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城市污水处理药剂投加操作

一、概述

城市污水处理是保障水环境质量、维护生态平衡的关键环节。在污水处理过程中，药剂投加是一项重要的单元操作，其目的在于通过向污水中投加特定化学药剂，促进污染物的分离、转化或去除，从而改善水质，确保处理出水达标排放或满足再生利用要求。药剂投加操作的科学性、精准性与规范性，直接影响污水处理效果、运行成本及污泥产量。因此，操作人员需充分理解各类药剂的特性、作用机理，并严格遵循操作规程。

二、常用药剂种类及其作用

城市污水处理中常用的药剂种类繁多，根据其功能和作用原理，主要可分为以下几类：

（一）混凝剂与絮凝剂

混凝剂主要通过水解产物压缩胶体颗粒的双电层，降低或消除颗粒间的排斥力，使胶体颗粒失稳。常用的有无机混凝剂如铝盐（硫酸铝、聚合氯化铝等）和铁盐（三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁等）。絮凝剂则是通过吸附架桥、网捕卷扫等作用，使失稳的微小颗粒凝聚成较大的矾花，便于后续沉淀或气浮去除。有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺（PAM）是最常用的絮凝剂，根据其电荷特性可分为阴离子型、阳离子型和非离子型。

（二）助凝剂

当单独使用混凝剂或絮凝剂效果不佳时，可投加助凝剂以改善混凝条件，提高混凝效果。助凝剂通常本身不起混凝作用，而是通过调节pH值（如石灰、硫酸）、提供吸附核心（如活化硅酸）或改善矾花结构（如聚丙烯酰胺在某些情况下也可作为助凝剂使用）来发挥作用。

（三）氧化剂与还原剂

氧化剂主要用于去除水中的有机物、还原性物质（如硫化物、亚硝酸盐）、色度、臭味以及消毒杀菌。常用的氧化剂有液氯、二氧化氯、次氯酸钠、臭氧、过氧化氢等。还原剂则用于去除水中的氧化性物质，如六价铬、余氯等，常用的有亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、硫酸亚铁等。

（四）pH调节剂

污水的pH值对许多处理单元的效果影响显著，如混凝、生物处理等。因此，常需投加酸（如硫酸、盐酸）或碱（如氢氧化钠、石灰）来调节污水的pH值至适宜范围。

（五）其他特种药剂

根据特定处理需求，还可能投加除磷剂（如聚合氯化铝铁、硫酸铝）、脱氮辅助药剂、消泡剂、重金属捕捉剂等。

三、药剂投加系统组成

典型的药剂投加系统通常由以下部分组成：

1.药剂储存单元：包括药剂仓库（固体药剂）和储药罐（液体药剂或溶解后的药剂溶液）。储药罐需具备防腐、搅拌（必要时）功能，并设有液位计。

2.药剂溶解与配制单元：对于固体药剂或高浓度液体药剂，需进行溶解、稀释和搅拌，配制成一定浓度的溶液后再投加。主要设备有溶解池、搅拌器、药剂输送泵等。

3.计量投加单元：核心设备为计量泵（如隔膜计量泵、柱塞计量泵），其作用是精确控制药剂的投加量。部分系统也可能采用重力投加或水射器投加等方式，但计量精度相对较低。

4.投加管路系统：将配制好的药剂溶液从储药罐输送至反应池或处理单元的指定投加点。管路材质需根据药剂性质选择，确保耐腐耐磨。

5.控制系统：包括手动控制和自动控制。自动控制系统通常根据在线监测仪表（如pH计、浊度仪、ORP仪、流量计等）的反馈信号，通过PLC或DCS系统自动调节计量泵的投加量，实现精准投加。

四、药剂投加操作流程与要点

（一）投加前准备与检查

1.药剂检查：核对药剂名称、规格、生产日期、保质期，确保药剂质量合格，无受潮、结块、变质现象。

2.系统检查：

*检查储药罐、溶解池是否清洁，有无残留物。

*检查计量泵、搅拌器、阀门、管路等设备是否完好，连接是否紧固，有无泄漏。

*检查动力电源、控制系统是否正常。

*检查在线监测仪表是否校准并正常工作。

3.安全准备：操作人员应穿戴好相应的个人防护用品，如耐酸碱手套、防护服、护目镜、口罩等。熟悉所用药剂的安全特性及应急处理措施。

（二）药剂溶解与配制

1.固体药剂溶解：

*按照规定的配比，先在溶解池中加入适量清水或处理后水。

*启动搅拌器，将固体药剂缓慢、均匀地加入溶解池中，避免药剂结块或局部浓度过高。

*搅拌至药剂完全溶解，形成均匀的溶液。溶解时间和搅拌强度需根据药剂特性确定。

2.液体药剂稀释：

*根据药剂浓度和投加要求，计算稀释倍数。

*在储药罐或专用稀释罐中先加入部分水，再缓慢加入液体药剂，同时搅拌或开启循环混合，最后加水至规定液位。

3.药剂输送：将配制好的药剂溶液通过泵输送至投加储药罐。

（三）投加量的确定与调整

1.初始投加量：可根据设计参数、相似水质经验数据或小试结果确定初始投加量。

2.连续监测与调整：

*密切关注处理效果指标，如沉淀池出水浊度、pH值、COD、氨氮、总磷等。

*根据在线监测数据、化验结果以及对矾花形成情况、出水水质的观察，及时调整投加量。

*当进水水质、水量发生显著变化时，应及时进行调整，确保处理效果稳定。

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