工业污水处理药剂的选择需根据污水水质(如污染物类型、浓度、pH 值等)和处理工艺(物化处理、生化处理、深度处理等)综合确定,核心目标是去除悬浮物、有机物、重金属、氮磷、色度、异味等污染物。以下是按功能分类的主要药剂及应用场景:
一、混凝沉淀与絮凝药剂(去除悬浮物 / 胶体)
1. 混凝剂(破稳胶体)
作用:通过压缩双电层、中和电荷,使水中胶体颗粒(如泥沙、乳化油、有机物)脱稳聚集。
常用药剂:无机混凝剂:铝盐类:硫酸铝、聚合氯化铝(PAC,适用 pH 5~9,性价比高,广泛用于各类污水)、聚合硫酸铝(PAS)。
铁盐类:三氯化铁(适用 pH 6~11,对低温低浊水效果好,但易留铁离子)、聚合硫酸铁(PFS,腐蚀性低,脱色除磷效果强)。
有机混凝剂:聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC,阳离子型,用于高浓度有机废水)。
2. 絮凝剂(促进絮体沉降)
作用:通过高分子链架桥作用,将脱稳颗粒聚合成大絮体,加速沉降或气浮分离。
常用药剂:聚丙烯酰胺(PAM):阳离子型(CPAM,适用于带负电荷的胶体,如电镀废水、造纸黑液);
阴离子型(APAM,适用于带正电荷的颗粒,如煤泥水、选矿废水);
非离子型(NPAM,适用于中性或弱酸性污水,如涂料废水)。
天然高分子絮凝剂:淀粉衍生物、壳聚糖(环保,但成本高,易降解)。
3. 助凝剂
作用:增强混凝 / 絮凝效果,调节水质条件(如 pH、黏度)。
常用药剂:pH 调节剂:硫酸(调酸性)、氢氧化钠(调碱性)、石灰(调 pH 并助凝,如含氟废水)。
氧化剂:氯气、次氯酸钠(破除有机物对混凝的干扰,如印染废水)。
骨架形成剂:活性硅酸(提高絮体强度,用于低浊度污水)。
二、中和调节药剂(调整 pH 值)
1. 酸性废水中和
碱性药剂:氢氧化钠(NaOH,溶解快,腐蚀性强,适用于调 pH);
氢氧化钙(Ca (OH)₂,成本低,生成 CaCO₃沉淀,适用于高浓度酸性废水);
碳酸钠(Na₂CO₃,反应温和,适用于 pH 波动小的场景)。
2. 碱性废水中和
酸性药剂:硫酸(H₂SO₄,成本低,腐蚀性强,注意硫酸盐浓度控制);
盐酸(HCl,反应快,易挥发,需防腐蚀设备);
二氧化碳(CO₂,用于烟道气中和碱性废水,以废治废)。
三、氧化还原药剂(降解有机物 / 去除重金属)
1. 氧化剂(降解有机物、脱色、杀菌)
作用:通过强氧化反应破坏有机物分子结构(如 COD、色度、氨氮)。
常用药剂:化学氧化剂:双氧水(H₂O₂,与 Fe²+ 组成 Fenton 试剂,处理难降解有机物如酚类、农药废水);
次氯酸钠(NaClO,氧化氨氮为氮气,脱色除氰,如电镀含氰废水);
臭氧(O₃,高效脱色、杀菌,适用于深度处理,如煤化工废水);
高锰酸钾(KMnO₄,氧化硫化物、酚类,生成 MnO₂沉淀助凝)。
催化氧化剂:过硫酸盐(如 PMS、PDS,在高温或催化剂下产生活性自由基,处理持久性有机物)。
2. 还原剂(还原高价重金属 / 去除氧化性物质)
作用:将重金属离子(如 Cr⁶+→Cr³+)或氧化性污染物还原为低价态。
常用药剂:亚硫酸氢钠(NaHSO₃,还原 Cr⁶+ 至 Cr³+,用于电镀废水);
硫化钠(Na₂S,生成硫化物沉淀去除 Hg²+、Ag + 等,需控制 pH 防止 H₂S 挥发);
焦亚硫酸钠(Na₂S₂O₅,作为食品级还原剂,用于医药废水)。
四、重金属去除药剂
1. 氢氧化物沉淀剂
作用:调节 pH 使重金属离子(如 Cu²+、Ni²+、Zn²+)生成氢氧化物沉淀。
常用药剂:氢氧化钠(NaOH,经济高效,需控制 pH 至沉淀更好范围,如 Ni²+ 需 pH≥9.5);
氢氧化钙(Ca (OH)₂,成本低,适用于高浓度重金属废水,但易产生大量污泥)。
2. 硫化物沉淀剂
作用:生成溶度积更低的硫化物沉淀(如 HgS、Ag₂S),去除常规氢氧化物难处理的重金属。
常用药剂:硫化钠(Na₂S)、硫氢化钠(NaHS),需注意控制投加量,避免过量生成胶体硫化物。
