混凝剂在污水处理中的应用：颗粒中较大的粗粒悬浮物可以利用自然沉淀去除，但是更微小的悬浮物，甚至是某些有害的化学离子，特别是胶体粒子沉降得很慢，甚至能在水中长期保持分散的悬浮状态而不能自然下沉，难以用自然沉淀的方法从水中分离除去。混凝剂的原理是破坏这些细小颗粒的稳定性，使其互相接触而凝聚在一起，形成絮状物，并下沉分离。
利用混凝剂治理污水综合了混合、反应、凝聚、絮凝等九个过程。由于混凝剂投入水中，大多可以提供大量的正离子。正离子能把胶体颗粒表面所带的负电中和掉，使其颗粒间排斥力减小，从而容易想和靠近并凝聚程絮状细粒，实现了使水中细小胶体颗粒脱稳并凝聚成微小细粒的过程。微小的细粒通过吸附、卷带和架桥形成更大的絮体沉淀下来，达到了可从水中分离出来的目的。
污水治理中常用的混凝剂大致可以分为三类：有机混凝剂、无机混凝剂和高分子混凝剂。有机混凝剂有阴阳离子型之分；无机混凝剂有无机类、碱类、固体细粉类等区别；高分子混凝剂根据聚合度的不同可分为高聚合度混凝剂和低聚合度混凝剂，不同聚合度下又有阳离子型、阴离子型和非离子型，高分子混凝剂也有有机与无机类之分。选用混凝剂的品种、数量应根据处理对象，即不同的废水的试验资料和条件而定，必须从价廉、易得、投用量少、处理效率高且生成的絮状物容易沉淀分离等方面考虑。当投加单个混凝剂处理效果不理想时，还可以投加助凝剂或者可以考虑两种混凝剂按比例混合投加。
一、混凝剂种类
按无机和有机类可分成以下几种：
1、硫酸铝
硫酸铝含有不同数量的结晶水，Al2(SO4)3·18H2O，其中n=6、10、14、16，18和27，常用的是Al2(SO4)3·18H2O其分子量为666.41，比重1.61，外观为白色，光泽结晶。
硫酸铝易溶于水，水溶液呈酸性，室温时溶解度大致是50%，pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90%以上。
硫酸铝使用便利，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响。当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮体较松散。
硫酸铝在我国使用最为普遍，大都使用块状或粒状硫酸铝。根据其中不溶于水的物质的含量，可分为精制和粗制两种。硫酸铝易溶于水，可干式或湿式投加。湿式投加时一般采用10—20%的浓度(按商品固体重量计算)。硫酸铝使用时水的有效pH值范围较窄，约在 5.5—8之间，其有效pH值随原水的硬度含量而异：对于软水，pH 值在5.7—6.6；中等硬度的水为6.6—7.2；硬度较高的水则为7.2—7.8。在控制硫酸铝剂量时应考虑上述特性。有时加入过量硫酸铝，会使水的pH值降至铝盐混凝有效pH 值以下，既浪费了药剂，又使处理后的水发混。
粗制硫酸铝中有效氧化铝含量基本与精制相同，主要是不溶于水的物质含量高，废渣较多，最好用热水并拌以搅拌，才能完全溶解，因含有游离酸，酸度较高，腐蚀性强，溶解与投加设备应考虑防腐。
2、聚合氯化铝
聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂。六十年代，日本在制造与应用方面做了大量工作，有逐步取代硫酸铝的趋势。我国在1973年曾在成都召开全国新型混凝剂技术经验交流会，会上对聚合氯化铝的产品质量提出了要求，其中要求含氧化铝(Al2O8)10%以上，碱化度为50—80%，不溶物1%以下等。
我国某些地区仍将聚合氯化铝称为碱式氯化铝[A1n(OH)mCl3n-m]，这是由于对它的基本化学式的不同理解而造成的。聚合氯化铝的化学式应表示为[Al2(OH)nC18-n]m，其中n可取1到5中间的任何整数，m为≤10的整数。这个化学式实际指m个A12(OH)nCl6-n(称羟基氯化铝)单体的聚合物。
聚合氯化铝中OH-与Al的比值对混凝效果有很大关系，一般可用碱化度B表示：，例如n=4时，碱化度。一般要求B为40～60%。
聚合氯化铝作为混凝剂处理水时，有下列优点：
(1)对污染严重或低浊度、高浊度、高色度的原水都可达到好的混凝效果。
(2)水温低时，仍可保持稳定的混凝效果，因此在我国北方地区更适用。
(3)矾花形成快；颗粒大而重，沉淀性能好，投药量—般比硫酸铝低。
(4)适宜的pH值范围较宽，在5—9间，当过量投加时也不会像硫酸铝那样造成水浑浊的反效果。
(5)其碱化度比其他铝盐、铁盐为高，因此药液对设备的侵蚀作用小，且处理后水的pH值和碱度下降较小。
聚合氯化铝的性能
a、聚合氯化铝作为水处理剂对各种水质适应性强，对于高浊度水混凝沉淀效果尤为显著。
b、净化后的水质优于硫酸铝等无机混凝剂，净水成本与之相比低15-30%。絮凝体形成快，沉降速度快。
c、含氧化铝高、投加量小，可降低制成水成本。
d、源水PH值在5.0-9.0范围均可凝聚。
e、腐蚀性小，操作条件好，溶解性优于硫酸铝。
f、处理水中盐分较少，有利于离子交换处理和纯水制备。
g、对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机混凝剂，对低温水的处理效果也较好，最低析出温度为-18℃。
产品用途
a、城市给水净化：河流水、水库水、地下水
b、工业水净化。
c、城市水处理。
d、工业废水和废渣中有用物质的回收，促进洗煤废水中煤粉的沉降，淀粉制造中淀粉的回收。
e、各种工业废水处理：印染废水、皮革废水、含氟废水、重金属废水、含油废水、洗煤废水、矿山废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水。
f、污水处理。
g、造纸施胶。
h、糖液精制。
i、铸造成型。
j、布匹防皱。
k、催化剂载体。
l、医药精制。
m、水泥速凝。
n、化妆品原料。
使用方法
a、投加量视被处理水而不同，一般给水净化投加量约为：液体产品5-100克/吨，固体2-30克/吨，若通过小试投加，则效果更佳。
b、配制:可直接加入被处理水中，也可用水稀释后加入水中，加水量可按投加量和处理水量决定，加水后应搅拌均匀。
注意事项
a、每次配制的水溶液不可放置时间过长，以免降低使用效果。
b、产品有效贮存期：液体半年，固体一年。固体产吕受潮后仍然可使用。
c、不同厂家或不同牌号的水处理药剂不能混合使用，并且不得与其它化学药品混存，应防水防潮。
