[摘要]：通过对5种絮凝剂处理污水的絮凝效果研究，分别得出效果最好无机、有机絮凝剂的种类及投加量，将无机高效絮凝剂-J和有机絮凝剂-聚丙烯酰胺进行复配，用于城市污水处理，对其絮凝效果进行了考察。研究表明：当m（絮凝剂-J）：m（聚丙烯酰胺）=50:1，pH为6，絮凝效果最佳，COD去除率为49.7%，悬浮物的去除率为93.5%。
[关键词]：无机絮凝剂；有机絮凝剂；复配絮凝剂；絮凝效果
随着城市化进程的不断加快，城市污水排放量一直在持续增长，使水污染和水资源短缺问题日益严重。城市污水的来源主要在于工业生产废水以及生活废水，工业废水具有水质差、浓度高、毒性强等特点[1-2]；生活污水具有水质稳定、浓度较低、有机物含量较少，且含有悬浮物及病原微生物等特点，这些城市污水如果不经处理而直接排入河流或者浸入土壤中，势必会造成严重的环境污染，影响城市居民的健康生活，进而危害到大自然的生态平衡，所以，城市污水的处理成为了人们的研究热点。城市污水处理方法包括物理法、化学法和生物法等，每种方法均有其优缺点和适用情况，在实际应用过程中应根据处理目标、待去除的目标污染物、工艺的处理效率和经济性进行处理方法的选[3]。
在众多的城市污水的处理方法中，混凝法因其处理容量大、设备简单、占地少、投资少的特点，被人们广泛应用，一般都会设置在前处理或者深度处理过程中，特别是用于不稳定的胶体悬浮物和悬浮固体和有机物的去除。该技术方法最关键的就是选择高效的絮凝剂。目前单一絮凝剂难以取得理想的处理效果，鉴于无机、有机絮凝剂各自的优缺点以及两者在性能和成本上的互补性，可以针对水质要求使用两种絮凝剂的组合，通过协同作用来增强水处理的效[4-5]。因此，无机-有机复合絮凝剂成为近年来的研究热点。本文选择了无机高效絮凝剂-J、聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚丙烯酰胺、高效复合混凝剂以及絮凝剂J-聚丙烯酰胺的复配药剂6中药剂，通过考察其对城市污水的絮凝效果，确定最佳絮凝剂和其最佳絮凝条件，以期为现场的城市污水处理提供参考。
1实验部分
1.1实验水样和试剂
取尹村渠的污水来自河北某河渠，采用重铬酸钾法测定COD，
实验试剂：无机高效混凝剂-J购自北京君联合环境科技有限公司，聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚丙烯酰胺等均购自天津市大茂化学试剂厂，以上试剂均为分析纯。
1.2实验方法
取1000 m L的城市污水于烧杯中，常温下通过恒温电动搅拌器进行絮凝实验，在120 r/min转速下快速搅拌3 min，过程投加絮凝剂，后在60r/min的转速下慢速搅拌20 min，最后静置30 min。以废水的悬浮物的去除率和COD去除率为考察指标来判断改性前后的絮凝效果，采用单因子变量法，通过控制絮凝剂的
投加量、以及复配后的pH 来考察改性前后的絮凝性能。
2结果与讨论
2.1絮凝剂种类对COD及悬浮物去除率的影响
在常温下，取1L的城市污水于烧杯中，分别将无机高效絮凝剂-J、聚合氯化铝以及聚合氯化铁以0.05g/L的投加量加入其中进行絮凝实验，测定反应前后COD去除率和脱色率，结果如图1所示。
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图1 絮凝剂种类对絮凝效果的影响图
从图1中可见，在絮凝剂投加量相同的情况下，无机高效絮凝剂-J的絮凝效果最好，COD和悬浮物的去除率分别为19.6%和62.5%；两种无机干分子絮凝剂聚合氯化铝和聚合氯化铁的絮凝效果较差，且COD和悬浮物的去除率都相近，故随后复配实验的无机絮凝剂选择无机高效絮凝剂-J。
2.2絮凝剂投加量对COD及悬浮物去除率的影响
2.2.1无机高效絮凝剂-J投加量对COD及悬浮物去除率的影响
为确定无机絮凝剂的最佳投加量，将无机高效絮凝剂-J分别以0.00、0.03、0.05、0.07、0.10、0.15以及0.20g/L处理城市污水，测定反应前后COD去除率和悬浮物的去除率，结果如图2所示。
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图2 絮凝剂投加量对絮凝效果的影响
