污泥化学调质的作用

   生化系统排出的剩余污泥，其含水率一般在99.5％～99.8％。经过浓缩作用和普通机械脱水后，污泥的含水率仍高达78％～85％，进一步干化仍较困难。

   在污泥脱水前进行的预处理，称为污泥调质。其作用是使污泥颗粒改变物化性质，破坏污泥的胶体结构，减少其与水的亲和力，从而改善其脱水性能，现在常用的方法为化学调质。主要向污泥中投加化学药剂，改善其脱水性能；化学调质流程简单，操作不复杂，且调质效果很稳定。

   污泥的化学调质就是要克服水合作用和电排斥作用，通过改变污泥结构，以提高其可脱水性。其途径有二：第一是脱稳、凝聚，脱稳依靠在污泥中加入无机盐、离子型有机聚合物等混凝剂，使颗粒表面性质改变并凝聚起来，即混凝；第二是改善污泥颗粒间的结构，降低污泥的可压缩性，减少过滤阻力和过滤介质（滤布）堵塞，这类药剂属助凝剂或助滤剂。

   化学调质的机理

   如上所述，污泥化学调质方法有混凝、助凝和助滤。混凝和助凝往往是结合在一起的，没有特别明显的区分。助滤的机理很简单，主要是增强滤饼的不可压缩性，以降低过滤的阻力。按机理，混凝可分为压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥和沉淀物网捕四种。

   1.压缩双电层

   由胶体粒子的双电层结构可知（下图），当向溶液中投加电解质，溶液中的反离子浓度增高，加入的反离子与扩散层原有反离子之间的静电斥力把原有部分反离子挤压到吸附层中，从而使扩散层厚度缩小，反离子更多地挤入滑动面与吸附层，使胶粒带电荷数减少，ζ电位降低。胶粒间的排斥力减小，距离减小，吸引力增大，胶粒得以迅速凝聚。

   2.吸附电中和

   胶粒表面对异号离子、异号胶粒、链状离子或分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用，由于这种吸附作用中和了电位离子所带部分电荷，减少了静电斥力，降低了ξ电位，使胶体的脱稳和凝聚易于发生。

   3.吸附架桥

   吸附架桥作用主要是指链状高分子聚合物在静电引力、范德华力和氢键力等作用下，通过活性部位与胶粒和细微悬浮物等发生吸附桥联的过程。

   4.沉淀物网捕

   采用硫酸铝、三价铁盐等高价金属盐类作混凝剂时，当投加量大到足以迅速沉淀金属氢氧化物如Al（OH）3、Fe（OH）3或带金属碳酸盐如CaCO3时，水中的胶粒和细微悬浮物可被这些沉淀物在形成时作为晶核或吸附质所网捕。

   以上介绍的混凝的四种机理，在水处理中往往可能是同时或交叉发挥作用的，只是在一定情况下以某种机理为主而已。低分子电解质的混凝剂，以双电层作用产生凝聚为主；高分子聚合物则以架桥联接产生絮凝为主。