聚合氯化铝的混凝机理与硫酸铝相同，硫酸铝的混凝机理包括了开始的铝离子，最后的氢氧化铝胶体和其中间产物(各种形态的水解聚合物)的作用。对于水中负电荷不高的粘土胶体，最好利用正电荷较低而聚合度大的水解产物，而对于形成颜色的有
机物，则以正电荷较高的水解产物发挥作用为宜。但硫酸铝的化学反应甚为复杂，不可能根据不同水质人为地来控制水解聚合物的形态。至于聚合氯化铝则可根据原水水质的特点来控制制造过程中的反应条件，从而制取所需要的最适宜的聚合物，当投入水中，水解后即可直接提供高价聚合离子，达到优异的混凝效果。目前我国聚合氯化铝应用中存在的问题主要是各地土法综合利用制得的产品，因受原料、工艺条件等限制、质量受到影响，而各地区又缺乏具有完善工艺的专门厂家。
3、三氯化铁
三氯化铁(FeCl3·6H2O)是一种常用的混凝剂，是黑褐色的结晶体，有强烈吸水性，极易溶于水，其溶解度随温度上升而增加，形成的矾花，沉淀性能好，处理低温水或低浊水效果比铝盐好。我国供应的三氯化铁有无水物、结晶水物和液体。液体、晶体物或受潮的无水物腐蚀性极大，调制和加药设备必须考虑用耐腐蚀器材(不锈钢的泵轴运转几星期也即腐蚀，用钛制泵轴有较好的耐腐性能)。三氯化铁加入水后与天然水中碱度起反应，形成氢氧化铁胶体。
以上反应式只是一个粗略的表示方法，实际上要复杂得多，当被处理水的碱度低或其投加量较大时，在水中应先加适量的石灰。
水处理中配制的三氯化铁溶液浓度宜高，可达46%。
三氯化铁的优点是形成的矾花比重大，易沉降，低温、低浊时仍有较好效果，适宜的pH值范围也较宽，缺点是溶液具有强腐蚀性，处理后的水的色度比用铝盐高。
4、硫酸亚铁
硫酸亚铁FeS04·7H20是半透明绿色结晶体，易于溶水，在水温20℃时溶解度为21%。
硫酸亚铁离解出的Fe2+只能生成简单的单核络合物，因此，不如三价铁盐那样有良好的混凝效果。残留于水中的Fe2+会使处理后的水带色，当水中色度较高时，Fe2+与水中有色物质反应，将生成颜色更深的不易沉淀的物质(但可用三价铁盐除色)。根据以上所述，使用硫酸亚铁时应将二价铁先氧化为三价铁，然后再起混凝作用。当水的pH值在8.0以上时，加入的亚铁盐的Fe2+易被水中溶解氧氧化成Fe3+
(1.16) 当水的pH值<8.0时，则可加入石灰去除水中CO2
(1.17) 石灰用量可按下式估算：[CaO]=0.37a+1.27CO2 (1.18) 式中a——FeSO4的投加量(毫克/升)；CO2——水中CO2的含量(毫克/升)。
当水中没有足够溶解氧时，则可加氯或漂白粉予以氧化：(1.19) 理论上1毫克/
升FeSO4需加氯0.234毫克/升。
处理饮用水时，硫酸亚铁的重金属含量应极低，应考虑在最高投药量处理后，水中的重金属含量应在国家饮用水水质标准的限度内。
铁盐使用时，水的pH值的适用范围较宽，在5.0—11间。
5、PFS 聚合硫酸铁
聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%（重量）的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。
名称：固体聚合硫酸铁（简称固体聚铁或SPFS）
分子式：[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m
性能指标：符合中华人民共和国国家标准《净水剂聚合硫酸铁》（GB14591-93）应用特点：与其他无机絮凝剂相比具有以下特点：
1、新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂；
2、混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快；
3、净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠；
4、除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著；
5、适应水体PH值范围宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小；
6、对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著，对高浊度原水净化效果尤佳；
7、投药量少，成本低廉，处理费用可节省20%-50%。
使用方法及注意事项
因原水性质各异，应根据不同情况，现场调试或作烧杯试验，取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果。
1、使用前，将本产品按一定浓度（10-30%）投入溶矾池，注入自来水搅拌使之充分水解，静置至呈红棕色液体，再兑水稀释到所需浓度投加混凝。水厂亦可配成2-5%直接投加，工业废水处理直接配成5-10%投加。
2、投加量的确定，根据原水性质可通过生产调试或烧杯实验视矾花形成适量而
定，制水厂可以原用的其它药剂量作为参考，在同等条件下本产品与固体聚合氯化铝用量大体相当，是固体硫酸铝用量的1/3-1/4。如果原用的是液体产品，可根据相应药剂浓度计算酌定。大致按重量比1:3而定。
3、使用时，将上述配制好的药液，泵入计量槽，通过计量投加药液与原水混凝。
4、一般情况下当日配制当日使用，配药需要自来水，稍有沉淀物属正常现象。
5、注意混凝过程三个阶段的水力条件和形成矾花状况。
(1)、凝聚阶段：是药液注入混凝池与原水快速混凝在极短时间内形成微细矾花的过程，此时水体变得更加浑浊，它要求水流能产生激烈的湍流。烧杯实验中宜快速（250-300转/分）搅拌10-30S，一般不超过2min。
(2)、絮凝阶段：是矾花成长变粗的过程，要求适当的湍流程度和足够的停留时间（10-15min），至后期可观察到大量矾花聚集缓缓下沉，形成表面清晰层。烧杯实验先以150转/分搅拌约6分钟，再以60转/分搅拌约4分钟至呈悬浮态。
(3)、沉降阶段：它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程，要求水流缓慢，为提高效率一般采用斜管（板式）沉降池（最好采用气浮法分离絮凝物），大量的粗大矾花被斜管（板）壁阻挡而沉积于池底，上层水为澄清水，剩下的粒径小、密度小的矾花一边缓缓下降，一边继续相互碰撞结大，至后期余浊基本不变。烧杯实验宜以20-30转/分慢搅5分钟，再静沉10分钟，测余浊。