从图2可以看出，COD和悬浮物的去除率随絮凝剂投加量的增加而提高，主要是因为絮凝剂量越多，可利用的活性位点也就越多，絮凝效果增强；当絮凝剂的量超过一定值后，COD和悬浮物的去除率基本不变，这是由于絮凝剂的量过多时，可能导致絮凝剂与污染物无法充分接触，从而出现这种现象。当絮凝剂的投加量为0.05g/L时，COD和悬浮物的去除率分别为19.6%和62.5%，当絮凝剂的投加量超过0.05g/L时去除率的增长幅度不大，综上所述，无机高效絮凝剂-J的最佳投加量以0.05 g/L最为合适。
2.2.2高分子阳离子聚合物聚丙烯酰胺投加量对COD及悬浮物去除率的影响
将聚丙烯酰胺分别以0.00、0.001、0.003、0.005以及0.010g/L加入1000mL的城市污水中进行絮凝实验，测定反应前后COD去除率和悬浮物的去除率，结果如图3所示。
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图3 聚丙烯酰胺的投加量对絮凝效果的影响
由图3可知，随着絮凝剂量的增加，COD和悬浮物的去除率先增大后趋于平缓，出现这种现象的原因，投加量过多会吸附粒子脱稳，影响吸附架桥的形成，进而造成处理效果不明显。因此，综合考虑絮凝剂的使用效率和絮凝效果，随后的实验中絮凝剂的用量设定为0.001 g/L，该投加量下COD和悬浮物去除率分别为4.3%和82.4%。
将无机和有机絮凝剂结合使用，通过两者的协同作用可以扩大絮凝剂的网状结构，提高对有机物的网捕卷扫作用，增加絮凝效果。由2.2.1和2.2.2的数据可知，复配絮凝剂的最佳配比为m（絮凝剂-J）：m（聚丙烯酰胺）=50:1，在该配比下进行絮凝实验，得出COD和悬浮物的去除率分别为33.1%和93.5%。
2.3 pH对COD及悬浮物去除率的影响
考察改性后絮凝剂在不同pH下处理城市污水效果，将m（絮凝剂-J）：m（聚丙烯酰胺）=50:1的比例1g/L的投加量分别加入到1L由0.1mol/L NaOH和0.1mol/L HCl调节pH分别为的、4、5、6、7、8及9的城市污水中，考察pH对COD去除率和脱色率的影响，结果如图4所示。
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图4 pH对絮凝效果的影响
复配絮凝剂在不同pH下对COD和悬浮物的去除情况如图4所示。由图4可知，在pH为4~9的范围内，随着pH的增大，复配絮凝剂的絮凝效果先增大后减小，在pH=6时，COD和悬浮物的去除效果最好，去除率分别为33.1%和93.5%。在混凝过程中投加混凝剂后发生了金属离子水解和聚合反应，以其水解和聚合产物与水体颗粒进行电中和脱稳、压缩双电层、吸附架桥或粘附卷扫和沉淀物网捕等作用，而生成粗大絮凝体加以分离去除，从而完成混凝过程。当pH值较低时，絮凝剂与污染物形成的絮凝体相当细小，沉淀分离效果比较差，故絮凝效果较差；当pH值过高时，絮凝剂易出现脱稳现象，故造成絮凝效果降低[6-7]。因此，pH=6为复配絮凝剂处理污水的最佳絮凝条件。
3结论
（1）通过对几种无机絮凝剂絮凝效果的实验研究得出，絮凝效果最好的无机絮凝剂为无机高效絮凝剂且最佳投加量为0.05g/L；通过对聚丙烯酰胺的投加量影响絮凝效果的实验研究得出聚丙烯酰胺的最佳投加量为0.0015g/L。
（2）通过对复配絮凝剂的最佳絮凝条件的实验研究得出，当m（絮凝剂-J）：m（聚丙烯酰胺）=50:1，pH为6，絮凝效果最佳，COD去除率为49.7%，悬浮物的去除率为93.5%。
参考文献
［1］金靓婕，梁承红，孙晓伟. 聚铁盐/壳聚糖复合絮凝剂净化海水的研究［J］.
中国给水排水，2014（7）：55-57.
［2］鲁秀国，黄林长，张 耀，等. 絮凝剂壳聚糖-聚合氯化铁处理城市污水的研究［J］.工业水处理，2017，37（9）：53-55.
［3］龙柱. 聚合氯化铝－有机高分子复合物及其在造纸中的应用［D］.天津：
天津轻工业学院，2001.
［4］曾德芳，沈钢，余刚，等. 壳聚糖复合絮凝剂在城市生活污水处理中的应用［J］.环境化学，2002，21（5）：505－508.
［5］叶霞，刘长霞， 张翠华. 壳聚糖复合絮凝剂在处理景观水体中的应用［J］. 河北化工，2006，29（12）：21－22.
［6］宋力. 絮凝剂在水处理中的应用与展望［J］.工业水处理，2010，30（6）:4-7.
［7］张瑜，任福，张琼. 聚合氯化铁复合型絮凝剂的性能比较研究［J］.工业用水与废水，2007，38（1）：73－75.