将继续上周的絮凝剂的絮凝工艺参数的讨论。 我们以前针对絮凝剂所带的电荷类型进行了讨论，絮凝剂除了所带电荷的极性不同之外，还有絮
凝剂所电离出来的电荷数量也有所不同，这就是絮凝剂的电离度的概念。
 1、1、上图是各种不同的极性的絮凝剂所对应处理的污泥类型，在日常运行中可以根据这个图所示进行不同絮凝剂的选择。
2、絮凝剂的电离度在污水处理中的工艺细节管理。 高分子的絮凝剂聚丙烯酰胺在溶于水后，聚合体会表现出单体的离子特性，这是因为聚丙烯
酰胺本身是多个离子单体的共同聚集的化学品，因此在溶于水后，就会表现出一定的离子特征，在生产应用中，把聚合物分子链上带电多少用“离
子度”这一个百分数来表示，离子度越高，表明分子链上带电荷也就越多。
（1）、那么离子度和污泥脱水生产的工艺关联在哪里呢？ 对于城镇污水厂生化剩余污泥，在前面的文章中，可以了解到活性污泥的剩余污泥是
带负电荷的污泥，根据相关的研究表明，剩余污泥的负电荷主要在活性污泥中的有机物上携带，也就是说剩余活性污泥中的有机物多少，决定了污
泥中的负电荷的多少。因此可以简单地认为剩余污泥中负电荷的含量主要是污泥中的有机物含量的函数。
（2）、污泥中的有机物一般用挥发性固体含量来表示，也就是剩余污泥的MLVSS。絮凝剂的作用是加入到污泥中，使用自身携带的正电荷（阳离
子）来中和剩余污泥中的负电荷，使其脱稳凝聚，形成大颗粒污泥，因此剩余污泥的MLVSS越高，所需要的阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂的电离度也就越
高，脱水絮凝剂药剂的选择是与剩余污泥的MLVSS相关的。
a.这个原理就能解释很多污水厂针对污泥脱水中选用絮凝剂的疑虑，为什么在某个阶段的聚丙烯酰胺絮凝剂很好用，絮凝效果好，但是某个阶段
絮凝的效果又很差呢？这就需要和剩余污泥中的MLVSS做对比，在北方的一些污水厂中，冬季和夏季受到温度、居民生活习惯等的影响，进水水质会
产生很大的变化，受进水的影响，活性污泥的组分会发生很大的变化，也就是有机物含量MLVSS也会发生变化，这种变化传导到污泥脱水车间内。
b.季节变化导致的剩余污泥中的MLVSS不同，导致剩余活性污泥所带的负电荷量也不同，污泥脱水过程中采用的絮凝剂的电离度也需要做相应的
改变，但是多数污水厂都会忽视这方面的影响，因此也造成了部分季节时段的剩余污泥脱水难度增加，产泥效率下降的情况出现，因此在日常运行
中，针对剩余污泥的MLVSS的检测需要定期进行，并根据以年为周期的检测结果的变化情况，来选择不同的阶段采用的不同电离度的聚丙烯酰胺的絮
凝剂，这样可以优化污水厂的脱水药剂的选择和脱水效果的保障。
1) 聚丙烯酰胺作为污泥脱水中使用的高分子絮凝剂，它的分⼦量是非常高的。絮凝剂聚丙烯酰胺分子量是指平均分子量，是表示每个聚合物的分子
的平均长度。分子量越大，表示组成每个分子的链节数也就越多，或者说每个分子链的平均长度越长。在前面的章节中讨论了分子链的长度对活性
污泥中的悬浮污泥颗粒有很好的絮凝和网捕作用，可以说分子链的长短决定了污泥脱水性能的好坏。但分子量的大小在实际生产中的最直接的应用
是对污泥脱水机机械的选择上。
2)也就是聚丙烯酰胺的分子链的⻓度的选择取决于⽤于脱⽔的设备类型。不同的污泥脱水机械由于机械脱水的原理不同，对絮凝剂的要求也就不
同，比如对于污泥离⼼脱水机来说，离心机的脱水原理是在高速旋转过程中使污泥絮凝颗粒和水分离，但是在高速旋转过程中，会对污泥产生很大
的剪切力的作用，因此为了抵抗离心机由于对絮凝物施加了⾼剪切⼒，最好采⽤更⾼的分⼦量的絮凝剂，这样的絮凝剂的分子链更长更能抵抗高速
剪切力的作用，使污泥脱水过程中絮凝剂的药效得到充分的发挥;而采用过滤方式的污泥带式压滤机、板框压滤机等，污泥压滤过程缓慢，污泥絮凝
体的运动速度不快，受到外力的剪切作用比较低，因此采用低到中等分⼦量就比较合适，也就是低分子量絮凝剂也是可以获得良好的脱水效果。
3)针对不同的脱水机械选择不同的分子量的絮凝剂是污水厂在污泥脱水运行中需要进行考虑的工艺细节，盲目的听从厂家的宣传，或者没有针对性
的选择污泥脱水药剂往往会使污泥脱水产生很大的工艺管理难点，在了解药剂的特性前提下，选择合理的药剂是更为重要的工艺细节管理措施。
4、 絮凝剂的分子结构。
1)聚丙烯酰胺作为高分子的絮凝剂，单体之间的链接通过各种不同的方式结合在一起，支、交联等方式的分⼦
结构。
2)具体的结构如下图所示：
*
*分支结构
*交联结构：
3）不同的结构在污水厂污泥脱水药剂选择中也会产生不同的效果，线性结构的聚合物在选择中，需要偏重分子量的选择，也就是长链和短链的
考虑，线性结构由于结构简单，在实际使用中用量低，药剂溶解性能较好；分支结构在选择中要注重性能的选择，结构有分支，在使用中用量会偏
大，凝聚能力更强，脱水性能也会较好；交联结构由于分子结构复杂，具有良好的凝聚性能和抗剪切能力，由于本身的分子量大，实际的使用量是
最大的。
4）上图表明交联结构下的絮凝剂对污泥颗粒中的电荷具有封锁作用，也是污泥脱水中造成了污泥脱水难度增大的原因。
5）上图是在不同剪切力的作用下，线性结构和交联结构的絮凝剂对污泥颗粒保持和凝聚效果的对比图。
6）交联结构絮凝剂和线性结构絮凝剂的优缺点对照如下：
7） 污水厂可以根据厂内污泥的性质、脱水机的配置等进行聚丙烯酰胺药剂的选择，避免出现药剂选择不合理导致污泥脱水效果不佳现象出现。
请下周持续关注公众号关于污水厂工艺细节管理的后续内容。 |
