絮凝剂在废水处理中的作用
 
在工业生产和日常生活中，大量废水不断产生，若未经有效处理直接排放，将对环境造成严重污染。废水处理成为环境保护的重要任务，而絮凝剂在其中发挥着不可替代的关键作用。
絮凝剂的作用原理
絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂。其核心作用原理是通过与废水中的污染物发生一系列物理化学作用，使原本分散在水中的微小颗粒聚集形成较大絮体，从而便于后续的分离去除。
压缩双电层与电中和
许多废水中的污染物颗粒带有电荷，它们相互排斥而稳定分散在水中。无机絮凝剂如硫酸铝、聚合氯化铝等在水中会水解产生高价阳离子，这些阳离子能够压缩污染物颗粒表面的双电层厚度，降低其 zeta 电位。当 zeta 电位降低到一定程度时，颗粒间的静电斥力减小，促使颗粒相互靠近。同时，絮凝剂水解产生的带正电的多核羟基络合物能够与带负电的污染物颗粒发生电中和反应，进一步消除颗粒间的静电排斥，使颗粒能够相互碰撞结合，形成微小絮体。例如在处理造纸废水时，其中的木质素等带负电的胶体颗粒，在聚合氯化铝水解产生的阳离子作用下，通过压缩双电层和电中和，开始聚集。
吸附架桥
有机絮凝剂如聚丙烯酰胺（PAM）具有长链高分子结构。其分子链上含有大量活性基团，能够吸附在废水中的污染物颗粒表面。一个高分子链可以同时吸附多个颗粒，就像在颗粒之间架起了桥梁，将这些颗粒连接起来，使微小絮体逐渐长大形成更大的絮团。这种吸附架桥作用不仅能使颗粒聚集，还能增强絮团的结构稳定性。在印染废水处理中，废水中的染料分子等污染物被聚丙烯酰胺的长链分子吸附，通过架桥作用形成大的絮团，便于后续分离。
网捕卷扫
当向废水中投加大量絮凝剂并发生水解时，会形成具有三维空间结构的氢氧化铝、氢氧化铁等难溶性氢氧化物沉淀。这些沉淀物在形成过程中会像筛网一样，将周围的污染物颗粒和已经形成的微小絮体网捕卷扫在一起，共同沉降下来，从而达到去除污染物的目的。在处理含有大量悬浮物的矿山废水时，投加的硫酸铁絮凝剂水解产生的氢氧化铁沉淀，能够通过网捕卷扫作用有效去除废水中的泥沙等悬浮物。
絮凝剂对不同污染物的去除作用
去除悬浮物
悬浮物是废水中常见的污染物，如泥沙、纤维、碎屑等。絮凝剂能够快速使这些悬浮物聚集形成大的絮团，通过沉淀或气浮等方式从废水中分离出来。在城市污水处理厂的初沉池中，投加絮凝剂可使污水中的悬浮物快速沉降，降低后续处理单元的负荷。经絮凝处理后，废水中悬浮物的去除率通常可达 70% - 90%，使水质变得更加清澈。
降低化学需氧量（COD）
废水中的有机物会消耗水中的溶解氧，导致水体缺氧，危害水生生物。絮凝剂在一定程度上能够去除部分有机物，从而降低 COD 值。一方面，一些有机污染物本身带有电荷，可通过电中和与絮凝剂结合形成絮体被去除；另一方面，部分有机物能够被絮凝剂水解产生的沉淀物吸附共沉淀。例如在食品加工废水处理中，通过投加合适的絮凝剂，可使废水中的蛋白质、淀粉等有机物凝聚沉淀，COD 去除率可达 30% - 60%。
去除重金属离子
对于含有重金属离子如铅、镉、铬、汞等的废水，絮凝剂可通过与重金属离子发生化学反应形成难溶性沉淀，或者通过吸附作用将重金属离子富集在絮体中。如在电镀废水处理中，使用硫化物絮凝剂可与废水中的重金属离子反应生成硫化物沉淀，将重金属离子从废水中去除。同时，一些有机絮凝剂对重金属离子也有一定的螯合吸附能力，能够有效降低废水中重金属离子的浓度，使其达到排放标准。
改善废水的可生化性
部分工业废水由于含有大量难降解有机物，可生化性较差，直接进行生物处理效果不佳。絮凝剂处理能够去除废水中的部分大分子有机物和悬浮物，降低废水的复杂性，提高其可生化性。经过絮凝预处理后，后续生物处理单元的微生物能够更好地利用废水中的有机物，提高生物处理效率。例如在制药废水处理中，通过絮凝预处理，可使废水的 BOD₅/COD 比值提高，改善其可生化性，为后续的生物处理创造有利条件。
絮凝剂在不同废水处理场景中的应用
城市污水处理
在城市污水处理厂，絮凝剂广泛应用于各个处理环节。在初沉池中，投加絮凝剂可加速污水中悬浮物和部分有机物的沉降，减轻后续生物处理单元的负荷。在二沉池中，絮凝剂可用于进一步去除生物处理后残留的微小絮体和悬浮物，提高出水水质。此外，在污泥脱水过程中，絮凝剂能够改善污泥的脱水性能，使污泥中的水分更容易分离出来，便于后续的污泥处置。
工业废水处理
不同行业的工业废水性质差异较大，絮凝剂的选择和应用也各不相同。在造纸工业废水中，由于含有大量的木质素、纤维素等悬浮物和有机物，常用聚合氯化铝和聚丙烯酰胺复合絮凝剂进行处理，可有效去除污染物，实现废水的循环利用。印染废水含有多种染料和助剂，水质复杂，通过选择合适的絮凝剂，如阳离子型聚丙烯酰胺，能够使染料分子凝聚沉淀，降低废水的色度和 COD 值。化工废水往往含有大量有毒有害物质，包括重金属离子和有机污染物，需要根据废水的具体成分选择针对性的絮凝剂，如处理含汞废水可采用硫化钠絮凝剂，处理含酚废水可采用铁盐絮凝剂等。
饮用水处理
在饮用水处理中，絮凝剂用于去除原水中的悬浮物、胶体和部分有机物，以提高饮用水的安全性和口感。常用的絮凝剂有硫酸铝、聚合氯化铝等。原水经过絮凝沉淀后，再经过过滤、消毒等后续处理工序，可有效去除水中的杂质和微生物，使水质符合国家饮用水卫生标准。絮凝剂在饮用水处理中的应用，对于保障居民的饮水安全具有重要意义。
絮凝剂在废水处理中通过独特的作用原理，对各类污染物具有显著的去除效果，广泛应用于城市污水、工业废水和饮用水处理等多个领域。随着环BAO要求的不断提高和废水处理技术的发展，絮凝剂的种类和性能将不断优化，在废水处理中发挥更加重要的作用，为环境保护和水资源的可持续利用提供有力支持。