滚筒聚合氯化铝在浙江城市废水絮凝处理中的实践与探索
摘要： 本文聚焦于滚筒聚合氯化铝在浙江城市废水絮凝处理方面的应用。阐述了浙江城市废水的特性与处理需求，详细介绍了滚筒聚合氯化铝的制备原理、特点及其在该类废水处理中的作用机制。通过实际案例分析其在浙江不同城市废水处理中的实践效果，探讨了投加量、搅拌条件、水质影响因素等关键参数的优化策略，同时对处理过程中面临的挑战如污泥处理、成本控制等问题进行深入剖析，并提出了相应的解决思路与未来发展方向，旨在为浙江城市废水的高效絮凝处理提供有价值的参考与借鉴。
一、引言
随着浙江省城市化进程的加速推进，城市人口密集，工业活动频繁，生活污水与工业废水排放量持续攀升，给当地水环境带来了巨大压力。城市废水成分复杂，包含大量的有机物、悬浮物、重金属离子以及各类微生物等，若不经有效处理直接排放，将对地表水、地下水造成严重污染，破坏生态平衡，影响居民生活与健康。因此，探寻高效、经济、稳定的废水处理技术至关重要。絮凝处理作为废水处理的关键环节，能够通过压缩双电层、吸附电中和、网捕卷扫等作用，使废水中的微小悬浮颗粒凝聚成较大絮体，便于后续分离去除，为深度处理创造良好条件。在众多絮凝剂中，滚筒聚合氯化铝凭借其独特优势在浙江城市废水处理领域崭露头角，值得深入研究与实践探索。
二、浙江城市废水特性与处理挑战
（一）废水来源与成分复杂性
浙江城市废水主要来源于居民日常生活排水，如厨房污水、洗涤污水、卫生间污水等，富含大量有机物（如食物残渣、油脂、洗涤剂成分）、氮磷营养物质以及微生物。同时，工业废水也是重要组成部分，不同工业行业排放的废水差异极大，例如纺织印染废水含有高浓度的染料、助剂，酸碱度波动大；电镀废水含有重金属离子（如铬、镍、铜等）；造纸废水携带大量纤维素、木质素等有机物。这些多元来源的废水混合后，成分愈发复杂，增加了处理难度。
（二）水质水量波动大
城市用水量在不同时段呈现明显波动，早晚高峰用水量大，相应废水产生量也急剧增加；季节性变化同样显著，雨季受降水影响，大量雨水带入地表污染物，流入市政污水管网，不仅增加了废水量，还降低了废水浓度，而旱季则相反。这种水质水量的不稳定，要求废水处理系统具备良好的适应性与调节能力，否则难以稳定达标排放。
（三）处理标准日益严格
为保护浙江优美的水生态环境，国家及地方对城市废水排放标准不断收紧，不仅要求降低化学需氧量（COD）、生化需氧量（BOD）、悬浮物（SS）等常规指标，对总磷、总氮、重金属等特殊污染物的管控也越发严格。这使得传统简单的废水处理工艺面临升级改造压力，亟需高效絮凝剂提升预处理效果，配合后续深度处理工艺，确保出水水质全面达标。
三、滚筒聚合氯化铝概述
（一）制备原理
滚筒聚合氯化铝是以铝灰、铝屑等含铝废料为主要原料，在特定工艺条件下，经酸溶、水解、聚合、熟化等步骤制备而成。首先，铝原料与盐酸反应生成氯化铝溶液，控制反应温度、酸度等参数，促使氯化铝水解生成单核羟基配合物，这些单体进一步聚合形成多核羟基配合物，即聚合氯化铝。滚筒制备工艺通过滚筒的缓慢旋转，为反应提供充足时间与均匀的传热传质环境，利于晶体生长与结构优化，最终得到呈黄色或淡黄色粉末状的聚合氯化铝产品，其主要成分为[Al₂(OH)ₙCl₆₋ₙ]ₘ，其中 n 称为盐基度，对絮凝性能影响显著。
（二）特性优势
1. 高效絮凝性：滚筒聚合氯化铝具有较多的活性铝物种与适中的电荷密度，能快速中和废水中胶体颗粒表面电荷，降低其稳定性，使其相互碰撞凝聚。同时，其高分子量特性有利于形成较大的絮体，沉降速度快，可有效缩短絮凝沉淀时间，提高处理效率。例如在处理浙江某纺织印染废水时，相较于传统硫酸铝絮凝剂，滚筒聚合氯化铝能使絮体形成时间缩短约 30%，沉淀速度提升近一倍。
