无机絮凝剂的性质
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常用的无机絮凝剂有铝盐系列，如明矾、三氯化铝、硫酸铝。目前碱式氯化铝越来越引起人们的重视。而对铁盐系列无机絮凝剂，如三氯化铁、硫酸亚铁应用的较少，只在少数的废水处理中应用。但是最近几年来人们对碱式氯化铁和碱式硫酸铁的研究和应用有所增加。
一、无机絮凝剂的性质
能够使胶体颗粒脱稳和产生絮凝沉淀的铝盐和铁盐是有效的、价格低廉的无机紫凝剂。为了掌握它们的絮凝作用，达到良好的絮凝效果，首先应该了解它们的性质。
1.硫酸铝
化学式是Al2（SO4）3·18H2O，呈白色粉末状或块状，有涩味。在水中发生水解反应，水解反应速度缓慢。工业纯的硫
酸铝含Al2（SO4）3大约为20％一25％，化学纯的硫酸铝含
Al2（SO4）3大约为50％一60％。一船情况下，使用的pH
值范围为6．o一7．8。当pH值＝4—7时，以去除水溶液
中的有机构为主，当pH值＝5．7—7．8时，以去除水溶液
中的悬浮物为主，当PH值＝6．4—7．8时，可以处理高浊
度废水和低色度废水。适合的水温为20一40℃，通常的用量
为15—100mg/L。
工业纯的硫酸铝．合有20％一30％的水不溶物，在使用时需要清除残渣。
高浓度的硫酸铝的水溶液有腐蚀性，可存放在塑料、不锈钢等容器中。
2.明矾
明矾又名硫酸铝钾，化学式为Al2（SO4）3·K2SO4·24H2O。实质上，明矾是硫酸铝和硫酸钾的复盐，使用条件与硫酸铝相同。因为含有硫酸钾，使能够起絮凝作用的Al2（SO4）3的含量降低，其中的硫酸钾白白浪费，所以使用明矾不如使用硫酸铝更为合理，现在一般都使用硫酸铝。
3.无水氯化铝
无水氯化铝呈无色透明片状结晶，六方晶系，化学式为AlCl3。其工业品因合有铁、游离氯等杂质，而呈淡黄色、黄绿色和红棕色等。易溶于水，能生成AICl3·6H2O，同时放出大量热；能够溶于乙醇和乙醚等有机溶剂中，不溶于苯。暴露在空气中，易吸收水分并水解放出氯化氢气体。能升华。
如果人的皮肤接触无水氯化铝，同时又接触水时，能剧烈灼烧皮肤。所以，当无水氮化铝落在皮肤上时，先应干拭，再用大量清水冲洗。
4.结晶氯化铝
结晶氮化铝的化学式是AICl3·6H2O，无色结晶。工业品为
淡黄色或深黄色。吸湿性很强，易潮解，在潮湿空气中水解生成氯化氢白色烟雾，加热分解放出水和氯化氢。
溶于水、乙醇、乙醚和甘油中，其水溶液为酸性，微溶于盐酸。
5.硫酸亚铁
硫酸亚铁又名绿矾，化学式是FeSO4·7H2O，呈蓝绿色．合Fe20％。有颗粒状、粉末状、晶体状。溶于水，具有还原作用。使用的pH值范围为5．5—9．6，水温对其絮凝作用的影响较小。容易水解，适用于浓度大、碱性强的废水。絮凝作用稳定，形成絮凝体的速度快，絮凝效果良好。但有较大的腐蚀作用。
6.三氯化铁
三氯化铁的化学式为FeCl3，·6H2O，呈片状和块状，六方晶系。吸湿性强，易溶解于水，同时水解生成棕色絮状的氢氧化铁沉淀。它有较强的氧化性，能溶于乙醇、乙醚、苯胺等有机溶剂，残渣量少。可用以活性污泥脱水。使用的pH值范围为6．0—11．0，最佳的pH值范围为6．0一8．4。通常的用量为5—1000mg／L‘。形成的絮凝体粗大，沉淀速度快，不受温度的影响。用它来处理浊度高的废水，效果更显著。它的腐蚀性大，比硫酸亚铁的腐蚀性强。它能腐蚀混凝土和使某些塑料变形。当它溶解于水时，产生氯化氢气体．污染周围环境。
7.碱式氯化铝
磺式氯化铝又叫聚合氮化铝。其化学通式为【Al2（OH）
m Cl6-M】,式中m≤10，n=1~5。呈无色或黄色固体。它是无机高分子化合物，具有桥连作用和吸附性能。使用的pH值范围是5—9，水温对其使用的影响不大。比硫酸铝的用量少，絮凝效果好，易于过滤，设备简单，操作方便，腐蚀性小，成本低。
8.碱式硫酸铁
碱式硫酸铁又叫聚合硫酸铁，其化学通式
【Fe2（OH）m（SO4）3-m/2】n，使用的pH值范围是5．0一
8．5，适合的水温为20一40℃，用量少，絮凝效果良好，
絮凝体沉淀速度快。在水溶液中，残留的铁比三氯化铁少。在
无视絮凝剂中，它对溶液中COD(化学需氧量)的去除率和脱色
效果是最好的。它的腐蚀性也比三氯化铁小。
在水溶液中，铝离子和铁离子都是以水合离子形式存在。
每个金属离子一般有4或6个配位水分子，而铝离子和铁离
子的配位水分子是6个。在离子水台层中，配位水分子的酸度
比水中大得多，这样，便可把水合的金属离子看作是酸，因此
有下列反应方程式：
其水解反应速度和最终的水解产物与PH值有关。
在许多炼油厂的废水处理中、由于硫化物的存在和很强的还原性，使废水中的三价铁还原成二价铁，并形成三硫化二铁与硫化亚铁的混合物。这种混合物没有絮凝能力，故难以采用铁盐做絮凝剂。事实上，有些炼油厂使用一些铁盐，促不是作为絮凝剂用，恰好相反，其目的是使悬浮物和胶体稳定，而不是使它们脱稳。
当使用铝盐做絮凝剂时，就不存在硫化物的干扰问题了。因为铝盐不起氧化还原反应，也不能与硫化物起反应，所以水中含有的硫化物，对铝盐絮凝没有影响。但是由于铝盐具有两
性和在pH值＝5—8时溶解度非常低，使它的应用有一定的局限性。
明矾遇水后很快地水解，形成高分子化合物。水解途径和反应速度受pH值、温度及其他离子等因素的影内。当向水中加入的明矾超过水解度时，便会发生按较复杂的水解途径进行水解，最后形成沉淀。水解反应并非瞬间就能完成，随潜水解反应的进行，形成带正电荷的含氢氧根的高分子化合物；此化合物能够吸附胶体颗粒，并且吸附能力有所增大，这是由于水解后形成的高分子化合物的配位体是氢氧根，并带有电荷，使体积增大以及水合作用减少的缘故。
O2- 离子、OH- 离子和水分子的半径相近似，铝和OH- 结合时，配位数是6，水分子能够取代OH- ，所以铝有6个配位水分子。在酸性溶液中[AI(H2O)6]3+ 占主导地位。
当溶液的pH值升高时，[AI(H2O)6]3+ 首先失去一个H+ 而形成[AI(H2O)5 (OH)]2+ 离子。这个高于具有正八面体结构，不过氢氧根离子间的距离却比Al—H2O间距离稍微短些。许多科学工作者报道过这种单体离子，这些单体离子表现出具有强烈地聚合成大分子的趋势。聚合的过程是在两个相邻的铝离于之间形成两个OH键桥。图5—1表示出二聚物[AI2(H2O)8（OH）2]4+ 离子的结构。
它是具有两个OH键桥的最简单的形式。更大的结构单元，可以认为是由许多个OH双键桥形成的。增大氢氧根离子和铝离子的浓度时，形成双OH键桥的倾向也增加，聚合成大的单元的倾向也增加。但在25℃的情况下，聚合成大单元的速度是相当缓慢的。有报道说，要使聚合物颗粒的直径达到0．10μm(1000?)。需要10天以上的时间。
在仅含有单体和二聚体的铝离子水溶液中．与铝结合的OH和Al的物质的量的比不能超过1.0。当物质的量的比增大到1.0以上时，必然要进一步失去质子，同时使OH离子位于八面体的顶点。二聚体可有公共边，并形成支链结构。有报道认为，在同—平面中，一个铝离子只参与一个双OH键桥。当聚合时，形成八面体支援网，最后变成层状的六元环结构，
组成。图5—2表示Al16（H2O）每个环都由Al6（H2O）12(OH)6+
12
24(OH)12+ 36离子是三个完整的环和外加两个八面体结构。在边缘上添加四面体，便可增加这个层状结构。
二、无机低分子絮凝剂存在的问题
使用铝盐作絮凝剂时，常常受到盐类的影响。氯离子能够降低
