正確選擇混凝劑與絮凝劑：影響廢水處理成敗的關鍵

 

當前，混凝劑與絮凝劑的選擇已成為決定廢水處理成效的關鍵因素。在廢水處理系統中，混凝與絮凝/凝集這兩個單元幾乎無可替代。它們不僅技術成熟、設計簡單、操作容易，而且在成本上相對低廉。然而，正因為這些技術特性容易操作，往往容易被忽略其本質與設計理念，導致處理效果不佳，並進而引發如放流水質異常、污泥上浮、水質混濁、過量污泥等問題。因此，成功的廢水處理必須從混凝與絮凝/凝集這兩個單元入手，以確保穩定的放流水質，並為後續處理提供良好的水質基礎。

 

混凝劑的功能與種類

 

在廢水處理過程中，混凝劑的作用主要是中和水中帶負電荷的懸浮顆粒，使顆粒間的相斥力減弱，從而促進顆粒聚集、增大，最終形成更大、更易沉降的顆粒。

 

混凝劑主要分為無機型和有機型兩大類。其中，無機混凝劑又可以分為單體和聚合物兩種，常見的包括硫酸鋁（明礬）、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等。無機混凝劑雖然價格相對低廉，但在選擇時需要注意其品質和成分，因為這些混凝劑多數來自其他產業的副產品，可能含有干擾廢水處理的成分。

 

無機混凝劑常見分類如下：

 

分類	化學名稱	優點	缺點
傳統混凝劑	氯化鐵	典型有效的混凝藥劑	pH 5.5-8.5之間使用，通常需要補充液鹼以達到最佳pH值。通常需要較大劑量。需要反應時間較長。
	硫酸鐵
	明礬/硫酸鋁
聚合混凝劑	聚合氯化鐵	對pH值的敏感度要小，反應pH值為4.5 -9.5。 混合時間較短。 形成之汙泥更堅韌，量更少。	價格上較傳統混凝劑高。
	聚合硫酸鋁
	聚合氯化鋁
	聚合硫酸鋁鐵
	聚合氯化鋁鐵

 

有機型混凝劑以其高濃度的正電荷為特徵，能以較少的添加量達到電性中和效果，適合處理染料、塗料等含量高的廢水。這類混凝劑能夠在適當操作條件下實現脫色、水質澄清及降低污泥量。目前，市場上還有複配型的混凝劑，能夠將無機與有機混凝劑的優點結合，簡化操作並提升混凝效果。

 

絮凝劑/凝集劑的功能與種類

 

當混凝劑已經促使顆粒開始聚集時，仍需要絮凝劑/凝集劑來增大顆粒並加快沉降速度。絮凝劑/凝集劑依其帶電性可分為陽離子、陰離子、兩性離子和非離子四類。陰離子絮凝劑/凝集劑是最常用的，因為它有助於中和使用正電混凝劑後的電性。然而，在某些特定情況下，陽離子或非離子絮凝劑/凝集劑的效果可能會更好。因此，在選擇絮凝劑/凝集劑時，不僅要考慮其電荷特性，還需評估其黏性、分子量及瓶杯測試結果。

 

常見的絮凝劑/凝集劑分類如下：

 

分類	化學名稱	優點	缺點
有機陽離子	聚氯化己二烯二甲基胺	產生更密集的抗剪切污泥。 一般與無機混凝劑搭配使用。	增加混凝/絮凝階段的複雜性，但是正確使用可提高工藝性能和降低成本。
	氯甲基一氧三環二甲基胺
	氯化-α-乙烯基-N,N,N-三甲基苯甲胺
	聚季胺鹽
	聚二甲基胺甲基/聚丙烯醯胺共聚物
有機非離子	聚丙烯醯胺
	聚乙二醇
有機陰離子	聚丙烯醯胺	藉由架橋作用形成較大型態的汙泥。
	聚丙烯酸
	聚丙烯酸鈉

 

此外，目前也有一劑型粉體絮凝劑，這些產品將混凝與絮凝/凝集功能集合於一劑，大大簡化了操作過程。此類粉體絮凝劑適合處理含有油脂與界面活性劑的廢水，並且在加速反應與提高污泥脫水性方面具有優勢。然而，選擇合適的粉體絮凝劑仍需經過瓶杯測試，以確保最佳效果。

 

市面上可供選擇的粉體絮凝劑種類繁多，每種產品都有其獨特的特性，適合處理不同類型的廢水。以下是幾種常見的一劑型粉體絮凝劑：

 

1. 通用性一劑型粉體絮凝劑 - 適用於處理含有微量油脂與界面活性劑的廢水，這類絮凝劑能夠有效應對一般工業廢水中的小顆粒與懸浮物。
2. 破乳性一劑型粉體絮凝劑 - 專門設計用於處理含有中度油脂或界面活性劑的廢水，能夠快速破乳並促進油脂和水的分離，使得廢水處理更加高效。
3. 速效性一劑型粉體絮凝劑 - 這種類型的絮凝劑主要強調反應速度，適合在要求快速處理的環境中使用，能夠迅速促進顆粒沉降並減少處理時間。
4. 回收性一劑型粉體絮凝劑 - 此類絮凝劑設計用於低導電度的廢水，且具有不堵膜的特性，特別適合應用於需要高效濾膜處理的系統中，能夠延長濾膜的使用壽命並提高系統效率。

 

結論

 

總結來說，混凝劑與絮凝劑/凝集劑的選擇對於廢水處理的成功至關重要。適當的藥劑選擇和操作條件應依賴專業的評估與測試，以達到最佳效果，確保顆粒有效聚集並迅速沉降，從而達到理想的處理效果。