废水处理药剂种类繁多,主要根据废水性质(如污染物类型、pH、悬浮物浓度等)和处理目标(如去除悬浮物、降解有机物、脱氮除磷、消毒等)进行分类。以下是核心药剂分类及常用品种,涵盖不同处理阶段和功能:
一、混凝与絮凝药剂(悬浮物 / 胶体去除)
1. 无机混凝剂
作用:通过电荷中和使胶体颗粒脱稳,形成微小絮体。
常用药剂:铝盐:硫酸铝、聚合氯化铝(PAC,应用较广,适用于 pH 5-9)、聚合硫酸铝(PAS)。
铁盐:氯化铁(FeCl₃)、硫酸铁(Fe₂(SO₄)₃)、聚合硫酸铁(PFS,适用于 pH 4-11,脱色效果好)。
复合盐:聚合氯化铝铁(PAFC),兼具铝盐和铁盐优点,适应高浊度废水。
2. 有机絮凝剂
作用:通过长链分子吸附架桥,促进絮体生长和沉降。
常用药剂:聚丙烯酰胺(PAM):分阴离子型(适用于中性 / 碱性废水,去除负电荷胶体)、阳离子型(适用于酸性废水,中和正电荷悬浮物)、非离子型(低浊度废水)。
聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC):高效阳离子絮凝剂,常用于高有机物废水(如食品、医药废水)。
3. 助凝剂
作用:增强混凝效果,改善絮体结构。
常用药剂:活化硅酸(水玻璃改性)、骨胶、聚丙烯酰胺(作为助凝时用量远低于作为絮凝剂)。
二、中和调节药剂(pH 调整)
1. 酸性废水中和
碱性药剂:氢氧化钠(NaOH,强碱,快速调节 pH,适用于各种浓度酸性废水)、氢氧化钙(Ca (OH)₂,成本低,常用于高浓度酸性废水,但易生成 Ca 盐沉淀)、碳酸钠(Na₂CO₃,适用于需要缓慢中和的场景)。
2. 碱性废水中和
酸性药剂:硫酸(H₂SO₄,成本低,腐蚀性强)、盐酸(HCl,反应快,易挥发)、二氧化碳(CO₂,适用于低碳排放要求,如烟气 CO₂中和碱性废水)。
三、氧化还原药剂(降解有机物 / 去除重金属)
1. 氧化剂
作用:氧化分解有机物(如 COD/BOD)、去除氨氮、重金属(如将 Fe²+ 氧化为 Fe³+)或消毒。
常用药剂:氯系:次氯酸钠(NaOCl,用于消毒、折点氯化法除氨氮)、二氧化氯(ClO₂,高效杀菌,无三氯甲烷副产物)、液氯(Cl₂,成本低,需防泄漏)。
氧系:过氧化氢(H₂O₂,芬顿试剂核心成分,与 Fe²+ 反应生成羟基自由基(・OH),强氧化降解难生化有机物)、臭氧(O₃,适用于深度处理,如废水回用前的 TOC 去除)。
其他:高锰酸钾(KMnO₄,氧化重金属离子如 Mn²+、去除色度)、过硫酸钠(Na₂S₂O₈,氧化工艺(AOPs)中的强氧化剂,适用于持久性有机物降解)。
2. 还原剂
作用:还原高价态污染物(如 Cr⁶+→Cr³+)、去除余氯。
常用药剂:亚硫酸氢钠(NaHSO₃,还原 Cr⁶+ 为 Cr³+,需控制 pH 2-3)、焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅,同上,水溶性更好)、硫化钠(Na₂S,沉淀重金属离子如 Hg²+、Pb²+,生成硫化物沉淀)。
四、脱氮除磷药剂
1. 氨氮去除剂
化学法:折点氯化法:次氯酸钠(适用于低浓度氨氮,NH₃-N<50 mg/L)。
磷酸铵镁沉淀法(MAP 法):投加 Mg²+(硫酸镁)和 PO₄³⁻(磷酸钠),生成 MgNH₄PO₄沉淀,适用于高浓度氨氮(NH₃-N>100 mg/L,如垃圾渗滤液、养殖废水)。
生物法辅助:微生物营养剂(如尿素、硫酸铵,补充生化系统氮源,但过量会导致氨氮超标)。
