污水混凝与絮凝处理工程：HJ 2006-2010 的药剂、投配与水力参数

一、先说清楚混凝能去除什么、不能去除什么

HJ 2006-2010《污水混凝与絮凝处理工程技术规范》由原环境保护部 2010 年 12 月 17 日批准、2011 年 3 月 1 日实施，适用于城镇污水或工业废水处理工程中采用混凝与絮凝工艺的设计、施工、验收与运行管理。第 4 章的边界表述很值得引用：4.2 条指出混凝工艺对原水悬浮颗粒、胶体颗粒及相关有机物、色度物质、油类物质的浓度均无限制；4.3 条则明确对悬浮颗粒、胶体颗粒、疏水性污染物具有良好的去除效果，对亲水性、溶解性污染物也有相当的絮凝效果。合起来读，混凝的作用对象是颗粒态与胶体态污染物，不能把溶解性 COD 的达标寄托在混凝上。

5.3 条给出反应 pH 的总体取值：完成混凝反应的 pH 值根据投药品种与投药量有较大差别，最佳 pH 值应为 7~8.5。5.2 条要求混凝工艺宜设置调节、隔油等预处理装置，后续应设置沉淀池或气浮池；5.7 条强调混凝工艺的泥水分离由后续沉淀或气浮设备完成，产生的污泥须纳入统一的污泥处理处置考虑——这是混凝工艺在环评与"三同时"验收中最容易被追问的一环。6.1.1 条给出合建判据：处理水量 Q 小于 100 m³/h 时，混凝工艺宜与沉淀池或气浮池合建；6.1.6 条要求 SS 较高或投药量较大时应在反应设备内设排泥装置。

二、药剂选择：混凝剂、絮凝剂、助凝剂各管一段

2.1 混凝剂（表 1 与 6.2.1）

• 硫酸铝：适用于 pH 高、碱度大的原水；破乳及去除水中有机物时 pH 宜 4~7，去除悬浮物时 pH 宜 6.5~8，适用水温 20~40 ℃；
• 三氯化铁：对金属、混凝土、塑料均有腐蚀性；pH 适用范围宜 7~8.5，絮体形成快、较稳定、沉淀时间短；亚铁离子须先氧化为三价铁，pH 较低时须曝气充氧或投氯氧化；质量应符合 GB 4482；
• 硫酸亚铁：须保证原水有足够碱度与溶解氧，通常控制 pH 大于 8~8.5；加氯量按式（2）计算，通常为 FeSO₄·7H₂O 的 1/8，过投量 1.5~2 mg/L；
• 聚合氯化铝（PAC）：受 pH 和温度影响较小、吸附效果稳定，pH 6~9 适应范围宽，一般不必投加碱剂；质量应符合 GB 15892，最重要的是碱化度 B 应在 50%~80%，并按式（1）核算；
• 聚合硫酸铁（PFS）：同属聚合盐类，高浊度原水效果尤为显著。

6.2.1.4 条还有一条常被忽略的判据：污水中含重金属离子时应优先选用铁盐混凝剂；同时铁盐不能过量，并应控制 pH 等反应条件；使用前应验证药剂中重金属及其他污染物含量，超标不得使用。

2.2 絮凝剂与助凝剂（6.2.2）

最常用的是 PAM，条文给出四条硬约束：PAM 应用于铝盐、铁盐混凝反应完成后的絮凝，用量通常应小于 0.3~0.5 mg/L，投加点在反应池末端；应设专用溶解（水解）装置，溶解时间 45~60 min，药剂配置浓度小于 2%，水解时间 12~24 h，水解度 30%~40%；配制完成后超过 48 h 不能继续使用；常温保存应考虑防冻。助凝剂可选氯、石灰、氢氧化钠：投氯用于高色度水与促进二价铁氧化；石灰用于补充碱度、去除 CO₂、调整 pH、增大絮体密度与增强泥渣脱水性能；氢氧化钠用于调整 pH。

