第四章 混凝劑和助凝劑

第四章混凝劑和助凝劑第一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日混凝劑種類有很多，分：無(wú)機(jī)混凝劑品種較少，主要為鐵鹽、鋁鹽及其聚合物有機(jī)混凝劑品種較多一般水處理中常用無(wú)機(jī)類的，下面介紹幾種常見(jiàn)的。一、混凝劑第二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日（一）無(wú)機(jī)鹽混凝劑

1、硫酸鋁：Al2(SO4)·18H2O白色結(jié)晶體，分為：精制：Al2O3≮15%，不溶性雜質(zhì)≯0.5%，價(jià)貴，少用。粗制：Al2O3≮14%，不溶性雜質(zhì)≯2.4%，價(jià)廉，多用。特性：混凝效果好，腐蝕性小，使用方便，但水溫低時(shí)，效果不及鐵鹽。明礬AL2(SO4)3?K2SO4?24H2O

第三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

2、三氯化鐵：FeCl3·6H2O（鐵鹽中最常用的）褐色結(jié)晶體特性：易溶解，結(jié)成的礬花重，比鋁鹽形成的密實(shí)，易沉淀，適用于低溫、低濁水，效果優(yōu)于硫酸鋁，但腐蝕性大?；炷龣C(jī)理與硫酸鋁相似，但混凝特性略有不同。第四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

3、硫酸亞鐵：FeSO4·7H2O半透明的綠色結(jié)晶體，俗稱“綠礬”特性：Fe2+效果不如Fe3+；受溫度影響小，腐蝕性高，水中色度較高時(shí)，不宜采用；使用時(shí)，一般采用氯化法將Fe2+氧化為Fe3+，氯和其的比例為1：8。第五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日（二）高分子混凝劑

1.聚合氯化鋁，簡(jiǎn)稱PAC。無(wú)機(jī)高分子混凝劑系A(chǔ)l(OH)3的中間產(chǎn)物，一般為溶液。（1）化學(xué)式：1）聚合氯化鋁：[Al2(OH)nCl6-n]mm——聚合度n——OH數(shù)n＝１～５ｍ≤１０當(dāng)ｎ＝５，ｍ＝２時(shí)，分子式為第六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

2）堿式氯化鋁Aln(OH)mCl3n-m如Al6(OH)14Cl4，Al13(OH)34Cl5

溶于水后，離解

Al13(OH)34Cl5

[Al13(OH)34]5++5Cl-

由于[Al13(OH)34]5+電荷高，聚合度高，有利于脫穩(wěn)、吸附架橋，是一種最優(yōu)形態(tài)。第七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日（2）其性能可用堿化度B衡量

B=如Al4(OH)10Cl2

B=

B，越利于吸附架橋，但過(guò)高易產(chǎn)生沉淀，故B=50～80%

-第八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日聚合氯化鋁做混凝劑時(shí)，與無(wú)機(jī)鹽類混凝劑相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)：1.形成絮凝體速度快，絮凝體大而密實(shí)，沉降性能好。2.投加量相對(duì)與無(wú)機(jī)鹽類混凝劑低；3.對(duì)原水水質(zhì)適應(yīng)性好，無(wú)論是低溫、低濁、高濁、高色度、有機(jī)污染等原水，均保持較穩(wěn)定的處理效果；4.最佳混凝pH值范圍寬，最佳投加量范圍寬，一定范圍內(nèi)過(guò)量投加不會(huì)造成水的pH值的大幅下降，不會(huì)突然出現(xiàn)混凝效果很差的現(xiàn)象；5.由于聚合氯化鋁的鹽基度比無(wú)機(jī)鹽高，因此在配置和投加過(guò)程中藥劑對(duì)設(shè)備的腐蝕程度小，處理后水的pH值和堿度變化也較小。第九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

2.聚合鐵聚合硫酸鐵（PFS），已投入使用聚合氯化鐵（PFC），正在研究

分

聚合硫酸鐵[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]mn<2,m>10制作：氧化

FeSO4Fe2(SO4)3

氧化過(guò)程中，部分OH取代SO4→聚合硫酸鐵第十頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

特性：采用聚合硫酸鐵作為混凝劑，其優(yōu)點(diǎn)在于：混凝劑用量少；絮凝體形成速度快、沉降速度快；有效的pH值范圍寬；與三氯化鐵比腐蝕性大大降低；處理后水的色度和鐵離子含量均降低。

