解析常見的混凝劑、助凝劑和絮凝劑種類 

概述：絮凝是聚合物的高分子鏈在懸浮的顆粒與顆粒之間發(fā)生架橋的過程�！凹軜颉本褪蔷酆衔锓肿由喜煌湺挝皆诓煌w粒上，促進顆粒與顆粒聚集。
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混凝


水中懸浮的顆粒在粒徑小到一定程度時，其布朗運動的能量足以阻止重力的作用，而使顆粒不發(fā)生沉降。這種懸浮液可以長時間保持穩(wěn)定狀態(tài)。而且，懸浮顆粒表面往往帶電（常常是負電），顆粒間同種電荷的斥力使顆粒不易合并變大，從而增加了懸浮液的穩(wěn)定性。


混凝過程就是加入帶正電的混凝劑去中和顆粒表面的負電，使顆�！懊摲�(wěn)”。于是，顆粒間通過碰撞、表面吸附、范德華引力等作用，互相結(jié)合變大，以利于從水中分離。


混凝劑是分子量低而陽電荷密度高的水溶性聚合物，多數(shù)為液態(tài)。它們分為無機和有機兩大類。無機混凝劑主要是鋁、鐵鹽及其聚合物。


絮凝


絮凝是聚合物的高分子鏈在懸浮的顆粒與顆粒之間發(fā)生架橋的過程�！凹軜颉本褪蔷酆衔锓肿由喜煌湺挝皆诓煌w粒上，促進顆粒與顆粒聚集。


絮凝劑為有機聚合物，多數(shù)分子量較高，并有特定的電性（離子性）和電荷密度（離子度）。


實際過程要比上述理論復(fù)雜得多。由于混凝劑/絮凝劑都是高分子物質(zhì)，同一產(chǎn)品中大大小小的分子都有，所謂“分子量”只是一個平均概念。所以，在用某一混凝劑或絮凝劑處理污水是，“電中和”和“架橋”作用會交織在一起同時發(fā)生。絮凝過程是多種因素綜合作用的結(jié)果，目前仍有一些沒有認清和解決的問題。就我們所知，絮凝過程與絮凝劑分子結(jié)構(gòu)、電荷密度、分子量有關(guān)；與懸浮顆粒表面性質(zhì)、顆粒濃度、比表面積有關(guān)；與介質(zhì)（水）的pH值、電導(dǎo)、水中其他物質(zhì)的存在、水溫、攪動情況等因素有關(guān)。因此盡管有理論和經(jīng)驗可循，用實驗來選擇絮凝劑仍然是不可缺少的。 

混凝處理中包括凝聚和絮凝兩個階段。在凝聚階段水中的膠體雙電層被壓縮失去穩(wěn)定而形成較小的微粒；在絮凝階段這些微�；ハ嗑劢Y(jié)（或由于高分子物質(zhì)的吸附架橋作用相助）形成大顆粒絮體，這些絮體在一定的沉淀條件下可以從水中分離去除。


一、混凝劑與助凝劑


（一）常用的無機鹽類混凝劑

常用的無機鹽類混凝劑見下表。


常用的無機鹽類混凝劑

名稱

分子式

一般介紹

精制

硫酸鋁

Al2(SO4)3·18H2O

（1）含無水硫酸鋁50%~52%

（2）適用于水溫為20~40℃

（3）當(dāng)pH=4~7時，主要去除水中有機物

     pH=5.7~7.8時，主要去除水中懸浮物

pH=6.4~7.8時，處理濁度高、色度低

    （小于30度）的水

（4）濕式投加時一般先溶解成10%~20%的溶液

工業(yè)

硫酸鋁

Al2(SO4)3·18H2O

（1）制造工藝較簡單

（2）無水硫酸鋁含量各地產(chǎn)品不同，設(shè)計時一般可采用20%~25%

（3）價格比精制硫酸鋁便宜

（4）用于廢水處理時，投加量一般為50~200mg/L

（5）其他同精制硫酸鋁

明礬

Al2(SO4)3·

K2SO4·24H2O

（1）同精制硫酸鋁

（2）現(xiàn)已大部分被硫酸鋁所代替

硫酸

亞鐵

（綠礬）

FeSO4·7H2O

（1）腐蝕性較高（2）礬花形成較快，較穩(wěn)定，沉淀時間短（3）適用于堿度高，濁度高，pH=8.1~9.6的水，不論在冬季或夏季使用都很穩(wěn)定，混凝作用良好，當(dāng)pH值較低時（<8.0），常使用氯來氧化，使二價鐵氧化成三價鐵，也可以用同時投加石灰的方法解決

三氯

化鐵

FeCl3·6H2O

（1）對金屬（尤其對鐵器）腐蝕性大，對混凝土亦腐蝕，對塑料管也會因發(fā)熱而引起變形

（2）不受溫度影響，礬花結(jié)得大，沉淀速度快，效果較好

（3）易溶解，易混合，渣滓少

（4）適用最佳pH值為6.0~8.4

聚合

氯化鋁

[Aln(OH)mCl3n-m]