明矾的絮凝作用。氯离子活泼、不水合、带负电荷。氯离子能够
穿透明矾的聚合物．使阳离子型的明矾聚合物减少，降低所带的
正电荷。这样不利于胶体颗粒表面电荷的中和，也就不利于胶体
颗粒的脱稳。因此，当水中含盐量较高时，需要投加的明矾量就
得增加。明矾的用量增多，使活性污泥中明矾含量增高，这样活
性污泥的含水量增高，造成活性污泥的体积庞大、水分高，因此
难以处理。例如：明矾用量由30mg/L增加到60m8／L时，产生的污泥量超过一倍以上．而且所增加的量几乎全部是水。
在工业废水中，含有硫化物的废水是比较多的，例如：纺织印染废水、石油工业废水、酸法造纸废水、某些化工废水等都含有硫化物。当水溶液中含有硫化物时，用铁盐做絮凝剂带来一些麻烦。因为硫化物能使三价铁还原成二价铁，同时生成三硫化二铁和硫化亚铁的混合物。这个混合物呈胶体状态，带负电荷，很难形成凝聚体沉淀。所以只有当水溶液中不含有硫化物时，才能够使用铁盐作絮凝剂。
使用铁盐作絮凝剂的另一个问题是，三氯化铁具有很强的腐蚀性和在水溶液中残留铁离子。其腐蚀性，可使所用的设备受到一定的限制；而残留铁离子，使所处理后的水质和使用受到影响。
尽管无机低分子絮凝剂在使用时存在如上所述的一些问题，但与有机高分子絮凝剂相比较，其优点非常明显。无毒性，既能处理饮用水，也能处理废水；不像有机高分子絮凝剂，一般都有毒性，只能用来处理废水，而不能处理饮用水。成本低、易生产是无机絮凝剂的又一特点。有机高分子絮凝剂合成困难，价格昂贵，使用时提高成本，增加处理经费。这使得无机絮凝剂在水处理中仍然占据主导的地位。
无机低分子絮凝剂存在的一些缺点正在克服，有被新发展起来的无机高分子絮凝剂替代的趋势，其他问题也在改进之中。总之，无机低分子絮凝剂在净水、水处理领域仍然在发挥着重要
作用，无机高分子絮凝剂将会得到更大的发展，更广泛的应用，更受人们的欢迎。
常用得絮凝剂 1.１无机絮凝剂得分类与性质 无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类;铝盐以硫酸铝、氯化铝为主,铁盐以硫酸铁、氯化铁为主。后来在传统得铝盐与铁盐得基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型得水处理剂,它得出现不仅降低了处理成本,而且提高了功效。这类絮凝剂中存在多羟基络离子,以OＨ-为架桥形成多核络离子,从而变成了巨大得无机高分子化合物,相对分子质量高 达1×10５。无机聚合物絮凝剂之所以比其她无机絮凝剂能力高、絮凝效果好,其根本原因就在于它能提供大量得如上所述得络合离子,能够强烈吸附胶体微粒,通过粘附、架桥与交联作用,从而促使胶体凝聚、同时还发生物理化学变化,中与胶体微粒及悬浮物表面得电荷,降低了Zet ａ电位,使胶体粒子由原来得相斥变成相吸,破坏了胶团得稳定性,促使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,而且沉淀得表面积可达(2０0-１0００)ｍ2／g,极具吸附能力。也就就是说,聚合物既有吸附脱稳作用,又可发挥黏附、桥联以及卷扫絮凝作用。 １。２改性得单阳离子无机絮凝剂 除常用得聚铝、聚铁外,还有聚活性硅胶及其改性品,如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。改性得目得就是引入某些高电荷离子以提高电荷得中与能力,引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力,从而改变絮凝效果,其可能得原因就是:某些阴离子或阳离子可以改变聚合物得形态结构及分布,或者就是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。 近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂与复合型无机高分子絮凝剂。聚硅酸絮凝剂(PSA Ａ)由于制备方法简便,原料来源广泛,成本低,就是一种新型得无机高分子絮凝剂,对油田稠油采出水得处理具有更强得除油能力,故具有极大得开发价值及广泛得应用前景。聚硅酸硫酸铁(PＦSS)絮凝剂,发现高度聚合得硅酸与金属离子一起可产生良好得混凝效果。将金属离子引到聚硅酸中,得到得混凝剂其平均分子质量高达2×１０5,有可能在水处理中部分取代有机合成高分子絮凝剂、聚磷氯化铁(PPFC)中ＰO４3－高价阴离子与Fｅ３+有较强得亲与力,对Ｆe3+得水解溶液有较大得影响,能够参与Fｅ3+得络合反应并能在铁原子之间架桥,形成多核络合物;对水中带负电得硅藻土胶体得电中与吸附架桥作用增强,同时由于PO4３-得参与使矾花得体积、密度增加,絮凝效果提高。聚磷氯化铝(ＰＰAC)也就是基于磷酸根对聚合铝(ＰAC)得强增聚作用,在聚合铝中引入适量得磷酸盐,通过磷酸根得增聚作用,使得PＰAC产生了新一类高
1 絮凝原理 餐饮废水中污染物主要以胶体形式存在。胶体本身既具有巨大的表面自由能、有较大的吸附能力，又具有布郎运动的特性，从而颗粒间有较多碰撞的机会，似乎可以粘附聚合成大的颗粒，然后受重力作用而下沉。但是由于同类的胶体微粒带着同性的电荷，它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大颗粒；其次，带电荷的胶粒和反离子与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，也阻碍各胶粒的聚合。投加铝盐等无机盐后，发生金属离子水解和聚合反应过程，被吸附的带正电荷的多核络离子能够压缩双电层、降低ζ电位，使胶粒间最大排斥能降低，从而使胶粒脱稳[1]。 使用无机盐絮凝剂处理的同时，有机高分子也常作絮凝剂使用。高分子絮凝剂有较好的架桥和吸附作用，和无机盐絮凝剂共同使用可以加快反应速度，提高处理效果。 2 实验方法 絮凝剂配成1g/L的溶液。烧杯搅拌实验在磁力搅拌器上进行，每次实验水样为200mL，水样取自某星级宾馆的餐饮废水，经初沉后用0.1mol/L稀盐酸和0.1mol/L氢氧化钠精确调pH值到要求值。操作程序为：在快速搅拌下投加絮凝剂反应2min后，改变搅拌速度为慢速，继续搅拌10min，静沉20min后，距上液面 约5cm处吸取部分上清液测定剩余浊度及CODcr[2]。 3 结果与讨论 3.1 絮凝剂的选择 各种絮凝剂的用量为2mL，试验温度为22～29℃，取絮凝处理后的上清液，测定CODcr及浊度，结 果见表1。 从表1可以看出，分别采用碱式氯化铝、硫酸铁、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铝钾+聚丙烯酰胺处理餐饮废水，其中硫酸铝钾+聚丙烯酰胺去除废水CODcr效果最好，这说明单独使用一种无机盐作絮凝剂，效果不如复合絮凝剂使用效果好，为此选用硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作絮凝剂。 3.2 絮凝条件的优化 确定了硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作为絮凝剂后，对最佳絮凝条件进行摸索试验。 从图1中可看出，随着加药量的增加，絮凝后浊度呈现先增加，后降低，再增加的趋势，说明加药量不是越多越好，其最佳投药量为：200mL水样加入3.2mL硫酸铝钾+聚丙烯酰胺。确定了最佳投药量后，在此基础上实验确定最佳pH值，结果如图2。沉淀速度与pH的关系曲线见图3。