6、强化过滤，主要是合理选用滤层结构和助滤剂，以提高滤池的去除率，它是提高水质的重要措施。
7、本产品应用于环保、工业废水的处理，使用方法与制水厂大体相同，对高色度、高COD、BOD的原水处理，辅以助剂作用效果甚佳。
8、采用化学混凝法的企业，原用的设备无需作大的改造，只需增设溶矾池即可使用本产品。
9、本产品须保存在干燥、防潮、避热的地方（< 80oC，切勿损坏包装，产品可长期储存）。
10、本产品必须溶解才能使用，溶解设备和加药设施应采用耐腐蚀材料。
6、氯化亚铁
直接用于污、废水处理，作为还原剂和媒染剂，广泛用于织物印染，颜料印染，制造等行业，同时还用于超高压润滑油组份，也用于医药，冶金和照相。
氯化亚铁具有独有的脱色能力，适用于染料、染料中间体、印染、造纸行业的污
水处理。能简化水处理工艺，缩短水处理周期，降低水处理成本；对各类污水、电镀、皮革、造纸废水有明显的处理效果，对废水、污水中各类重金属离子的去除率接近100%；处理成本低，是污水处理比较理想的药剂。直接用于污、废水处理，作为还原剂和媒染剂，广泛用于织物印染，颜料印染，制造等行业，同时还用于超高压润滑油组份，也用于医药，冶金和照相。此外还有以下重要用途：
1、生产三氯化铁：
用氯化亚铁固体、盐酸和氯气为主要原料生产三氯化铁，首先是把氯化亚铁配比成溶液，加温通入氯气，可得到三氯化铁溶液，若三氯化铁溶液经过滤、加热、氯气或硝酸氧化、浓缩、冷却，可得到固体六水三氯化铁。二氯化铁完全反应转化成三氯化铁。产品质量符合国家标准GB1621—79的指标。
2、生产固体聚合氯化铁：
（1）在反应釜中投入氯化亚铁晶体，加水后缓加热到45－65℃时，开动反应釜搅拌器，并在反应釜底部通压缩空气，温度至85－95℃时停止加热；
（2）在反应釜上部加入碱性水溶液反应，在反应物液面下加盐酸水溶液反应，控制温度在90～95℃进行，至检测反应物中Fe↑[2+]≤0．15%时停止加入碱液，在盐基度达5～10%时停止加入盐酸水溶液，搅拌，通入压缩空气将物料趁热压入造片机中冷却成固体，粉碎后成为高含量固体聚合氯化铁，应用本发明生产的固体聚合氯化铁，质量稳定、成本低、产品稳定性好、生产过程无三废产生，产品无二次污染的隐患。
3、生产聚合氯化铝铁絮凝剂（PAFC）：
用铝盐和铁盐絮凝剂的基础上生产的一种无机高分子絮凝剂。
4、用氯化亚铁废液优质处理印染废水的方法：
用氯化亚铁优质处理印染废水的方法。通过在印染废水中添加极性介质和改变电离度后，用FeCl2。处理后的印染废水处理液还能与1-2倍量未经处理的印染废水相混配，再调pH值中和，凝聚沉淀，固液分离后排放，废水的COD去除率≥50%，色度去除率70～90%，出水不泛红色，节省废水处理成本30%左右。FeCl2广泛应用于印染废水处理创造了条件，能产生良好的环境效益和经济效益。
对各类污水、电镀、皮革废水有明显的处理效果，对废水、污水中各类重金属离子的去除率接近100%；独有的脱色能力，适用于染料、染料中间体及印染行业的污水处理。能简化水处理工艺，缩短水处理周期，降低水处理成本。
5、生产可擦墨水：
是将无机盐加入色染料混合而成，其配方为聚丙烯酸钠、氯化亚铁、硫酸钴、硫酸钠、色染料和水，所说的色染料可分别为黑色、蓝色、绿色、红色等颜料。这种墨水写的字用普通的橡皮擦很容易擦去，字迹干后，不易变色，而且能长期保存。
6、粉土砂土质边坡快速固化剂：
氯化亚铁+氢氧化钙，具有较大的抗压度：40-50kpa（28天）强4-5倍。
7、氯化亚铁添加剂细水雾灭火剂：
为了提高常规细水雾的灭火有效性，拓展其应用范围，本文采用小尺度实验的方法，研究了含氯化亚铁添加剂细水雾在不同燃料种类、添加剂浓度、压力下扑灭池火的有效性。实验结果表明：向细水雾中添加氯化亚铁，显著地影响了它的灭火性能；细水雾的灭火时间随着加入的氯化亚铁的质量浓度变化而发生改变，而且存在一个最短灭火时间浓度；细水雾喷头的工作压力和燃料的类型也对细水雾的灭火性能有影响，喷头工作压力越大，细水雾的平均灭火时间越短；在相同的实验条件下，细水雾灭煤油火的时间要短于灭乙醇火的时间。
7、液体聚合氯化铝
液体聚合氯化铝是一种无机高分子絮凝剂。经过氢氧基离子官能团和多价阴离子聚合官能团的作用，产生出拥有大分子量和高电荷的无机高分子。可适应PH值范围为5.0-9.0，最佳PH值为6.5-7.6。
液体聚合氯化铝主要用途-城市给排水净化：河流水、水库水、地下水，工业给水净化，城市污水处理，工业废水和废渣中有用物质的回收、促进洗煤废水中煤粉的沉降、淀粉制造业中淀粉的回收，各种工业废水处理：印染废水、皮革废水、含氟废水、重金属废水、含油废水、造纸废水、洗煤废水、矿山废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水，污水处理，造纸助剂，布匹增强，催化剂载体，医药精制，水泥速凝，化妆品原料等。
液体聚合氯化铝的应用领域：
1、净水处理：生活用水、工业用水；
2、城市污水处理；
3、工业废水、污水、污泥的处理及污水中某些渣质回收等；
4、对某些处理难度大的工业污水，以PAC为母体，掺入其他药剂，调配成复合PAC，处理污水能得到惊喜的效果。
液体聚合氯化铝性能特点：
1、聚合氯化铝分子结构大，吸附能力强，用量少，处理成本低。
2、溶解性好，活性高，在水体中凝聚形成的矾花大，沉降快，比其他无机絮凝剂净化能力大2-3倍。
3、适应性强，受水体PH值和温度影响小，原水净化后达到国家引用水标准，处理后水质,中阳、阴离子含量低，有利于离子交换处理和高纯水的制备。
4、腐蚀性小，操作简便，能改善投药工序的劳动强度和劳动条件。
由于液体聚合氯化铝运输成本太大，所以固体聚合氯化铝还是比较受欢迎的（固体聚合氯化铝可以化成液体使用）
LDPE——low density polyethylene——低密度聚乙烯