2. 总磷去除剂
化学沉淀法:铝盐:硫酸铝、PAC(生成 AlPO₄沉淀,适用于 pH 5-7)。
铁盐:氯化铁、PFS(生成 FePO₄沉淀,适用于 pH 4-6,兼具脱色效果)。
钙盐:氢氧化钙(Ca (OH)₂,生成 Ca₃(PO₄)₂沉淀,适用于高 pH 废水,如钢铁厂废水)。
新型药剂:除磷树脂(吸附法,用于深度除磷,出水 TP<0.5 mg/L)。
3. 总氮去除剂(反硝化辅助)
碳源补充:甲醇、乙酸钠(为反硝化菌提供碳源,调节 C/N 比,适用于市政污水总氮超标)。
五、重金属去除药剂
1. 重金属捕集剂(螯合沉淀法)
作用:与重金属离子(如 Cu²+、Ni²+、Pb²+)形成稳定螯合物沉淀。
常用药剂:DTC 类(二硫代氨基甲酸盐,如 DTCR,水溶性好,适用于 pH 4-14,尤其络合态重金属(如镍氨络离子))。
硫化钠(Na₂S,生成硫化物沉淀,但易产生 H₂S 气体,需控制 pH>9)。
2. 离子交换树脂
作用:吸附交换重金属离子(如 Na 型树脂交换 Ca²+、Mg²+),常用于废水回用前的软化处理(如去除 Ca²+ 防膜结垢)。
六、消毒杀菌药剂
1. 含氯消毒剂
次氯酸钠(NaOCl,经济适用,接触时间 30 分钟,有效氯浓度 10-30 mg/L)、二氧化氯(ClO₂,高效广谱,适用于医院废水、中水回用消毒)。
2. 其他消毒剂
臭氧(O₃,无残留,成本高,适用于高标准排放)、紫外线(非药剂,协同化学消毒,降低药剂用量)。
七、污泥处理药剂
1. 污泥调理剂
脱水性能改善:阳离子 PAM(中和污泥负电荷,投加量 5-15 kg / 吨干污泥,适用于带式压滤机、离心机)。
无机调理剂:氢氧化钙(Ca (OH)₂,降低污泥黏性,增强板框压滤机脱水效果)、三氯化铁(FeCl₃,与 PAM 复配,适用于有机质含量高的污泥)。
2. 污泥减量化药剂
污泥厌氧消化促进剂(如微量元素 Co、Ni,提升微生物活性)、污泥破壁剂(如 NaOH、超声波辅助药剂,破坏细胞壁释放水分)。
八、特殊功能药剂
破乳剂:用于含乳化油废水(如钢铁冷轧废水、餐饮废水),破坏油水分层,常用药剂:季铵盐类、聚醚类破乳剂。
消泡剂:消除曝气池或气浮池泡沫,分有机硅类(高效持久)、聚醚类(适用于高温环境)。
微生物制剂:投加高效降解菌(如 COD 降解菌、氨氮降解菌),强化生化系统处理能力,适用于负荷冲击或菌种老化场景。
九、药剂选择原则
污染物针对性:悬浮物 / 胶体→混凝 + 絮凝;
重金属→捕集剂 / 硫化物;
高浓度有机物→氧化剂(芬顿 / 臭氧)+ 生化处理;
氮磷超标→化学沉淀 + 生化工艺(如 A²/O)。
经济性与安全性:优先低成本药剂(如 Ca (OH)₂替代 NaOH 调节 pH),避免产生二次污染(如硫化钠过量导致 H₂S 泄漏)。
工艺匹配:生化处理前→预处理药剂(混凝剂);
深度处理→氧化药剂(臭氧、过硫酸钠);
污泥脱水→阳离子 PAM + 无机调理剂复配。
典型应用场景举例
市政污水:PAC(混凝)+PAM(絮凝)+ 次氯酸钠(消毒)+ 阳离子 PAM(污泥脱水)。
工业废水(如电镀):NaOH(调 pH)+ 硫化钠(沉重金属)+DTCR(捕集络合态重金属)+PFS(除磷)。
高浓度有机废水(如制药):双氧水 + 硫酸亚铁(芬顿氧化)+ 活性炭(吸附残留有机物)。
通过合理组合药剂,可实现废水的悬浮物去除→污染物降解→消毒杀菌→污泥减量化全流程处理,满足不同行业排放标准(如 GB 8978《污水综合排放标准》、行业特别排放限值等)。