收稿日期：2008-08-04 作者简介：靳侠侠（1983-），女，工程师,E-mail:jxx8789@https://www.doczj.com/doc/396490147.html,. 絮凝剂的种类之浅谈 靳侠侠，张伟才 (海军4805工厂象山修船厂，浙江宁波315718) 摘要：絮凝剂技术是国家“863”和“九五科技攻关”重点项目。污泥固液分离中絮凝工艺对污泥分 离的前处理起着重要的作用，絮凝效果的好坏往往决定了后续流程的运行状况、最终出水水质和费用。按其化学成分，絮凝剂可分为无机盐类絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。 关键词：絮凝剂；种类；污水处理应用 中图分类号：TQ051 文献标识码：B 文章编号：1005-8265（2009）01-0044-05 目前使用的絮凝剂按其来源及性质可分为无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂和天然生物高分子絮凝剂三大类。无机絮凝剂主要是铁盐和铝盐,这类药剂在使用过程中耗量较大,并具有一定的腐蚀性和毒性,对人类健康和生态环境会产生不利影响;合成的高分子絮凝剂,如聚丙烯酞胺、 聚丙烯酸等具有用量少、絮凝速度快等优点,但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致畸、致癌、致突变),因而使其应用范围受到限制;相比之下,天然生物高分子絮凝剂,如壳聚糖、淀粉衍生物、明胶等,是从自然物质中提取并稍经化学改性处理的物质,这类絮凝剂无毒或低毒、无二次污染,但絮凝活性低,单独用于絮凝净化效果也不理想。现在提出一种新型的微生物絮凝剂。絮凝剂具有可降解某些高分子杂质，降低粘度，或能吸附、包合固体微粒等特性，可加速悬浮粒子的沉降，经滤过除去沉淀而获得澄清药液。吸附澄清技术还在饮料、酱油等食品的生产过程中广泛应用，尤其在中药制剂的工艺改进中及制剂分析中具有很大的实际意义。 1无机盐类 1.1无机低分子絮凝剂 无机低分子絮凝剂是20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比，它能成倍的提高效能，且价格较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。目前日本、俄罗斯、西欧及我国生产此类絮凝剂已达到工业化、规模化和流程自动化的程度，加上产品质量稳定，无机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝剂 总产量的30%～60%[1]。 无机低分子絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最早是由美国开发的，并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。常用的铝盐有硫酸铝AL 2(SO 4)3·18H 2O 和明矾AL 2(SO 4)3·K 2SO 4·24H 2O,另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCL 3·6H 2O.硫酸亚铁水合物FeSO 4 ·17H 2O 和硫酸铁。无机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单；但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。1.2简单的无机聚合物絮凝剂 这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚合物。如聚合氯化铝（PAC ）、聚合硫酸铝（PAS ）、聚合氯化铁（PFC ）以及聚合硫酸铁(PFS)等。无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好，其根本原因在于它能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、 桥架、交联作用，从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，沉淀的表面积可达200～1000m 2/g,极具吸附能力。 1.3改性的单阳离子聚合絮凝剂 除常用的聚铝、聚铁外，还有聚活性硅胶及其改性品，如聚硅铝（铁）、聚磷铝（铁）通过引入某些高电荷离子改性以提高电荷的中和能力；如聚硅酸硫酸铝(PASS)、聚硅酸絮凝剂（PSAA ）等引入羟基、磷酸根等
无机高分子絮凝剂（IPF） 摘要：对国内近几年无机高分子絮凝剂铝系絮凝剂、铁系絮凝剂、硅系絮凝剂及其复合絮凝剂的制备和应用进展状况的比较研究。无机高分子絮凝剂分为阳离子型、阴离子型和复合型三大类,简述了不同类型无机高分子絮凝剂研制、开发和混凝机理研究现状的基础上,指出了存在的问题,并对今后的研究方向做了展望。 关键词：无机高分子化合物；絮凝剂；发展历程与现状；开发；应用 Inorganic polymer flocculant(IPF) Abstract:Of inorganic polymer flocculants in recent years, domestic aluminum flocculants, iron flocculating agent, silicone flocculant and composite flocculant of a comparative study of preparation and application progress. Inorganic polymer flocculant divided into three types of cationic, anionic and complex, this paper briefly describes the different types of inorganic polymer flocculants research, development and research status quo on the basis of coagu-flocculation mechanism, points out the existing problems, and future research direction were discussed. Keywords:Inorganic polymer compounds; Flocculant; Development course and current situation; Development; application 前言 无机高分子絮凝剂(Inorganic Polymer Flocculant 简写 IPF)是 20 世纪 60 年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比,它能成倍的提高效能,且价格较低,因而有逐步成为主流药剂的趋势。目前日本、俄罗斯、西欧及我国生产此类絮凝剂已达到工业化、规模化和流程自动化的程度。由于无机高分子絮凝剂(IPF)比传统絮凝剂具有适应性强、无毒、可成倍提高效能且相对价廉等优点,而比有机高分子絮凝剂(OPF)价格低廉,另有投加量少、矾花大、除 COD、色度及悬浮物性能好等优点,因而近年已得到广泛重视,被称为第二代无机絮凝剂。无机高分子絮凝剂(IPF)的生产已占絮凝剂总产量的 30%～60%。 无机絮凝剂是最早使用的第一代絮凝剂，它应用范围非常广泛。按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两类；按阴离子成分又可分为盐酸盐系和硫酸盐系两类；按分子量的大小可分为低分子系和高分子系两类。 1 无机高分子絮凝剂的发展历程 絮凝剂是水处理剂中最重要的品种。2001年全国有200家左右水处理剂生产厂家生