A、混凝剂一般指无机盐类的，主要是使得被处理对象脱稳、破乳的，常见的如：聚 合氯化铝、聚合硫酸铁等。 絮凝剂指能加速固体和液体分离的水溶性高分子聚合物，最常用的是聚丙烯酰胺。 凝聚剂、助凝剂是絮凝剂的其他称呼，事实上就是指絮凝剂。 B、助凝剂 - 定义助凝剂是用于调节或改善混凝条件，促进凝聚作用所添加的药剂或 为改善絮凝体结构的高分子物质。前者如硫酸、磷酸、石灰、氯气等（可调整pH值）；后者如聚丙烯酰胺、活化硅酸（或称活性硅土）、骨胶、海藻酸钠以及各种聚合电解质，可使其与混凝剂结合生成较大、较坚固、密实絮体。助凝剂的密度和重量、促使 沉淀加速；在微凝絮间起粘结架桥作用，使凝絮粗大而有广阔表面，充分发挥吸附卷 带作用以提高澄清效果。在废水的混凝处理中，单独使用混凝剂不能取得良好效果时，常使用助凝剂已达到目的。目前应用较广的助凝剂是活化硅酸，是由硅酸钠经活化过 程制得，实质上属于一种阴离子型无机高分子电解质，一般与明矾或亚铁盐合用。 1.矾花不结实，密度不大，不易下沉，这是导致矾花上浮的主要因素。因而可以增加 助凝剂，如活化硅酸或粘士，增强絮凝效果。曾有水厂投加粘土作为助凝剂，增强絮 凝效果，基本上可以解决短时间矾花上浮的现象。 2.有些水厂设计的絮凝池，絮凝时间取的是标准的中间值，即在12min左右。和新手 册相比，絮凝池的絮凝时间稍短，矾花生长的时间不够，当其达到沉淀池时，还有很 多颗粒没有长到沉淀尺度，不易沉降，是矾花上浮的一个原因。但是增加絮凝时间， 如果流量不变，就需增加池容，而这是不大可能的；如果池容不变，则过水流量就需 减少，从而减少了处理水量。 3.矾花进入沉淀池前矾花的密实度不够，在沉淀池中难以下沉。
浅谈水处理的混凝方法与混凝剂(一) 论文关键词:水处理混凝硫酸铝聚合氯化铝聚合硫酸铁聚丙烯酰胺论文摘要:在诸多的水处理方法中,混凝法是一种最常用的水处理物化方法。这种方法是通过向水中加入混凝剂而使胶体脱稳产生絮凝,从而去除污染物的方法。影响混凝的因素有很多,比如温度、PH值、水力条件、絮凝剂投加量和性质等,调节好这些因素能达到很高的去除效果。 0引言 在工业废水和生活废水处理中,有一种很重要的物化处理方法:混凝法。这种水处理方法应用广泛,各种污染指标去除率高。下面对这一方法进行简单介绍。 1混凝法 1.1混凝法的概念在天然水中和各种废水中,物质在水中存在的形式有三种:离子状态、胶体状态和悬浮状态。一般认为,颗粒粒径小于1nm的为溶解物质,颗粒粒径在1~100nm的为胶体物质,颗粒粒径在100nm~1mm为悬浮物质。其中的悬浮物质是肉眼可见物,可以通过自然沉淀法进行去除;溶解物质在水中是离子状态存在的,可以向水中加入一种药剂使之反应生成不溶于水的物质,然后用自然沉淀法去除掉;而胶体物质由于胶粒具有双电层结构而具有稳定性,不能用自然沉淀法去除,需要向水中投加一些药剂,使水中难以沉淀的胶体颗粒脱稳而互相聚合,增加至能自然沉淀的程度而去除。这种通过向水中加入药剂而使胶体脱稳形成沉淀的方法叫混凝法,所投加的药剂叫混凝剂。 1.2混凝的基本原理废水中的胶体物质具有巨大的比表面积,可以吸附液体介质中的正离子或负离子或极性分子等,使固液两相界面上的电荷呈不平衡分布,在界面两边产生电位差,这就是胶体微粒的双电层结构。形成双电层结构的微粒的整个胶体结构就称为胶团,整个胶团是电中性的。胶团中心是带有电荷的固体微粒本身,称为胶核。胶核所带电荷的符号就是胶体所带电荷的符号。胶体微粒之所以能在水中保持稳定性,原因在于胶体粒子之间的静电斥力(胶体常常带有同种电荷而具有斥力)、胶体表面的水化作用及胶粒之间相互吸引的范德华力共同作用。胶体微粒带电越多,其电位就越大,带电荷的胶粒和反离子与周围水分子发生水化作用越大,水化壳也越厚,越具有稳定性。向水中投加药剂,使胶体失去稳定性而形成微小颗粒,而后这些均匀分散的微小颗粒再进一步形成较大的颗粒,从液体中沉淀下来,这个过程称为凝聚。凝聚有以下几方面的作用: 1.2.1压缩双电层与电荷的中和作用。加入电解质,使固体微粒表面形成的双电层有效厚度减小,从而范德华力占优势而达到彼此吸引形成凝聚;或者加入电不同电荷的固体微粒,使不同电荷的粒子由于静电吸引而彼此吸引,最后达到凝聚。 1.2.2高分子絮凝剂的吸附架桥作用。高分子絮凝剂的碳碳单键一般情况下是可以旋转的,再加上聚合度较大,即主链较长,在水介质中主链是弯曲的。在主链的各个部位吸附了很多固体颗粒,就象是为固体颗粒架了许多桥梁,让这些固体颗粒相对地聚集起来形成大的颗粒。 1.2.3絮体的网捕作用。有些混凝剂(如铝盐或铁盐)有水中形成高聚合度的多羟基化合物的絮体,在沉淀过程中可以吸附卷带水中胶体颗粒共同沉淀,此过程称为絮凝剂的网捕作用。 2几种常见的混凝剂 常用的混凝剂有无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂、生物絮凝剂等。无机絮凝剂主要产品有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁和聚合硫酸铁、聚合硅酸铝、聚合硅酸铁、聚合氯化铝铁、聚合硅酸铝铁和聚合硫酸氯化铝等。有机高分子絮凝剂以聚丙烯酰胺类产品为代表,生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝能力的高分子有机物,主要有蛋白质、黏多糖、纤维素和核酸。下面简单介绍几种常用的混凝剂。 2.1硫酸铝(AS)无水硫酸铝是无色结晶,易溶于水,常温下硫酸铝以含十八水合物最为稳定。Al2(SO4)3·18H2O是具有光泽的无色颗粒或粉末晶体,极易溶于水,水溶液呈酸性(PH2.2聚合氯化铝(又称碱式氯化铝PAC)聚合氯化铝是应用最广泛的一种絮凝剂,它的固体呈无色至黄色
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
水处理混凝剂及其发展方向研究综述 姓名 （院系，四川宜宾 644000） 摘要:综述了各类混凝剂的研究及应用状况,提出了发展方向。从可持续发展以及水处理效果的角度看,混凝剂必将朝着高分子化、复合化和多功能化方向发展。关键词:混凝剂；混凝剂的类型；发展方向 Abstract :The researches and the state of application of different kinds of coagulants , including inorganic , organic and composite coag2 ulant , were reviewed in this paper. The main area of future study was presented. In the viewof sustainable development and water treatment efficiency , The macromolecular , compositive and multi2functional coagulants are the trend in the future. Key words :Coagulant Type of coagulant Trend in the future “混凝”就是水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程。