，在给出电子后被氧化成带有更高正电荷 的原子。例如硫酸亚铁、氯化亚铁中的二价铁离子 Fe2+在给出一个电子后被氧 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 电子后，被氧化成六价硫，形成 SO42-。 完。。。

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