絮凝剂种类 参考资料：https://www.doczj.com/doc/396490147.html, 1无机絮凝剂 无机盐类絮凝剂主要分为铝盐和铁盐，它们有很大的缺点：残留在水中的铝离子会导致二次污染；铁离子本身有颜色，并对设备有腐蚀作用，提高成本；投加量大，产泥量高，运行费用高．无机盐聚合物类絮凝剂效果好，残留在水中的铝、铁离子少，而且易生产、价廉、使用范围广，在我国实际用量占絮凝剂总量的80％以上． 2有机合成高分子絮凝剂 合成高分子絮凝剂投加量少，一般在2％以下，效果好，形成的絮体大，而且强度大，不易破碎，不增加泥量，降低热值，无腐蚀性．它分非离子型、阳离子型、阴离子型和两性四种．常用有机絮凝剂有：聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯胺、聚乙烯磺酸盐等，其中聚丙烯酰胺的应用最多，占合成高分子絮凝剂的80％左右．然而这一类絮凝剂由于存在着一定量的残余单体丙烯酰胺，不可避免的带来毒性，所以限制了它的应用。高分子量聚丙烯酸钠属阴离子型絮凝剂，有强烈的絮凝作用而且无毒；对悬浮于水中的细微粒产生非离子性吸附，使粒子之间产生交联；对具有金属氢氧化物这类正电荷的胶体粒子更显示出其优良性能． 3天然高分子絮凝剂 天然高分子絮凝剂易生物降解，本身或中间降解产物对人体无毒，具有选择性大、价廉、产泥量少等优点．若在生化系统中投加该类絮凝剂，可为城市污水处理后的回用提供符合要求的水质．另外淀粉磷酸酯和淀粉黄原酸脂也是良好的絮凝剂．壳聚糖、甲壳素类絮凝剂作为水处理剂在工业上已大量应用，美国主要用于给水及饮用水处理；日本主要用于水处理及污水处理，其中用于水处理的壳聚糖每年达500吨之多；我国改良了工艺，絮凝剂除了对水中的固体悬浮物(ss)有较好的絮凝作用外，还对水中的COD、色度和重金属离子等有较好的去除效果．由于该类聚合物具有无毒无味、抗菌、可生物降解等优点使其被大量应用于食品工业废水处理中，壳聚糖可使各种食品加工废水的固形物减少70％～98％． 4微生物絮凝剂 微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物，它是利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的水处理剂．它主要由微生物代谢产生的各种多聚糖类、蛋白质，或是蛋白质和糖类参与形成的高分子化合物，能产生微生物絮凝剂的微生物种类很多，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中．由于絮凝剂的分子量很大，一个絮凝剂分子可同时与几个悬浮颗粒结合，在适宜条件下迅速形成网状结构而沉积，从而表现出很强的絮凝能力．微生物絮凝性与分子结构、分子量、活性基团等多种内部环境因素有关，另外，外界环境因素如pH值、温度、离子种类、离子强度等对微生物絮凝剂的活性也有影响．微生物絮凝剂
第30卷第11期Vol.30NO．11重庆工商大学学报（自然科学版）J Chongqing Technol Business Univ.（Nat Sci Ed ）2013年11月Nov．2013 文章编号：1672－058X （2013）11－0076－04 无机絮凝剂在水处理中的应用现状 安雅敏1，邱建2，徐瑞1，袁光伟2，蒋佳凌1，刘尚俭1，彭图恒 1（1．重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆400067，2．重庆工商大学环境保护研究所，重庆400067） 收稿日期：2013－06－20；修回日期：2013－07－06． *基金项目：三峡库区典型排污口监测（JJ2013/002）． 作者简介：安雅敏（1989-），女，内蒙古赤峰人，硕士研究生，从事水处理理论与技术研究． 摘要：主要介绍了水处理絮凝剂的种类；叙述了无机絮凝剂在钢铁废水、印染废水、油田水、焦化废水以及垃圾渗滤液处理中的应用以及研究现状，并对无机絮凝剂在水处理中的应用做了展望。 关键词：无机絮凝剂；废水处理；应用现状 中图分类号：O628文献标志码：A 目前，我国水环境污染不断地增加，水源污染危机日益严重。供水紧张和污水净化成为我国面临的主要难题之一。随着人们环保意识的增强和我国可持续发展战略的实施，防止污染和保护环境的工作已经引起各级政府的高度重视。党的第十八次全国代表大会更是将生态文明建设提升到了与经济、政治建设同样的地位。因此工业水处理和环境保护要求也在不断的提高，随之废水处理的方法也在日益增多，有生化法、吸附法、化学氧化法、离子交换法、电渗析法、絮凝沉淀法等等。其中絮凝沉淀法作为一种物理化学处理法，因工艺简单，效率高，费用较低等优点而应用最为广泛。 在现代水处理中絮凝剂的种类很多，按其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类，其中无机絮凝剂因其应用广，成本低而得到较大规模的使用。 1无机絮凝剂的分类 无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两类，铝盐以硫酸铝、氯化铝为主，铁盐以硫酸亚铁、氯化铁为主；按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系；按分子量可分为普通无机盐和高分子系两大类。 普通无机盐絮凝剂包括氯化铝、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最早是由美国开发的，迄今为止一直是重要的无机絮凝剂之一［1］；无机高分子絮凝剂是20世纪60年代在传统的铝盐、铁盐的 基础上发展起来的一类新型的水处理剂。按无机高分子复合絮凝剂的主要成分不同，可分为聚硅酸铝盐无机高分子复合絮凝剂、聚硅酸铁盐无机高分子复合絮凝剂和聚合铝铁盐无机高分子复合絮凝剂［2］。 2无机絮凝剂在水处理中的应用 絮凝沉淀法是物化法中的一种，在废水处理中占有重要地位。它是指在絮凝剂的作用下废水中的胶体和细微悬浮物以及部分有机物凝聚为絮凝体然后予以分离去除的水处理方法。它最终能实现污染物的无