它是现代城市给水和工业废水处理工艺中的关键环节之一,它既可以去除原水的浊度和色度等感官指标,又可以去除一定的有毒有害污染物;可以自成独立的处理系统,又可以与其它单元过程组合,用于预处理、中间处理和终处理[1 ,2]。目前,混凝剂的发展趋势是从低分子向高分子(即低聚度向高聚度) 、单一型向复合型、单功能型向多功能型发展。多功能是指混凝剂除混凝作用以外,还具有去除天然有机物(NOM) 、脱色、除藻或缓蚀等,达到一剂多用的目的,从而可以缩短水处理工艺流程,减少设备等。 混凝剂的种类繁多,按化学成分可分为有机、无机和复合混凝剂三大类。对于不同的原水或废水,为提高混凝处理效果,必须选择品质和性能优良的混凝剂,同时,混凝处理工艺应合乎客观规律。每种混凝剂在使用之前,必须经过反复实验,慎重投入实际应用。 一、混凝剂的研究进展
化学混凝法在污水处理中的应用 摘要: 本文介绍了混凝法的机理、影响效果的主要因素以及混凝剂研究新进展, 对其处理城市污水的可行性进行了分析。 关键词: 混凝法; 城市污水; 絮凝 随着社会经济的发展, 城市污水排放量持续增加, 我国水环境污染日趋严重。而要解决城市水污染的根本措施就是建设城市污水处理厂。由于我国经济尚不发达, 一方面, 应当重视工艺所具备的技术指标的先进性, 同时必须充分考虑适合中国的国情和工程的性质。为了缓解资金不足与环境污染的矛盾, 我们应当不断研究, 采用经济、高效的城市污水处理办法, 当前用得最多的是生物法, 而生物污水处理厂占地面积广、投资费用大、建设周期长, 这对许多城市来说在现阶段不可能实现。混凝法是目前应用得较多的一种经济、简便的水处理技术, 混凝法不仅投入相对较少, 而且处理效果也很好。 1.混凝法的处理机理 化学混凝的机理涉及的因素很多, 如水中杂质的成分和浓度、水温、水的pH 值、碱度, 以及混凝剂的性质和混凝条件等。但归结起来,可以认为主要是三方面的作用: (1)压缩双电层作用水中胶粒能维持稳定的分散悬浮状态, 主要 是由于胶粒的∫电位。如能消除或降低胶粒的∫电位, 就有可能使微 粒碰撞聚结, 失去稳定性。在水中投加电解质———混凝剂可达此目的。 (2) 吸附架桥作用三价铝盐或铁盐以及其他高分子混凝剂溶于 水后, 经水解和缩聚反应形成高分子聚合物, 具有线性结构。这类高分 子物质可被胶体微粒所强烈吸附。因其线性长度较大.当它的一端吸 附某一胶粒后, 另一端又吸附另一胶粒, 在相距较远的两胶粒间进行 吸附架桥, 使颗粒逐渐结大, 形成肉眼可见的粗大絮凝体。这种由高分 子物质吸附架桥作用而使微粒相互粘结的过程, 称为絮凝。 (3)网捕作用三价铝盐或铁盐等水解而生成沉淀物。这些沉淀物 在自身沉降过程中, 能集卷、网捕水中的胶体等微粒, 使胶体粘结。 上述三种作用产生的微粒凝结理象———凝聚和絮凝总称为混凝。 2.影响混凝效果的主要因素
华南师范大学实验报告 实验五混凝剂——聚合硫酸铁对污水的处理 一、前言 1、实验目的 ①了解混凝法处理水的原理。 ②掌握实验室模拟废水处理的操作技术与仪器设备的使用。 ③学会通过色度、浊度、COD的测定，评价水质。 2、文献综述与总结 随着工农业生产的迅速发展和人们生活水平的提高，用水量和废水排放量日益增加，要使有限的水资源满足人们日益增长的生产和生活需要，对排放废水进行有效的净化处理和回用日趋迫切。絮凝作为重要的水处理方法或基本的单元操作之一，在水处理中占据极其重要的地位。絮凝剂的优劣是絮凝效果及整个水处理效果的决定因素之一。在众多的有机、无机絮凝剂中，聚合硫酸铁（PFS）以其产生的矾花大、絮体密实、沉降快、适用pH值范围广、耗量少、效果好、无毒、价格便宜等优点，倍受水处理界的青睐[1]。 废水的物理处理方法，又称为机械治理法。主要用于分离废水中的悬浮性物质。该方法最大的优点是简单、易行、效果良好，并且十分经济。一方面可从废水中回收有用的物质，另一方面也使废水得到了一级治理。常用的物理治理方法有：重力分离法、离心分离法、过滤法以及蒸发结晶法等。 废水的化学处理方法的主要处理对象是废水中溶解性或胶体性的污染物质。它既可合污染性物质与水分离，也能改变某些污染物质以及有机物等，因此可达到比物理方法更高的净化程度。特别是要从废水中回收有用物质时，或者废水中含有某种有毒、有害且不易被微生物降解的物质时，采用化学治理方法最为适宜。然而，化学治理法常需采用化学药剂或材料，因此运行费用一般都比较高，操作与管理的要求也比较严格等。而且，在化学法的前处理或后处理过程中，通常还需配合使用物理治理方法。其中有一种应用最广泛，既经济又方便的处理方法——混凝法。
混凝剂的比较 1．硫酸铝 硫酸铝含有不同数量的结晶水，Al2(SO4)3·18H2O，其中n=6、10、14、16，18和27，常用的是Al2(SO4)3·18H2O 其分子量为666.41，比重1.61，外观为白色，光泽结晶。 硫酸铝易溶于水，水溶液呈酸性，室温时溶解度大致是50％，pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90％以上。 硫酸铝使用便利，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响。当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮体较松散。 硫酸铝在我国使用最为普遍，大都使用块状或粒状硫酸铝。根据其中不溶于水的物质的含量，可分为精制和粗制两种。 硫酸铝易溶于水，可干式或湿式投加。湿式投加时一般