三、投配系统：从调制到投加的量化参数

6.3 章给出一套完整的量化参数：水力调制供水水压应大于 0.2 MPa；压缩空气调制曝气强度控制在 3~5 L/（m²·s），石灰乳液不宜采用压缩空气调制；溶解池容积 W1 =（0.2~0.3）W2，溶液池容积按式（4）计算；溶液浓度一般采用 5~20（按混凝剂固体重量计）或 5~7.5（扣除结晶水计），石灰乳采用 2~5（按纯 CaO 计）；每日调制次数一般不宜超过 3 次。6.3.2.3 条要求溶解池与溶液池池底坡度不小于 0.02、设排渣管与超高、内壁防腐，溶液池应设备用池，搅拌转速一般为 10~15 r/min。6.3.3.2 条要求投加设备宜采用计量泵并设自动控制装置。6.3.4 条对药库的要求也很具体：固定储备量可按最大投药量的 7~15 d 用量计，混凝剂堆放高度一般采用 1.5~2.0 m，采用石灰时可为 1.5 m，溶液池边工作台宽度以 1.5 m 为宜。

四、混合与絮凝：G 值、GT 值与三段折板

4.1 混合（6.4）

选型上：管式混合器适用于水量稳定、不含纤维类物质、水泵有富余水头的情况；水泵混合适用于泥沙含量少、悬浮物浓度低、水泵距反应设备近的情况；机械混合适用于原水成分复杂、水质水量多变的情况，且混合池可与絮凝反应池合建。运行参数为：混合时间一般 10~30 s，搅拌速度梯度 G 一般 600~1000 s⁻¹；混合设施与后续构筑物连接管道流速宜 0.8~1.0 m/s；并有一条禁止性规定——高分子絮凝剂等增大凝絮作用的助凝剂不得在混合设备投加。

4.2 絮凝（6.5）

总控参数为：反应时间 T 一般宜控制在 15~30 min；平均速度梯度 G 一般取 70~20 s⁻¹，GT 值应为 10⁴~10⁵，速度梯度 G 及反应流速应逐渐由大到小；反应池应尽量与沉淀池或气浮池合建，确需用管道连接时流速应小于 0.15 m/s；出水穿孔墙过孔流速宜小于 0.10 m/s。竖流折板反应池分三段（6.5.3.1）：第一段异波折板 G=80 s⁻¹、T≥240 s、v=0.25~0.35 m/s；第二段同波折板 G=50 s⁻¹、T≥240 s、v=0.15~0.25 m/s；第三段平行直板 G=25 s⁻¹、T≥240 s、v=0.10~0.15 m/s；折板夹角可采用 90°~120°，折板长度可采用 0.8~1.5 m。条文还给出了各段水头损失的计算式与阻力系数（渐放 ξ₁=0.5、渐缩 ξ₂=0.1、上转弯 ξ₃=1.8、下转弯或孔洞 ξ₃=3.0），可用于高程校核。

需要提醒两处阅读细节。其一，6.5.2 条把 G 值写作"70~20 s⁻¹"，这是发布稿原文的表述方式，结合"由大到小"的要求，应按首端 70 s⁻¹、末端 20 s⁻¹ 递减理解。其二，网格（栅条）反应池明确不宜用于含纤维类、油类物质较多的污水，机械反应池则适用于各类工业废水且便于随水质水量调整——工业废水项目选池型时这两条是硬约束。

五、必须由试验确定的参数清单

本规范反复强调试验优先：6.1.2 条规定投加药剂的种类及数量应根据原水水质（pH、碱度、SS 等）、污染物性质（相对分子质量、分子结构、密度、浓度、疏水性等）由试验确定；6.2.1.2 条要求混凝剂品种选择及用量应根据污水混凝沉淀试验结果或相似水质条件下的运行经验综合比较确定；6.3.1 条重申混凝剂和助凝剂品种与用量应根据污水特性试验确定。换言之，表 1 给出的是适用条件而非投加量，任何直接照搬同类项目投药量而不做混凝沉淀试验的做法都不符合本规范。

此外，本规范未给出沉淀池与气浮池的具体表面负荷、停留时间数值（5.2 条仅要求"后续应设置沉淀池或气浮池"，6.3.2.3 条指向气浮工艺的专项规范），也未给出化学除磷的药剂投加比与出水总磷的对应关系——化学除磷项目的投药量须按进水磷酸盐浓度与目标出水值通过试验确定，不能以本规范作为投药量的依据。