常用的絮凝剂 1.1 无机絮凝剂的分类和性质 无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类；铝盐以硫酸铝、氯化铝为主，铁盐以硫酸铁、氯化铁为主。后来在传统的铝盐和铁盐的基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型的水处理剂，它的出现不仅降低了处理成本，而且提高了功效。这类絮凝剂中存在多羟基络离子，以OH-为架桥形成多核络离子，从而变成了巨大的无机高分子化合物，相对分子质量高达1×105。无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好，其根本原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子，能够强烈吸附胶体微粒，通过粘附、架桥和交联作用，从而促使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了Zeta电位，使胶体粒子由原来的相斥变成相吸，破坏了胶团的稳定性，促使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，而且沉淀的表面积可达(200-1000)m2/g，极具吸附能力。也就是说，聚合物既有吸附脱稳作用，又可发挥黏附、桥联以及卷扫絮凝作用。 1.2 改性的单阳离子无机絮凝剂 除常用的聚铝、聚铁外，还有聚活性硅胶及其改性品，如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力，引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力，从而改变絮凝效果，其可能的原因是：某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布，或者是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。 近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂和复合型无机高分子絮凝剂。聚硅酸絮凝剂(PSAA)由于制备方法简便，原料来源广泛，成本低，是一种新型的无机高分子絮凝剂，对油田稠油采出水的处理具有更强的除油能力，故具有极大的开发价值及广泛的应用前景。聚硅酸硫酸铁(PFSS)絮凝剂，发现高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。将金属离子引到聚硅酸中，得到的混凝剂其平均分子质量高达2×105，有可能在水处理中部分取代有机合成高分子絮凝剂。聚磷氯化铁(PPFC)中PO43-高价阴离子与Fe3+有较强的亲和力，对Fe3+的水解溶液有较大的影响，能够参与Fe3+的络合反应并能在铁原子之间架桥，形成多核络合物；对水中带负电的硅藻土胶体的电中和吸附架桥作用增强，同时由于PO43-的参与使矾花的体积、密度增加，絮凝效果提高。聚磷氯化铝(PPAC)也是基于磷酸根对聚合铝(PAC)的强增聚作用，在聚合铝中引入适量的磷酸盐，通过磷酸根的增聚作用，使得PPAC产生了新一类高电荷的带磷酸根的多核中间络合物。聚硅酸铁(PSF)它不仅能很好地处理低温低浊水，而且比硫酸铁的絮凝效果有明显的优越性，如用量少，投料范围宽，矾花形成时间短且形态粗大易于沉
分类和性质 无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最 早是由美国开发的，并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。常用的铝 盐有硫酸铝AL2(SO4)3.18H2O和明矾AL2(SO4)3.K2SO4.24H2O，另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCL3.6H2O.硫酸亚铁水合物FeSO4.17H2O和硫酸铁。 无机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是 20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比，它能成倍的提高效能，且价格较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。目 前日本、俄罗斯、西欧及我国生产此类絮凝剂已达到工业化、规模化和流 程自动化的程度，加上产品质量稳定，无机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝 剂总产量30%～60%。 简单的无机聚合物絮凝剂，这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐 的聚合物。如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)等。无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好，其根本原因在于它能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通 过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化， 中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状 混凝沉淀，沉淀的表面积可达(200～1000)m2/g，极具吸附能力。 改性的单阳离子无机絮凝剂 除常用的聚铝、聚铁外，还有聚活性硅胶及其改性品，如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力， 引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力，从而改变絮凝效果，其可能的 原因是：某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布，或者是 两种以上聚合物之间具有协同增效作用。 近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂和复合型无机高分子絮凝剂。聚硅酸絮凝剂(PSAA)由于制备方法简便，原料来源广泛，成本低，是一种 新型的无机高分子絮凝剂，对油田稠油采出水的处理具有更强的除油能力，故具有极大的开发价值及广泛的应用前景。聚硅酸硫酸铁(PFSS)絮凝剂， 发现高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。将金属离子 引到聚硅酸中，得到的混凝剂其平均分子质量高达2×105，有可能在水处 理中部分取代有机合成高分子絮凝剂。聚磷氯化铁(PPFC)中PO43-高价阴离子与Fe3+有较强的亲和力，对Fe3+的水解溶液有较大的影响，能够参与Fe3+的络合反应并能在铁原子之间架桥，形成多核络合物；对水中带负电的硅 藻土胶体的电中和吸附架桥作用增强，同时由于PO43-的参与使矾花的体积、密度增加，絮凝效果提高。聚磷氯化铝(PPAC)也是基于磷酸根对聚合铝(PAC)