采用10—20％的浓度(按商品固体重量计算)。硫酸铝使用时水的有效pH值范围较窄，约在5.5—8之间，其有效pH值随原水的硬度含量而异：对于软水，pH值在 5.7— 6.6；中等硬度的水为6.6— 7.2；硬度较高的水则为7.2—7.8。在控制硫酸铝剂量时应考虑上述特性。有时加入过量硫酸铝，会使水的pH值降至铝盐混凝有效pH 值以下，既浪费了药剂，又使处理后的水发混。 粗制硫酸铝中有效氧化铝含量基本与精制相同，主要是不溶于水的物质含量高，废渣较多，最好用热水并拌以搅拌，才能完全溶解，因含有游离酸，酸度较高，腐蚀性强，溶解与投加设备应考虑防腐。 2．聚合氯化铝 聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂。六十年代，日本在制造与应用方面做了大量工作，有逐步取代硫酸铝的趋势。我国在1973年曾在成都召开全国新型混凝剂技术经验交流会，会上对聚合氯化铝的产品质量提出了要求，其中要求含氧化铝(Al2O8)10％以上，碱化度为50—80％，不溶物1％以下等。 我国某些地区仍将聚合氯化铝称为碱式氯化铝[A1n(OH)m Cl3n-m]，这是由于对它的基本化学式的不同理解而造成的。聚合氯化铝的化学式应表示为 [Al2(OH)n C18-n]m，其中n可取1到5中间的任何整数，m
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
水处理的混凝方法与混凝剂 发表时间：2009-05-22T09:15:35.263Z 来源：《中小企业管理与科技》2009年5月上旬刊供稿作者：张丽娟[导读] 在诸多的水处理方法中，混凝法是一种最常用的水处理物化方法。摘要：在诸多的水处理方法中，混凝法是一种最常用的水处理物化方法。这种方法是通过向水中加入混凝剂而使胶体脱稳产生絮凝，从而去除污染物的方法。影响混凝的因素有很多，比如温度、PH值、水力条件、絮凝剂投加量和性质等，调节好这些因素能达到很高的去除效 果。 关键词：水处理混凝硫酸铝聚合氯化铝聚合硫酸铁聚丙烯酰胺0 引言 在工业废水和生活废水处理中，有一种很重要的物化处理方法：混凝法。这种水处理方法应用广泛，各种污染指标去除率高。下面对这一方法进行简单介绍。 1 混凝法 1.1 混凝法的概念在天然水中和各种废水中，物质在水中存在的形式有三种：离子状态、胶体状态和悬浮状态。一般认为，颗粒粒径小于1nm的为溶解物质，颗粒粒径在1~100nm的为胶体物质，颗粒粒径在100nm~1mm为悬浮物质。其中的悬浮物质是肉眼可见物，可以通过自然沉淀法进行去除；溶解物质在水中是离子状态存在的，可以向水中加入一种药剂使之反应生成不溶于水的物质，然后用自然沉淀法去除掉；而胶体物质由于胶粒具有双电层结构而具有稳定性，不能用自然沉淀法去除，需要向水中投加一些药剂，使水中难以沉淀的胶体颗粒脱稳而互相聚合，增加至能自然沉淀的程度而去除。这种通过向水中加入药剂而使胶体脱稳形成沉淀的方法叫混凝法，所投加的药剂叫混凝剂。 1.2 混凝的基本原理废水中的胶体物质具有巨大的比表面积，可以吸附液体介质中的正离子或负离子或极性分子等，使固液两相界面上的电荷呈不平衡分布，在界面两边产生电位差，这就是胶体微粒的双电层结构。形成双电层结构的微粒的整个胶体结构就称为胶团，整个胶团是电中性的。胶团中心是带有电荷的固体微粒本身，称为胶核。胶核所带电荷的符号就是胶体所带电荷的符号。胶体微粒之所以能在水中保持稳定性，原因在于胶体粒子之间的静电斥力（胶体常常带有同种电荷而具有斥力）、胶体表面的水化作用及胶粒之间相互吸引的范德华力共同作用。胶体微粒带电越多，其电位就越大，带电荷的胶粒和反离子与周围水分子发生水化作用越大，水化壳也越厚，越具有稳定性。向水中投加药剂，使胶体失去稳定性而形成微小颗粒，而后这些均匀分散的微小颗粒再进一步形成较大的颗粒，从液体中沉淀下来，这个过程称为凝聚。凝聚有以下几方面的作用：1. 2.1 压缩双电层与电荷的中和作用。加入电解质，使固体微粒表面形成的双电层有效厚度减小，从而范德华力占优势而达到彼此吸引形成凝聚；或者加入电不同电荷的固体微粒，使不同电荷的粒子由于静电吸引而彼此吸引，最后达到凝聚。 1.2.2 高分子絮凝剂的吸附架桥作用。高分子絮凝剂的碳碳单键一般情况下是可以旋转的，再加上聚合度较大，即主链较长，在水介质中主链是弯曲的。在主链的各个部位吸附了很多固体颗粒，就象是为固体颗粒架了许多桥梁，让这些固体颗粒相对地聚集起来形成大的颗粒。 1.2.3 絮体的网捕作用。有些混凝剂（如铝盐或铁盐）有水中形成高聚合度的多羟基化合物的絮体，在沉淀过程中可以吸附卷带水中胶体颗粒共同沉淀，此过程称为絮凝剂的网捕作用。 2 几种常见的混凝剂常用的混凝剂有无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂、生物絮凝剂等。无机絮凝剂主要产品有硫酸铝、聚合氯化铝、三氯化铁、硫酸亚铁和聚合硫酸铁、聚合硅酸铝、聚合硅酸铁、聚合氯化铝铁、聚合硅酸铝铁和聚合硫酸氯化铝等。有机高分子絮凝剂以聚丙烯酰胺类产品为代表，生物絮凝剂是一类由微生物产生的具有絮凝能力的高分子有机物，主要有蛋白质、黏多糖、纤维素和核酸。下面简单介绍几种常用的混凝剂。 2.1 硫酸铝（AS）无水硫酸铝是无色结晶，易溶于水，常温下硫酸铝以含十八水合物最为稳定。Al2(SO4)3·18H2O是具有光泽的无色颗粒或粉末晶体，极易溶于水，水溶液呈酸性（PH<=2.5）。工业品为白色或微带灰色的粉末或块状结晶，因可能存在少量的硫酸亚铁而使产品表面发黄。硫酸铝是使用最早的絮凝剂之一。硫酸铝对水中胶体微粒的絮凝过程分为吸附脱稳、沉淀絮凝、吸附沉淀混合区和再稳定四个区域。加入过量的硫酸铝，会形成胶体再稳定而影响絮凝效果。硫酸铝价格便宜，应用较广泛。 2.2 聚合氯化铝（又称碱式氯化铝PAC）聚合氯化铝是应用最广泛的一种絮凝剂，它的固体呈无色至黄色树脂状，易潮解，溶液为无色至黄褐色透明状液体，聚合氯化铝易溶于水并易发生水解，水解过程中伴随有电化学、凝聚、吸附、沉淀等物理化学现象。聚合氯化铝一般是由铝矿土与酸经过酸溶、水解、缩聚等复杂的过程而制成的。相对于硫酸铝而言，聚合氯化铝混凝效果随温度变化较小，形成絮体的速度较快，絮体颗粒和相对密度都较大，沉淀性能好，投加量较小。聚合氯化铝适宜的PH值范围在5-9之间，过量投加一般不会出现胶体的再稳定现象。长期的实践证明，作为絮凝剂，聚合氯化铝优于硫酸铝，很多净水场的硫酸铝已经逐步被聚合氯化铝所替代。聚合氯化铝水溶液呈弱酸性，PH值在5.5-6.0，对设备的腐蚀性很小。 2.3 聚合硫酸铁（PFS）聚全硫酸铁有固体和液体两种形式，液体为红褐色粘稠液，固体为淡黄色或浅灰色的树脂状的颗粒。在产品的储存的使用过程中，聚合硫酸铁对设备基本无腐蚀作用。聚合硫酸铁投药量低，而且基本不用控制液体的PH值。与铝盐相比，聚合硫酸铁絮凝速度更快，形成的矾花大，沉降速度更快；另外，它还具有脱色、除重金属离子、降低水中COD、BOD浓度的作用；但是其出水容易显黄色。 