第十一頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日（1）天然高分子混凝劑

主要有動(dòng)物膠、淀粉、甲殼素等。

特點(diǎn)：電荷密度小，分子量較低，且易發(fā)生降解而失去活性。3.有機(jī)混凝劑第十二頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日（2）人工合成高分子混凝劑①陰離子型：主要含-COOM(M為H+或金屬離子)或-SO3H的聚合物，如陰離子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚苯乙烯磺酸鈉（PSS）等。②陽(yáng)離子型：主要是含有-NH3+、-NH2+的聚合物，如陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（APAM）等。③非離子型：所含基團(tuán)未發(fā)生反應(yīng)的聚合物。如非離子型聚丙烯酰胺（NPAM）和聚氧化乙烯(PEO)等。第十三頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日聚丙烯酰胺

有機(jī)高分子聚合物，也稱“3#絮凝劑”，用PAM表示。分子結(jié)構(gòu)為鏈節(jié)或單體

n

酰胺基—CH2CH—CONH2鏈節(jié)數(shù)或聚合度

n=2～9萬(wàn) m=150～600萬(wàn)第十四頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

堿化水解：[R-CONH2]n+χH2O+χNaOH→[R-CONH2]n-χ·[R-COO-Na+]χ+χNH4OH收卷縮狀態(tài)得以伸展，吸附架橋作用增強(qiáng)。第十五頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

水解度：酰胺基轉(zhuǎn)化為羧基的百分?jǐn)?shù)?？刂茷?0～40%較好。特性：吸附架橋顯著高濁度水—絮凝劑低濁度水—助凝劑問(wèn)題：制造復(fù)雜，價(jià)格高單體有微毒，為安全起見(jiàn)，投量＜2mg/l適用第十六頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日高分子混凝劑的作用：

靠氫鍵、靜電、范德華力的作用對(duì)膠粒強(qiáng)烈的吸附作用。高聚合度的線型高分子在溶液中保持適當(dāng)?shù)纳煺剐螤?，從而發(fā)揮吸附架橋作用，把許多細(xì)小顆粒吸附后，纏結(jié)在一起。與其他混凝劑共同使用時(shí)的注意事項(xiàng)：

當(dāng)廢水低濁度時(shí)，宜先投其他混凝劑；當(dāng)廢水濁度高時(shí)，應(yīng)先投加高分子混凝劑。高分子混凝劑最佳投加量的確定。在高分子混凝劑使用時(shí)，應(yīng)盡量采用較低的濃度。第十七頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日無(wú)機(jī)鋁系硫酸鋁明礬聚合氯化鋁（PAC）聚合硫酸鋁（PAS）適宜pH：5.5~8鐵系三氯化鐵硫酸亞鐵硫酸鐵（國(guó)內(nèi)生產(chǎn)少）聚合硫酸鐵聚合氯化鐵適宜pH：5~11，但腐蝕性強(qiáng)有機(jī)人工合成陽(yáng)離子型：含氨基、亞氨基的聚合物國(guó)外開(kāi)始增多，國(guó)內(nèi)尚少陰離子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非離子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）兩性型：使用極少天然淀粉、動(dòng)物膠、樹(shù)膠、甲殼素等微生物絮凝劑第十八頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日(3)混凝劑研究發(fā)展方向無(wú)機(jī)復(fù)合聚合物混凝劑：聚合硫酸鋁鐵（PFAS）、聚合氯化鋁鐵（PFAC）、聚合硫酸氯化鐵（PFSC）、聚合硫酸氯化鋁（PASC）、聚合鋁硅（PASi）、聚合鐵硅（PFSi）、聚合硅酸鋁（PSA）、聚合硅酸鐵（PSF）無(wú)機(jī)－有機(jī)復(fù)合：

聚合鋁/鐵-聚丙烯酰胺、聚合鋁/鐵-甲殼素、聚合鋁/鐵-天然有機(jī)高分子、聚合鋁/鐵-其它合成有機(jī)高分子有機(jī)高分子絮凝劑：

陽(yáng)離子有機(jī)化合物天然改性高分子絮凝劑：無(wú)毒易降解，如甲殼素等多功能絮凝劑：絮凝、緩蝕阻垢、殺菌滅藻微生物絮凝劑第十九頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日

(一)定義

當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時(shí)，可投加某些輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。(二)作用

改善絮粒結(jié)構(gòu)，增大顆粒粒度及比重。調(diào)整廢水的pH和堿度，使其達(dá)到最佳的混凝條件。

二、助凝劑第二十頁(yè)，共二十二頁(yè)，2022年，8月28日(三)分類

A、pH調(diào)整劑：調(diào)節(jié)廢水的pH符合混凝處理工藝要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。B、絮凝結(jié)構(gòu)改良劑：投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以增大絮體的粒徑、密度。常用骨膠、活化硅酸、海藻酸鈉、粘土、水玻璃、PAM等。