水处理药剂概述及絮凝剂的种类和特点 1 我国工业废水现状 我国对废水污染的治理与西方发达国家相比起步较晚，在借鉴国外先进处理技术经验的基础上，引进、消化并开发了大量的废水处理新技术，某些项目已达到国际先进水平。这些新技术的投产运行为缓解中国严峻的水污染现状，改善水环境发挥了至关重要的作用。 据相关资料显示，在我国工业废水排放量中，化工、造纸、纺织及煤炭行业废水排放总和几乎占到一半，是工业废水排放大户。 近年来，我国工业废水处理量达到300-370亿吨，处理率约为62%，虽然已取得显著进步，但仍有很大提升空间。 在当前国污水处理实际应用中，传统的、比较成熟的技术和设备还是以下几种常用的处理方法。 1.1工业废水的物理处理 定义：应用物理作用没有改变废水成分的处理方法称为物理处理法。 操作单元：气浮、吸附、萃取、沉淀、过滤、磁选等。废水经过物理处理过程后不会改变污染物的化学本性，适用于简单的将污染物和水分离的情况。1.2工业废水的化学处理
定义：应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法称为化学处理。 操作单元：中和、化学沉淀、药剂氧化还原、臭氧氧化、电解、光氧化法等。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。 1.3工业废水的物理化学处理 定义：废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。 操作单元：混凝、气浮、吸附、离子交换、电渗析、扩散渗析、反渗透、超滤等。污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。 1.4工业废水的生物处理 定义：是利用微生物的代作用氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的方法称为生物处理。 操作单元：好氧生物处理、厌氧生物处理，生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。 2 水处理中使用的药剂种类
常用无机高分子絮凝剂的类别和品种 无机高分子絮凝剂的特点有哪些？ Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物都会进一步结合为聚集体，在一定条件下 保持在水溶液中，其粒度大致在纳米级范围，以此发挥凝聚—絮凝作用会得到低投加量高效果的结果。若比较它们的反应聚合速度，由Al→Fe→Si是趋于强烈的，同时由羟基桥联转为氧基桥联的趋势也按此顺序。因此，铝聚合物的反应较缓和，形态较稳定，铁的水解聚合物则反应迅速，容易失去稳定而发生沉淀，硅聚合物则更趋于生成溶胶及凝胶颗粒。 IPF的优点反映在它比传统絮凝剂如硫酸铝、氯化铁的效能更优异，而比有机高分子 絮凝剂（OPF）价格低廉。现在它成功地应用在给水、工业废水以及城市污水的各种处理 流程，包括预处理、中间处理和深度处理中，逐渐成为主流絮凝剂。但是，在形态、聚合度及相应的凝聚—絮凝效果方面，无机高分子絮凝剂仍处于传统金属盐絮凝剂与有机高分子絮凝剂之间的位置。其分子量和粒度大小以及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多，而且还存在对进一步水解反应的不稳定性问题。IPF的这些弱点促进了各种复合型无机高分子絮凝剂的研究和开发。 聚合氯化铝的特点有哪些？ 聚合氯化铝(PAC)，又称碱式氯化铝，化学式为ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一种多价电解质，能显著地降低水中粘土类杂质(多带负电荷)的胶体电荷。由于相对分子质量大，吸附能力强，形成的絮凝体较大，絮凝沉淀性能优于其他絮凝剂。 PAC聚合度较高，投加后快速搅拌，可以大大缩短絮凝体形成时间。PAC受水温影响较小，低水温时使用效果也很好。它对水的pH值降低较少，适用的pH范围宽(可在pH=5～ 9范围内使用)，故可不投加碱剂。PAC的投加量少，产泥量也少，且使用、管理、操作都较方便，对设备、管道等腐蚀性也小。因此，PAC在水处理领域有逐步替代硫酸铝的趋势，其缺点是价格较高。 另外，从溶液化学的角度看，PAC是铝盐水解—聚合—沉淀反应过程的动力学中间产物，热力学上是不稳定的，一般液体PAC产品均应在半年内使用。添加某些无机盐（如CaCl2、MnCl2等）或高分子（如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等）可提高PAC的稳定性，同时可增加凝聚能力。从生产工艺讲，在PAC的制造过程中引入一种或几种不同的阴离子（如SO42-、PO43-等），利用增聚作用可以在一定程度上改变聚合物的结构和形态分布，进而提高PAC 的稳定性和功效；如果在PAC的制造过程中引入其它阳离子组分，如Fe3+，使Al3+和Fe3+交错水解聚合，可制得复合絮凝剂聚合铝铁。 三氧化二铝含量是聚合氯化铝有效成分的衡量指标，一般而言，絮凝剂产品密度越大，三氧化二铝含量越高。一般来说，碱化度越高的聚合氯化铝吸附架桥能力越好，但因接近[Al(OH)3]n而易产生沉淀，因此稳定性也较差。
无机絮凝剂的研究进展 摘要：论述无机絮凝剂的发展历程和现状，简要介绍不同无机絮凝剂在各种水处理情况下的应用及其发展方向。 关键词：无机絮凝剂；絮凝；水处理 絮凝剂被广泛应用于市政给水、化工、矿业、环保等领域，在固液分离和水处理过程中。用以提高微细固体物和胶体的沉降和过滤效果等。絮凝剂的选择直接影响絮凝效果。絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂等。无机絮凝剂也称凝聚剂，按金属盐种类可分为铝盐系和铁盐系．铝盐以硫酸铝、氯化铝为主，铁盐以氯化铁、硫酸铁为主；按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系；按分子量可分为低分子系和高分子系两大类。 一、无机低分子絮凝剂 硫酸铝是我国常用的絮凝剂，分子式为A1 2(SO 4 ) 3 ·xH 2 O，相对分子质量为(以A1 2 (S0 4 ) 3 计)342．15。由于硫酸铝有来源丰富、价格相对低廉，使用方便，处理高温高浊度效果好等优点，所以目前世界上各国自来水厂用的絮凝剂中，硫酸铝的用量占90％以上。硫酸铝主要是通过吸附脱稳和卷扫作用使胶体颗粒脱稳沉淀的，但是缺点是在水温低时，硫酸铝水解比较困难。形成的絮凝体比较松散，效果不及铁盐混凝剂，而且处理后水中残留铝 量高。所以很多用硫酸铝作絮凝剂进行处理的水厂的出水含铝量超标(国家标准为：0．2mdl)。 三氯化铁是铁盐混凝剂中最常用的一种，它溶于水后和铝盐相似，水合铁离子也进行水解、聚合反应。在一定条件下，铁离子Fe3+通过水解聚合可以形成多种成分的配合物或聚合物，如单核组分、以及多核组分、等等，以至Fe(0H) 3 沉淀物。通过压缩双电子层、电荷中和、羟基架桥和卷扫等作用。使胶体颗粒体系脱稳沉降。一般地，三价铁适用的PH值范围比较宽，形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实，处理低温低浊水的处理效果比硫酸铝好。但是，三氯化铁腐蚀性比较强，能腐蚀混凝土，出水的残留铁含量容易超标，固体产品易吸水潮解．不易保管。 二、无机高分子絮凝剂 无机高分子絮凝剂是20世纪60年代在传统的铁盐、铝盐基础上发展起来的一类新型絮凝剂．主要包括聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铁等。无机高分子絮凝剂是无机絮凝剂的主流产品和主要研究方向，它是在传统的铝盐、铁盐絮凝剂基础上发展起来的一类新型水处理药剂。无机高分子絮凝剂比原有传统药剂有更好的絮凝效果而相应价格较低，在日本、俄罗斯、西欧、中国都已有相当规模的生产和应用。聚合类药剂的生产占混凝剂总量的30％～60％1叫。 聚合硫酸铁又称聚铁或硫酸聚铁，日本在1974年首先生产出聚合硫酸铁。随后欧美等国也生产出相似产品，我国于20世纪80年代初研制成功并推广应用。聚合硫酸铁具有投药量低、适应水质条件宽、同时具有脱色、去除重金属离子、降低水中的C0D、BOD浓度和提高杀灭细菌效果等优点，是一种优良的高分子絮凝剂，已被广泛应用。 聚合氯化铝(PAC)。又名碱式氯化铝，是新一代的无机高分子混凝剂。与传统的铝盐类和铁盐类混凝剂相比，具有吸附活性高、澄清泥少、时问短、适应PH值范围宽、不需助凝剂和不受水温影响等优点。PAC是目前技术最成熟、市场销量最大的污迹高分子水处理剂，已被广泛用于净水处理和工业废水的处理。还可用于制革的鞣软剂、造纸的施胶剂、印染的漂