2.4 聚丙烯酰胺（PAM）按离子特殊性分类，可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性酰胺四种。阳离子酰胺主要用于水处理，阴离子酰胺主要用于造纸、水处理，两性酰胺主要用于污泥脱水处理。聚丙烯酰胺易溶于冷水，分子量对溶解度影响不大，但高分子量的酰胺浓度超过质量分数10%以后，会形成凝胶状态。溶解温度超过50度，PAM发生分子降解而失去助凝作用。因此溶解聚丙烯酰胺时要用45-50度的温水最为适宜。配制聚丙烯酰胺溶液一般配成质量浓度为0.05-2%，阳离子酰胺粘度较小，可配制成浓度较大的溶液，阴离子酰胺粘度较大，可适当配制成浓度较小的溶液。配制溶液时不可浓度过大，否则不容易控制加药量，容易造成加药过量。聚丙烯酰胺的加入量很小，一般加药量在0.1-2ppm。聚丙烯酰胺溶液用于处理废水时，加药后的絮凝效果与搅拌时间与搅拌有关。当已经形成大块絮凝时，就不要再继续搅拌，否则会使已经形成的较大矾花被打碎，变成细小的絮凝体，影响沉降效果。 3 影响絮凝效果的因素
华南师范大学实验报告 学生姓名学号 专业化学(师范) 班级12化教五班 课程名称化学综合实验实验项目无机混凝剂的制备 实验类型□验证□设计□综合实验时间2016 年 3 月25 日实验指导老师晏晓敏老师实验评分 混凝剂——聚合硫酸铁对污水的处理 一、前言 1.实验目的 ①了解混凝法处理水的原理。 ②掌握实验室模拟废水处理的操作技术与仪器设备的使用。 ③学会通过色度、浊度、COD的测定，评价水质。 2.文献综述 随着人们生活水平的不断提高，各种污水也相应增加，不论生活污水还是工业废水都必须经过处理才能使用或者排放。水处理的方法很多，按处理的原理不同，将处理方法分为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法四类。但是应用最广泛，既经济又方便的处理方法还是混凝沉淀法。 混凝法就是往水中投入一些药剂（常称混凝剂），使水中难以沉淀的胶体颗粒能相互聚合，长大至能自然沉淀的程度。混凝剂净化废水的原理是其在水中形成网状高分子絮状物，通过吸附、架桥、中和及包埋等作用与水中的污染物物质形成固体物质，从而通过沉淀、过滤去除。絮凝法在工业废水处理中是一个重要的处理方法，它可以降低废水的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物（汞、镉、铅）和放射性物质等，还可以去除磷、硫等，此外它能够改善污泥的脱水性能。混凝法在废水处理中使用得非常广泛，既可以作为独立的处理方法，也可以和其他处理方法配合，作为预处理、中间处理或最终处理的处理方法，也可以和其他处理方法配合，作为预处理、中间处理或最终处理。 目前常用的混凝剂按化学组成分为无机盐类和有机高分子类。无机盐类应用最广的是铁系和铝系金属盐，可分为普通铁、铝盐和碱化聚合盐。普通铁盐有三氯化铁、硫酸亚铁等，普通铝盐有硫酸铝、氯化铝。碱化聚合盐包括聚合氯化铝和聚合硫酸铁。 聚合硫酸铁（PFS）是一种无机高分子混凝剂，其分子式可表示为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m，适宜水温10—50℃，pH=5.0—8.5，但在pH=4.0—11范围内仍能使用。与普通铁铝盐相比，它具有投入量
污水处理常用药剂 根据用途的不同，可以将这些药剂分为以下几种： ①絮凝剂：有时又称为混凝剂，可作为强化固液分离的手段，用于初沉池、二沉池、浮选池及三级处理或深度处理工艺环节。 ②助凝剂：辅助絮凝剂发挥作用，加强混凝效果。 ③调理剂：又称为脱水剂，用于对脱水前剩余污泥的调理，其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。 ④破乳剂：有时也称为脱稳剂，主要用于对含有乳化油的含油污水气浮前的预处理，其品种包括上述部分絮凝剂和助凝剂。 ⑤消泡剂：主要用于消除曝气活搅拌过程中出现的大量泡沫。 ⑥PH调整剂：用于将酸性污水和碱性污水的PH值调整为中性。 ⑦消毒剂：用于在污水处理后排放活回用前的消毒处理。 一、絮凝剂 絮凝剂是能够降低或消除水中分散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性，使分散微粒凝聚、絮凝成聚集体而除去的一类物质。 按照化学成分，絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂以及微生物絮凝剂三大类。 1、无机絮凝剂 无机絮凝剂包括铝盐、铁盐及其聚合物，具有原料易得，制备简单、价格便宜、处理效果适中等特点，因而在水处理中应用较多。在工业废水及污水处理中应用较多的是铝、铁和硅类的无机高分子絮凝剂，其中广泛使用的为聚合氯化铝PAC。 絮凝剂的选择主要取决于水中胶体和悬浮物的性质及浓度，如果水中污染物颗粒细小，主要呈胶体状态，则应首选铁盐絮凝剂。普通铁盐、铝盐的头家范围是10-100mg/l,聚合盐为普通盐投加量的1/2-1/3. PH值强烈影响絮凝剂的水解速度、水解产物的存在形式和性能。水的碱度对PH值有缓冲作用，当碱度不够时，应添加石灰等药剂予以补充。当水的PH值偏高时，则需要家算调整PH 值到中性。 絮凝剂的水解反应多是吸热反应，水温较低时，水解速度慢且不完全。此时即使增加絮凝剂的投加量，絮体的形成还是很缓慢，而且结构松散、颗粒细小。 水中杂质颗粒还有大量有机物是，混凝效果会变差，需要增加投药量或投加氧化剂等起助凝作用的药剂。水中的钙镁离子、硫化物、磷化物一般对混凝有利，而某些阴离子、表面活性物质对混凝有不利影响。 2、有机高分子絮凝剂 我国目前生产的人工合成有机高分子絮凝剂中80%是聚丙烯酰胺类产品。 固体有机高分子絮凝剂容易吸水潮解成块，必须使用防水包装，保存地点干燥，避免露天存放。有机高分子絮凝剂固体产品或高浓度液体产品在使用之前必须配制成水溶液再投加到待处理水中。配制水溶液的溶药池必须安装机械搅拌设备，溶药连续搅拌要控制在30min以上。水溶液的浓度一般为0.1%左右。对固体有机高分子絮凝剂，进行溶解时，固体颗粒的投加点一定要在水流紊动最强烈的的地方，同时一定要以最小投加量向溶药池中缓慢加入，而且投加点一定要远离机械搅拌器的搅拌轴。 3、絮凝剂种类和投加量的确定 使用混凝法处理任何污水，都存在最佳絮凝剂和最佳投加量。一般通过混凝烧杯搅拌试验来取得相应的数据。试验包括快速搅拌、慢速搅拌和静止沉降三个步骤。一般按快速搅拌2min，n=300r/min；慢速搅拌3min，n=60r/min。静止20min。 二、助凝剂