（通式）

簡寫PAC

（1）凈化效率高，耗藥量少，過濾性能好，對各種工業(yè)廢水適應(yīng)性較廣

（2）溫度適應(yīng)性高，pH適用范圍寬（可在pH=5~9的范圍內(nèi)），因而可不投加堿劑

（3）使用時操作方便，腐蝕性小，勞動條件好

（4）設(shè)備簡單，操作方便，成本較三氯化鐵低

（5）是無機高分子化合物


（二）常用的有機合成高分子混凝劑及天然絮凝劑

常用的有機合成高分子混凝劑（又稱絮凝劑）及天然絮凝劑見下表。


常用有機合成高分子混凝劑及天然絮凝劑

名 稱

分子式或代號

一般介紹

聚丙烯酰胺

代號PAM

（1）目前被認為是最有效的高分子之一，在廢水處理中常被用作助凝劑，與鋁鹽或鐵鹽配合使用

（2）與常用混凝劑配合使用時，應(yīng)按一定的順序先后投加，以發(fā)揮兩種藥劑的最大效果

（3）聚丙烯酰胺固體產(chǎn)品不易溶解，宜在有機械攪拌的溶解槽內(nèi)配制成0.1%~0.2%的溶液再進行投加，稀釋后的溶液保存期不宜超過1~2周

（4）聚丙烯酰胺有極微弱的毒性，用于生活飲用水凈化時，應(yīng)注意控制投加量

（5）是合成有機高分子絮凝劑，為非離子型；通過水解構(gòu)成陰離子型，也可通過引入基團制成陽離子型；目前市場上已有陽離子型聚丙烯酰胺產(chǎn)品出售

脫色絮凝劑

代號脫色I號

（1）屬于聚胺類高度陽離子化的有機高分子混凝劑，液體產(chǎn)品固含量70%，無色或淺黃色透明粘稠液體

（2）貯存溫度5~45℃，使用pH值7~9，按1：50~1：100稀釋后投加，投加量一般為20~100mg/L，也可與其他混凝劑配合使用

（3）對于印染廠、染料廠、油墨廠等工業(yè)廢水處理具有其他混凝劑不能達到的脫色效果

天然植物改性高分子絮凝劑


（1）由691化學(xué)改性制得，取材于野生植物，制備方便，成本較低

（2）宜溶于水，適用水質(zhì)范圍廣，沉降速度快，處理水澄清度好

（3）性能穩(wěn)定，不易降解變質(zhì)

（4）安全無毒

天然絮凝劑

F691

刨花木、白膠粉

F703

絨稿（灌木類、皮、根、葉亦可）


（三）常用的助凝劑

常用的助凝劑見下表。


常用的助凝劑

名 稱

分子式

一般介紹

氯

Cl2

（1）當(dāng)處理高色度廢水及用作破壞水中有機物或去除臭味時，可在投混凝劑前先投氯，以減少混凝劑用量

（2）用硫酸亞鐵作混凝劑時，為使二價鐵氧化成三價鐵可在水中投氯

生石灰

CaO

（1）用于原水堿度不足

（2）用于去除水中的CO2，調(diào)整pH值

（3）對于印染廢水等有一定的脫色作用

活化硅酸、活化水玻璃、泡花堿

Na2O·xSiO2·yH2O

（1）適用于硫酸亞鐵與鋁鹽混凝劑，可縮短混凝沉淀時間，節(jié)省混凝劑用量

（2）原水渾濁度低、懸浮物含量少及水溫較低（約在14℃以下）時使用，效果更為顯著

（3）可提高濾池濾速，必須注意加注點

（4）要有適宜的酸化度和活化時間


（1）PAM和無機鋁鹽混凝劑聯(lián)用比單獨用無機鋁鹽混凝劑，可以使去濁效果明顯改善，而對去除CODMn和UV254改善很少；


（2）PAM和無機鋁鹽混凝劑聯(lián)用比單獨用無機鋁鹽混凝劑，可使污泥濕基重量減少40%左右；


（3）PAM和無機鋁鹽混凝劑聯(lián)用比單獨用無機鋁鹽混凝劑，可降低污泥處理費和凈水加藥費用,從而能降低總的凈水成本；


（4）用于飲用水處理的PAM，其單體AM含量均應(yīng)小于0.05%，PAM投加率一般均少于1mg/l，足以保證飲用水的安全性。我國許多以地面水為水源的凈水廠（特別是原水濁度較高的凈水廠）在用混凝劑的同時，適量投加PAM，將具有很大的經(jīng)濟效益和社會效益。


（5）陽離子型PAM的價格較高（一般為陰離子價格的兩倍左右），而非離子型PAM溶解性較差，對這兩種類型PAM和無機混凝劑聯(lián)用時的凈水效果，有待進一步探討。 

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