3. 螯合沉淀剂
作用:通过螯合基团(如 - SH、-COOH)与重金属离子(如 Cr³+、Pb²+)形成稳定螯合物沉淀。
常用药剂:重金属捕集剂(DTCR,液体高分子螯合剂,适用于络合态重金属废水,如电镀前处理废水中的 EDTA - 铜);
二硫代氨基甲酸盐(DTC 类,pH 适应范围广,可处理低浓度重金属)。
五、氮磷去除药剂
1. 除磷剂(去除总磷)
作用:通过化学沉淀或吸附去除正磷酸盐、聚磷酸盐等。
常用药剂:铝盐 / 铁盐:聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS),与磷酸根生成 AlPO₄、FePO₄沉淀,适用于高磷废水(如磷化液废水);
钙盐:氢氧化钙(Ca (OH)₂),生成羟基磷灰石沉淀,需高 pH(≥10),易结垢;
除磷树脂 / 吸附剂:铁基、铝基多孔材料(如活性氧化铝),用于深度除磷(TP≤0.5mg/L)。
2. 脱氮药剂(去除氨氮、总氮)
氨氮去除:次氯酸钠(折点加氯法,将 NH₄+-N 氧化为 N₂,适用于低浓度氨氮,如市政污水);
磷酸铵镁沉淀剂(MAP 法,投加 Mg²+、PO₄³- 生成鸟粪石沉淀,用于高浓度氨氮废水如垃圾渗滤液)。
总氮去除(反硝化阶段)碳源药剂:甲醇、乙酸钠(补充反硝化碳源,如 C/N 不足时投加,提升 TN 去除率)。
六、生化处理辅助药剂
1. 微生物营养剂
作用:补充生化系统中缺失的氮、磷、微量元素,维持微生物活性。
常用药剂:氮源:尿素、硫酸铵(适用于碳氮比过高的废水,如淀粉废水);
磷源:磷酸二氢钠、三聚磷酸钠(适用于碳磷比过高的废水,如食品加工废水);
微量元素:铁、锰、锌盐(针对特定菌种缺失的营养)。
2. 消泡剂
作用:消除曝气池泡沫(如表面活性剂、丝状菌过量繁殖导致的泡沫)。
常用药剂:聚醚类、有机硅类消泡剂(分油性和水性,需选择不影响微生物的型号)。
七、深度处理与特殊功能药剂
1. 脱色剂
作用:去除生化后残留色度(如染料、腐殖质)。
常用药剂:阳离子型高分子脱色剂(如季铵盐类,与带负电的发色基团结合);
活性炭(吸附脱色,适用于低浓度色度深度处理);
臭氧 / 双氧水(氧化破坏发色基团,如印染废水)。
2. 破乳剂
作用:破除乳化油废水的稳定体系(如含油污水、切削液废水)。
常用药剂:反相破乳剂(阳离子型表面活性剂,中和油滴电荷,促使油水分离);
电解质(如 CaCl₂、NaCl,破坏乳化液双电层)。
3. 消毒剂
作用:杀灭病原菌,满足排放或回用要求(如大肠杆菌、病毒)。
常用药剂:次氯酸钠、二氧化氯(ClO₂)、紫外线(无化学残留,适用于回用水)。
八、药剂选择与应用原则
水质分析优先:检测 COD、BOD、SS、重金属、氮磷、pH 等指标,明确主要污染物。
工艺匹配:预处理阶段:侧重混凝沉淀、中和、破乳;
生化阶段:投加营养剂、控制泡沫,避免有毒药剂(如高浓度硫化物抑制微生物);
深度处理:针对残留污染物(如色度、微量重金属)选择吸附、氧化或螯合药剂。
成本与环保平衡:高浓度废水优先选择低价药剂(如石灰、硫酸),低浓度或严格排放标准下用高效药剂(如重金属捕集剂、臭氧);
限制磷排放地区避免使用含磷药剂(如聚磷酸盐),优先无磷配方。
安全与操作:强腐蚀性药剂(如硫酸、氢氧化钠)需防泄漏,配套防腐设备;
易挥发药剂(如盐酸、硫化钠)需密封储存,投加时控制反应条件(如 pH、温度)。
工业污水处理药剂种类繁多,需结合行业特性(如电镀、化工、造纸、食品加工等)和水质差异定制方案。例如:
电镀废水:需螯合沉淀剂(处理络合重金属)+ 次氯酸钠(破氰)+ 除磷剂;
印染废水:需混凝剂(去除悬浮物)+ 氧化剂(脱色)+ 活性炭(深度吸附);
含油废水:需破乳剂(油水分离)+ 气浮用絮凝剂 + 生物营养剂(生化处理)。
建议通过小试确定更好药剂组合及投加量,同时关注药剂兼容性(如 PAM 与强氧化剂需间隔投加)和污泥产生量(如铁盐易导致污泥量增加),在专业工程师指导下实现高效、经济、环保的处理目标。