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·518· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

体积仍高达 130 mL。 投药量对 M-PTF 污泥含水率的影响大于 PAC。
2.3.3 污泥减量率及含水特性 在实验投药量下，M-PTF 含水率为 97.15%~ 98.53%
表 1 为不同投药量（2.0~4.5 mmol/L）下 M-PTF （最大差值为 1.38%），而 PAC 均大于 99.5%，说明
和 PAC 处理生活污水时产生的干污泥质量。由表 1 M-PTF 除污染物不同程度时，与污染物结合的紧密
看出，M-PTF 干污泥的质量与 PAC 基本相近。 程度可能不同，或 M-PTF 在不同浓度时水解产物的

表 1 不同投药量下 M-PTF 和 PAC 的干污泥质量 密实度或结合的紧密程度有区别。而 PAC 污泥的超
Table 1 Dry sludge weight of M-PTF and PAC at different 多水量使药剂增加量所做的贡献微乎其微。M-PTF
dosages 污泥含水率比 PAC 下降了 1.11%~2.41%，虽然降幅
投药量/(mmol/L) 很小却使污泥体积下降了 71.28%~84.38%（图 7a），

2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 极大降低了后续污泥浓缩和脱水成本及难度，对于
干污泥 M-PTF 0.24 0.26 0.31 0.42 0.48 0.57 污泥围城现象的地区具有重要意义。
质量/g PAC 0.24 0.30 0.35 0.33 0.56 0.57
作为无机混凝剂，M-PTF 加入水中后发生复杂
水解反应，形成系列荷电且具有一定聚合度的产物
图 7 为以 PAC 为基准，M-PTF 污泥减量率，及
（根据图 2、图 3 可侧面推测出该特征），其水解情
M-PTF 与 PAC 污泥含水率随投药量的变化趋势。
况、荷电情况和聚集度大小对混凝效果有很大影响，
但由于本文研究目标是提高混凝效果的同时，达到
污泥减量化并降低后续污泥浓缩脱水难度，因此
对混凝机理不做重点阐述，下面仅针对 M-PTF 所
具有的污泥特性原因进行分析。
浊度物质一般是密度较大或密实度较大的物
质，故从 PAC 比 M-PTF 具有优异除浊效果（图 4）
推测出 PAC 污泥应具有较大沉降速率或较少含水
率，但却得出相反结果（图 7b）。这可能源于两个
原因：（1）PAC 水解产物可能具有较小密度且分布
[4]
松散，且 PAC 较光滑的表面形态 及单一元素（Al）
的组成均可能使其具有比 M-PTF 更大的亲水性，使
其与污染物结合的絮体密度依然较小，更接近于水
密度，且其亲水特性使其能结合更多水分，从而被
更厚的水壳包裹（图 5b），致使其具有较慢沉降速
率的絮体以及含水率较大的污泥；（2）由图 2、图
3 得出，M-PTF 是多种金属和非金属元素组成的多
元共聚物，交联度较大，疏水性较强。另外，M-PTF
具有的由晶形样和不规则样组成的复杂多样、粗

糙、参差不齐的大面积表面结构以及多样化空隙结
图 7 M-PTF 的污泥减量率（a）以及 M-PTF 和 PAC 的
污泥含水率（b） 构尺寸和形态（图 2b），易吸附污染物，且粗糙的
Fig. 7 Sludge reduction of M-PTF (a) and water content of 表面结构会增强吸附作用，使其与污染物的结合较
sludge formed by M-PTF and PAC (b) 紧密和牢固。同时，根据图 4~图 6a 可推断出，
M-PTF 水解产物可能具有更大密度及良好疏水特
由图 7a 看出，M-PTF 污泥减量率很高，均达到
性，使其结合浊度物质及有机物后的絮团密度远大
71.28%以上，最高达 84.38%。由于 M-PTF 污泥体
于 PAC，且其疏水性使其污泥含水率低于 PAC，故
积与 PAC 相差较大，导致投药量对 M-PTF 污泥减
与 PAC 相比，M-PTF 污泥具有良好的沉降性及较
量率的影响不大。由图 7b 看出，在实验投药量下，
大的减量率。
M-PTF 污泥的含水率均低于 PAC，这与污泥的实际
形貌（图 5）基本一致，即 M-PTF 形成了边界清晰
3 结论
的污泥絮团以及较清晰的絮团、组成絮团的絮粒形
状，而 PAC 由于含水量很大致使其形成了近乎透明 （1）M-PTF 是由不规则形状与晶状样搭建的以
的很不清晰的污泥絮团边界及絮粒絮团形状。 羟基为主的各元素桥联的多形态立体网状表面形