混凝剂水解产物与胶粒之间的作用有四种:压缩双电层、吸附一电中和作用、吸附一架桥和网捕作用. (1)压缩双电层作用是指向原水中投加电解质，加入电解质后，水中与胶粒上反离子 具有相同电荷的离子浓度便随之增加。这些离子可与胶粒吸附的反离子发生交换或挤入吸附层，使胶粒所带电荷数减少，降低zeat电位，使扩散层厚度缩小 当电解质浓度足够大时，可使zeat电势为零，此时相应的状态称为等电态，这时的胶体非常容易聚沉。根据DLVO理论，压缩双电层不仅与混凝剂量有关，还与混凝剂中金属离子价数有关。在相同浓度下，电解质离子破坏胶体稳定性的能力随离子价的增高而加大. DLVO理论成功的解释了胶体的稳定及聚沉作用，但它忽视了水中反离子水解形态的 专属化学吸附能力，不能解释出现在混凝过程中的胶粒改变电性而重新稳定的现象。 (2)吸附一电中和理论能够解释压缩双电层理论所不能说明的一些问题，如高价混凝剂水解引起的胶体脱稳现象。高价混凝剂在水中水解缩聚形成带正电的高分子物，由于静电作用，带负电的胶粒与带正电的水解产物之间发生表面吸附，产生电中和现象，导致胶体zeat电位降低，发生凝聚。当胶粒吸附足够多的正电荷时，其电性发生改变，变成正电荷胶体，重新形成稳定。 “吸附一电中和”作用与“压缩双电层”作用，虽然最终都可使胶体的zeat电位降低，但两者的作用方式不同。“吸附一电中和”是异号电荷聚合离子或高分子直接吸附在胶核表面，使得总电位变化甚至变号，而压缩双电层则是依靠溶液中反离子浓度的增加使胶体扩散层厚度减小，导致zeat电位降低。胶核表面总电位并未变化，且不可能变号。 (3)吸附一架桥理论是指链状高分子聚合物对胶体的强烈吸附，或者两个同号胶粒吸附在同一个异号胶粒上，即胶粒与胶拉间的架桥联接作用。当高分子链的一端吸附了某一胶粒后，另一端又吸附另一胶粒，形成“胶粒一高分子一胶粒”的絮体结构。 (4)网捕作用是当向水中投加铝盐或铁盐等含高价金属离子的化学药剂后，金属离子 经水解聚合可形成以水中胶粒为中心的胶体状沉淀物。这些沉淀物从水中析出的过程中，会吸附网捕，卷带水中的细小胶粒共同沉淀下来。当水中胶体杂质少时，这种作用所需絮凝剂量很大，反之，所需絮凝剂较少. 絮凝过程实际上是几种作用机理共同作用的结果，或者是在某种特定水质条件下以某一个机理为主。此外，絮凝机理除了与所用的絮凝剂的物化特性相关，还与所要处理的水质特性，如浊度、碱度、水中各种无机或有机杂质以及水力条件相关. 微絮凝深床过滤技术是省去沉淀过程将混凝、过滤及清洗过程在滤池内同步完成的一 种新型微絮凝过滤工艺技术，使污水在同一滤床单元体系中实现凝聚与分离成为可能 微絮凝直接过滤工艺以接触凝聚为主。原水加药混合后经微絮凝池使悬浮物产生微小的絮凝体，之后迅速进入滤料层接触絮凝，产生的絮凝体被滤料层吸附截留去除。由于微粒 在滤床间具有较大的亲和力，因此一旦微粒的zeat电位降低，它就会迅速在滤料层中凝聚，微粒间的吸力开始发挥作用。当zeat电位接近零时吸引力达到最大值，脱稳微粒之间相互吸附絮凝且不断被滤料截留而去除。在此过程中，絮凝是在滤料表层到深部逐步进行的，从而发挥滤料深层截污能力，达到过滤周期长、效果好的目的。该工艺不设沉淀池，不仅 节省了基建费用和空间，还可利用原有设备经过改造重复利用，真正实现节约成本，提高经济效益的日的。 用三氯化铝作混凝剂处理含盐量高、悬浮物超标的矿井水.将混凝剂加在机械过滤器前的来水管道中，使其在管道中与水充分混合后进入机械
絮凝剂的种类及作用 1 无机絮凝剂无机絮凝剂也称凝聚剂,主要应用于饮用水、工业水的净化处理以及地下水、废水淤泥的脱水处理等。无机絮凝剂主要有铁盐系和铝盐系两大类, 按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系, 按相对分子量又可分为低分子体系和高分子体系两大类。 1.1 无机低分子絮凝剂 传统的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐, 其作用机理主要是双电层吸附[4]。铝盐中主要硫酸铝(Al(SO4)3·18H2O)、明矾(Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O)、铝酸钠(NaAlO3)。铁盐主要有三氯化铁(Fe-Cl3·6H2O)、硫酸亚铁(FeSO4·6H2O)和硫酸铁(Fe2(SO4)3·2H2O )。硫酸铝絮凝效果较好, 使用方便,但当水温低时, 硫酸铝水解困难, 形成的絮凝体较松散, 效果不及铁盐。三氯化铁是另一种常用的无机低分子絮凝剂, 具有易溶于水, 形成大耳中的絮体、沉降性能好、对温度、水质和pH 的适应范围广等优点, 但其腐蚀性较强, 且有刺激性气味, 操作条件差[5～9]。无机低分子絮凝剂的优点是经济、用法简单, 但用量大、残渣多。絮凝效果比高分子絮凝剂的絮凝效果低 1.2 无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是20 世纪60 年代以来在传统的铁盐和铝盐基础上发展起来的一类新型水处理药剂。其絮凝效果好, 价格相对较低, 已逐步成为主流絮凝药剂。在日本、西欧和中国, 目前都已有相当规模的无机高分子絮凝剂的生产和应用, 其产量约占絮凝剂总产量的30%～60%[10]。近年来, 我国高分子絮凝剂的发展趋势主要是向聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂方向发展, 并已逐步形成系列: 阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等; 阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。生物聚合铁(BPFS) 2
