第四章-混凝劑和助凝劑課件

混凝劑種類有很多，分：無機混凝劑品種較少，主要為鐵鹽、鋁鹽及其聚合物有機混凝劑品種較多一般水處理中常用無機類的，下面介紹幾種常見的。一、混凝劑混凝劑種類有很多，分：一、混凝劑1（一）無機鹽混凝劑

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%，價貴，少用。粗制：Al2O3≮14%，不溶性雜質(zhì)≯2.4%，價廉，多用。特性：混凝效果好，腐蝕性小，使用方便，但水溫低時，效果不及鐵鹽。明礬AL2(SO4)3?K2SO4?24H2O

（一）無機鹽混凝劑2

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，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理與硫酸鋁相似，但混凝特性略有不同。2、三氯化鐵：FeCl3·6H2O（鐵鹽中最3

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，不宜采用；使用時，一般采用氯化法將Fe2+氧化為Fe3+

，氯和其的比例為1：8。3、硫酸亞鐵：FeSO4·7H2O4（二）高分子混凝劑

1.聚合氯化鋁，簡稱PAC。無機高分子混凝劑系Al(OH)3的中間產(chǎn)物，一般為溶液。（1）化學式：

1）聚合氯化鋁：

[Al2(OH)nCl6-n]mm——聚合度n——OH數(shù)

n＝１～５ｍ≤１０當ｎ＝５，ｍ＝２時，分子式為（二）高分子混凝劑5

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)。2）堿式氯化鋁Al13(OH)34Cl5[Al13(6（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，但過高易產(chǎn)生沉淀，故B=50～80%

-（2）其性能可用堿化度B衡量B=如Al4(7聚合氯化鋁做混凝劑時，與無機鹽類混凝劑相比，具有很多優(yōu)點：1.形成絮凝體速度快，絮凝體大而密實，沉降性能好。2.投加量相對與無機鹽類混凝劑低；3.對原水水質(zhì)適應性好，無論是低溫、低濁、高濁、高色度、有機污染等原水，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)過量投加不會造成水的pH值的大幅下降，不會突然出現(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機鹽高，因此在配置和投加過程中藥劑對設備的腐蝕程度小，處理后水的pH值和堿度變化也較小。聚合氯化鋁做混凝劑時，與無機鹽類混凝劑相比，具有很多優(yōu)點：8

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

氧化過程中，部分OH取代SO4→聚合硫酸鐵2.聚合鐵聚合硫酸鐵（PFS），已投入使用聚合氯化鐵9

特性：采用聚合硫酸鐵作為混凝劑，其優(yōu)點在于：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。

特性：采用聚合硫酸鐵作為混凝劑，其優(yōu)點在于：混凝劑用量10（1）天然高分子混凝劑

主要有動物膠、淀粉、甲殼素等。

特點：電荷密度小，分子量較低，且易發(fā)生降解而失去活性。3.

有機混凝劑（1）天然高分子混凝劑3.有機混凝劑11（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陽離子型：主要是含有-NH3+、-NH2+的聚合物，如陽離子聚丙烯酰胺（APAM）等。③非離子型：所含基團未發(fā)生反應的聚合物。如非離子型聚丙烯酰胺（NPAM）和聚氧化乙烯(PEO)等。（2）人工合成高分子混凝劑12聚丙烯酰胺

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

n

酰胺基—CH2CH—CONH2鏈節(jié)數(shù)或聚合度

n=2～9萬 m=150～600萬聚丙烯酰胺有機高分子聚合物，也稱“3#絮凝劑13

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。堿化水解：14

水解度：酰胺基轉(zhuǎn)化為羧基的百分數(shù)。控制為30～40%較好。特性：吸附架橋顯著高濁度水—絮凝劑低濁度水—助凝劑問題：制造復雜，價格高單體有微毒，為安全起見，投量＜2mg/l適用水解度：適用15高分子混凝劑的作用：

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

當廢水低濁度時，宜先投其他混凝劑；當廢水濁度高時，應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，應盡量采用較低的濃度。高分子混凝劑的作用：16無機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，但腐蝕性強有機人工合成陽離子型：含氨基、亞氨基的聚合物國外開始增多，國內(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、動物膠、樹膠、甲殼素等微生物絮凝劑無鋁系硫酸鋁適宜pH：5.5~8鐵系三氯化鐵適宜pH：5~117

(3)混凝劑研究發(fā)展方向無機復合聚合物混凝劑：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）無機－有機復合：

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

陽離子有機化合物天然改性高分子絮凝劑：無毒易降解，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(3)混凝劑研究發(fā)展方向無機復合聚合物混凝劑：18

(一)定義

當單用混凝劑不能取得良好效果時，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，增大顆粒粒度及比重。調(diào)整廢水的pH和堿度，使其達到最佳的混凝條件。

二、助凝劑(一)定義二、助凝劑19(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)構改良劑：投加絮體結(jié)構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、