2. 适应性强：浙江城市废水 pH 值多变，滚筒聚合氯化铝在较宽 pH 范围内（一般 5 - 9）均能保持良好絮凝效果。对于不同类型废水，无论是高有机物含量的生活污水还是含重金属、难降解物质的工业废水，它都能通过调整投加量与工艺参数实现有效絮凝。如在处理温州某电镀园区混合废水时，在 pH 6 - 8 区间内，均可获得较高 SS 去除率，展现出对复杂水质的出色适应能力。
3. 经济环保：以废铝为原料制备，实现了资源的回收再利用，降低生产成本。与传统铝盐絮凝剂相比，其用量少但效果好，可减少药剂运输与存储成本。此外，滚筒聚合氯化铝在絮凝过程中不会产生二次污染，残留铝离子含量低，符合环保要求，助力浙江城市绿色可持续发展。
四、滚筒聚合氯化铝在浙江城市废水处理中的作用机制
（一）压缩双电层
城市废水中胶体颗粒因吸附相同电荷离子而带有电荷，相互排斥保持稳定分散状态。滚筒聚合氯化铝溶解后，其带正电荷的离子团迅速扩散至胶体颗粒表面，中和部分负电荷，减小颗粒间静电斥力，使颗粒间距离拉近，从而压缩双电层。当双电层厚度减薄到一定程度，颗粒间吸引力占主导，发生凝聚现象。以杭州某市政污水处理厂为例，投加滚筒聚合氯化铝后，原本稳定的细小悬浮胶体颗粒电荷被有效中和，开始聚集形成微小絮体，为后续絮体成长奠定基础。
（二）吸附电中和
滚筒聚合氯化铝分子链上分布着大量正电荷活性位点，除静电中和外，还能通过氢键、范德华力等作用力吸附废水中的带负电胶体杂质、溶解性有机物等。这种吸附作用不仅进一步降低颗粒表面电荷，还增强了颗粒间的连接强度，促进絮体密实度提升。在宁波某小区生活污水处理中，聚合氯化铝能吸附水中蛋白质、多糖等有机大分子，使其缠绕在絮体内部，加快沉降速度，提高 COD 去除率。
（三）网捕卷扫
随着滚筒聚合氯化铝投加量增加、絮凝反应进行，形成的絮体逐渐长大增多。这些絮体如同一张大网，在沉淀过程中能够网捕卷扫水中剩余的微小悬浮颗粒、胶体甚至溶解性物质，实现水体澄清。在绍兴某工业集聚区废水处理站，当适量聚合氯化铝投加并搅拌反应后，生成的大片絮体在沉淀池中下沉时，将大量逃逸的细微污染物一并带下，显著降低了出水浊度与污染物浓度。
五、实践应用案例分析
（一）案例一：杭州某市政污水处理厂
该污水处理厂日处理规模为 30 万吨，服务城区人口众多，接纳大量生活污水与部分工业废水。以往采用硫酸铝作为絮凝剂，但在应对水质波动时效果不佳，且污泥产量大、脱水困难。引入滚筒聚合氯化铝后，根据进水水质实时调整投加量，一般在 10 - 30 mg/L 范围。通过优化搅拌工艺，先在快速搅拌（150 - 200 r/min，1 - 2 min）下使药剂迅速分散混合，再慢速搅拌（40 - 60 r/min，15 - 20 min）促进絮体成长。运行结果显示，出水 SS 稳定低于 20 mg/L，COD 去除率提高约 15%，污泥含水率降至 80%以下，脱水效率大幅提升，运行成本降低约 10%，取得了显著的环境效益与经济效益。
（二）案例二：宁波某印染工业园区废水处理
该园区以纺织印染企业为主，废水色度高、有机物浓度大、含多种助剂，处理难度极高。采用滚筒聚合氯化铝与其他工艺组合处理，针对印染废水特点，投加量控制在 50 - 100 mg/L。预处理阶段，聚合氯化铝有效脱色，去除部分难降解有机物，降低后续生化处理负荷。在调节池后设置絮凝沉淀池，经搅拌反应形成大量蓬松且密实的絮体，将废水中染料分子、浆料等污染物高效去除。经长期运行监测，废水 COD 从平均 800 - 1000 mg/L 降至 300 mg/L 以下，色度去除率超 80%，保障了园区水污染物排放达标，为类似印染废水处理提供了成功范例。
（三）案例三：温州某电镀厂综合废水处理
电镀厂产生的含重金属废水毒性大、成分复杂，对生态环境危害严重。利用滚筒聚合氯化铝处理时，重点考虑