聚丙烯酰胺絮凝剂絮凝机理 作者：admin 发表时间：2012-1-16 10:11:54 阅读：次 聚丙烯酰胺是应用最多的人工合成絮凝剂。其分子链很长，它的酰胺基（---CONH2）可与许多物质亲和、吸附形成氢键，这就使它能在吸附的粒子之间架桥，使数个甚至数十个粒子连接在一起，生成絮团，加速粒子孙下沉，使它成为最理想的絮凝剂。曾有试验在部分水解的聚丙烯酰胺溶液中加入氧化铝的水合物进，聚合的阴离子吸附在氧化铝的阳离子上，黏度就迅速地增加或胶弟化。 这同一般絮凝机理类似即一个分子能同时吸附几个粒子，使它们拉在一起，迅速沉降，沉降的速率取决于絮凝剂的浓度和悬浮固体的浓度。经过净水专家多年的水处理应用研究，普遍认为聚丙烯酰胺的絮凝要理是： （1）由于其具有极性基因—酰胺基，易于借其氢健的作用在泥沙颗粒表面吸附； （2）因其有很长的分子链，大数量级的长链在水中有巨大的吸附表面积，故絮凝作用好，能利用长链在颗粒之间架桥，形成大颗粒的絮凝体，加速沉降。 （3）借助于聚丙烯酰胺的絮凝——助凝，在净水处理的泥凝过程中可能发生双电离压缩，使颗粒聚集稳定性降低，在分子引力作用下颗粒结合起来，分散相的简单阴离子可以被聚合物阴离子基团所取代； （4）高分子和天然水组成中的物质和水中悬浮物，或在它之前投加的水解混凝剂的离子之间发生化学相互作用，可能是络合反应； （5）由于分子链固定在不同颗粒的表面上，各个固相颗粒之间形成聚合桥。 聚丙烯酰胺是一种化学性质比较活泼的高分子化合物。由于分子侧链上酰氨基的活性，使聚合物获得了许多宝贵的性能。非离子型PAM类絮凝剂由于不带离子型官能团，因此与阴离子型PAM类絮凝剂相比具有以下特点：絮凝性能受水PH值和盐类波动的影响小；在中型或碱性条件下，其絮凝效果（沉降速度）不如阴离子型，但在酸性的条件下却优于阴离子型，絮体强度比阴离子型高分子絮凝剂的强。阴离子型PAM 类絮凝剂的分子量通常比阴离子型或非离子型的聚合物低，其澄清性能主要是通过电荷中和作用而获得。这类絮凝剂的功能主要是絮凝带负电荷的胶体，具有除浊、脱色等功能，适用于有机胶体含量高的水处理。
絮凝剂的共同特点是能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块。它们都是含有大量活性基团的高分子有机物。主要有三大类： １、以天然的高分子有机物为基础，经过化学处理增加它的活性基团含量而制成。 ２、用现代的有机化工方法合成的聚丙烯酰胺系列产品。 ３、用天然原料和聚丙烯酰胺接枝(或共聚)制成。 某些天然的高分子有机物例如含羧基较多的多聚糖和含磷酸基较多的淀粉都有絮凝性能。用化学方法在大分子中引入活性基团可提高这种性能，如将一种天然多糖进行醚化反应引入羧基、酰胺基等活性基团后，絮凝性能较好，可加速沉降。 将天然的高分子物质如淀粉、纤维素、壳聚糖等与丙烯酰胺进行接枝共聚，聚合物有良好的絮凝性能，或兼有某些特殊的性能。国内研制的一些产品，曾在几个糖厂试用，有较好效果。 目前在国内外糖厂使用最广泛的絮凝剂，是合成的聚丙烯酰胺系列产品，它们的发展提高较快，在制糖工业的多种流程中普遍使用。 聚丙烯酰胺(polyacrylamide)，常简写为PAM(过去亦有简写为PHP)。糖厂近年使用的各种PAM，实质上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸
钠经过共聚反应生成的高分子产物，有一系列的产品。 丙烯酰胺的分子式为：CH2 = CH－CONH2 丙烯酸钠的分子式为：CH2 = CH－COONa 聚合物的分子式为： CONH2 COONa —— CH2－ CH———— CH2－ CH ———— m n 式中的m与n分别代表丙烯酰胺与丙烯酸钠的相对数量。它们的比例对聚合物的性质有很大的影响。通常将n对(m+n)的百分比称为阴离子度或羧基比率，以前通常称它为水解度： n
n + m 阴离子度＝ × 100% 因为－COONa基团在水溶液中容易离解出Na+ 而留下负电基－COOˉ，使大分子带负电，它们亦称为阴离子聚合电解质。 2、聚丙烯酰胺的质量参数 PAM的分子量、阴离子度和残留单体含量是很重要的参数。 （1）分子量 PAM的分子量很高，且近年来还有较大提高。20世纪70年代应用的PAM，分子量一般为数百万；80年代以后，多数高效PAM的分子量在1500万以上，有些达到2000万。每一个这种PAM分子是由十万个以上的丙烯酰胺或丙烯酸钠分子聚合而成 (丙烯酰胺的分子量为71，含十万个单体的PAM的分子量为710万)。通常，分子量高的PAM的
絮凝剂的作用原理 您需要登录后才可以回帖登录|注册发布 絮凝剂是通过预先在污水中投放化学药剂破坏胶体的稳定性， 使污水中的胶体和细小悬浮物聚集成具有可分离特性的絮凝体，再加以分离除去的过程。而接下来让我们深入的去了解下絮凝剂是什么有着怎样的作用机理吧。 絮凝剂的作用原理 絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂;有机絮 凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。. 理论基础是:“聚并”理论，絮凝剂主要是带有正(负)电性的基团和水中带有负(正)电性的难于分离的一些粒子或者颗粒相互靠近，降低其电势，使其处于不稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，并通过物理或者化学方法分离出来。一般为达到这种目的而使用的药剂，称之为絮凝剂。絮凝剂主要应用于给水和污水处理领域。絮凝剂的品种繁多，从低分子到高分子，从单一型到复合型，总的趋势是向廉价实用、无毒高效的方向发展。无机絮凝剂价格便宜，但对人类健康和生态环境会产生不利影响;有机高分子絮凝剂虽然用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体容易分离，除油及除悬浮物效果好，但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致崎、致癌、致突变)，因而使其应用范围受到限制;微生物絮凝剂因不存在二次污染，使用
方便，应用前景诱人。微生物絮凝剂将可能在未来取代或部分取代传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂。微生物絮凝剂的研制和应用方兴未艾，其特性和优势为水处理技术的发展展示了一个广阔的前景。 无机絮凝剂主要分为两大类别：铁制剂系列和铝制剂系列，当然也包括其丛生的高聚物系列。无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最早是由美国开发的，并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。常用的铝盐有硫酸铝AL2(SO4)3.18H2O和明矾AL2(SO4)3.K2SO4.24H2O，另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCL3.6H2O.硫酸亚铁水合物FeSO4.7H2O和硫酸铁。简单的无机聚合物絮凝剂，这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚合物。如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)等。无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好，其根本原因在于它能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，沉淀的表面积可达(200～1000)m2/g，极具吸附能力。 硫酸铁性状：灰白色粉末或正交棱形结晶流动浅黄色粉末。对光敏感。易吸湿。在水中溶解缓慢，但在水中有微量硫酸亚铁时溶解较快，微溶于乙醇，几乎不溶于丙酮和乙酸乙酯。在水溶液中缓慢地