水处理常用药剂 一、聚合氯化铝（PAC） 分为固态与液态两种储存方式 1、固态性质如下： 目数:100-140 化学性质：碱性 外观：黄色 有效物质：25%-30% 含量：99% 包装规格：25kg/袋 PH值使用范围：4-11 2、使用特点 应用范围广，适应水性广泛。易快速形成大的矾花，沉淀性好能好。适宜PH值范围较宽（5--9之间），且处理后水的PH值和碱度下降小。水温低时，仍可保持稳定的沉淀效果。 碱化度比其它铝盐，铁盐高，对设备侵蚀作用小。 3、使用方法： 将固体产品按1：3加水溶解为液体后，再加10--30倍清水稀释成所需浓度后使用。用量可根据原水的不同浑浊度，测定最佳投药量，一般原水浊度在100--500mg/L时，每千吨投加量为10--20Kg.特此声明:为达到最佳的絮凝效果和经济效益，用户可根据不同的原水浊度，不同季节和不同地形，通过实验确定最佳投药量。（液体产品配成5--10%的水溶液）（固体产品配成3---5%的水溶液（按商品重量计算））；原水浊度越高，溶液应配的越稀，增加投药量，絮凝效果好。主要用于河水净化，工业水净化，地表水净化等。 二、聚合氯化铁 1、性能指标 化学品中文名称：聚合硫酸铁，固体聚合硫酸铁（简称固体聚铁或SPFS） 分子式：[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m (其中n<2, m=f(n)) 有害物成分：硫酸铁(聚合) 硫酸铁含量： 20—21% CAS No. ： 1327-41-9
主要成分：纯品 外观与性状：黄色或红褐色无定形粉末或颗粒状固体。 pH(10g/L水溶液)： 2-3 熔点(℃)：190(253kPa) 沸点(℃)：无资料 相对密度(水=1)：2.44 相对蒸气密度(空气=1)：无资料 饱和蒸气压(kPa)：0.13(100℃) 溶解性：易溶于水、醇、氯仿、四氯化碳，微溶于苯。 2、应用特点 新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂，主要用于净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水向转移，无毒，无害，安全可靠, 除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD 及重金属离子等功效显著等。也用于工业废水处理，如印染废水等，在铸造、造纸、医药、制革等方面也有广泛应用。 聚合硫酸铁与其他无机絮凝剂相比具有以下特点： 新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂；混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快；净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠；除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著；适应水体PH值范围宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小；对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著，对高浊度原水净化效果尤佳；投药量少，成本低廉，处理费用可节省20%-50%。 3、使用方法 使用时，一般将液体聚合硫酸铁配成10%--50%的水溶液（在源水浊度较高时可直接投加），固体聚合硫酸铁配成10%--30%的水溶液，然后根据具体情况将配好的溶液按最佳的条件和药量投入，经充分搅拌后可得到最佳的混凝效果。用量可根据原水的不同浑度，测定最佳投药量，一般混浊（浊度在100-500mg/L）水，每千吨使用本品30-50公斤，非饮用水高浊度工业污水可适当投加量。工业废水处理时，将一等品聚合硫酸铁稀释至1-2倍的水溶液。在源水浓度较高、处理水量较大时，可直接投加。然后根据试验室模拟试验的结果按最佳的工艺
废水处理常用药剂 1.废水处理中常用药剂的种类有哪些？ 为了使废水处理后达标排放或进行回用，在处理过程需要使用多种化学药剂。根据用途的不同，可以将这些药剂分成以下几类： ⑴絮凝剂：有时又称为混凝剂，可作为强化固液分离的手段，用于初沉池、二沉池、浮选池及三级处理或深度处理等工艺环节。 ⑵助凝剂：辅助絮凝剂发挥作用，加强混凝效果。 ⑶调理剂：又称为脱水剂，用于对脱水前剩余污泥的调理，其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。 ⑷破乳剂：有时也称脱稳剂，主要用于对含有乳化油的含油废水气浮前的预处理，其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。。 ⑸消泡剂：主要用于消除曝气或搅拌过程中出现的大量泡沫。 ⑹pH调整剂：用于将酸性废水和碱性废水的pH值调整为中性。 ⑺氧化还原剂：用于含有氧化性物质或还原性物质的工业废水的处理。 ⑻消毒剂：用于在废水处理后排放或回用前的消毒处理。 以上药剂的种类虽然很多，但一种药剂在不同的场合使用，起到的作用不同，也就会拥有不同的称呼。比如说Cl ，应用在加强污水的混凝处理效果时被称为助凝剂，用于氧化 2 废水中的氰化物或有机物时被称为氧化剂，用于消毒处理自然就被称为消毒剂。 2.什么是絮凝剂？其作用是什么？ 絮凝剂在污水处理领域作为强化固液分离的手段，可用于强化污水的初次沉淀、浮选处理及活性污泥法之后的二次沉淀，还可用于污水三级处理或深度处理。当用于剩余污泥脱水前的调理时，絮凝剂和助凝剂就变成了污泥调理剂或脱水剂。 在应用传统的絮凝剂时，可以使用投加助凝剂的方法来加强絮凝效果。例如把活化硅酸作为硫酸亚铁、硫酸铝等无机絮凝剂的助凝剂并分前后顺序投加，可以取得很好的絮凝作用。因此，通俗地讲，无机高分子絮凝剂IPF其实就是把助凝剂与絮凝剂结合在一起制备然后合并投加来简化用户的操作。 混凝处理通常置于固液分离设施前，与分离设施组合起来、有效地去除原水中的粒度 ，可用在污水处理流程的预处为1nm～100μm的悬浮物和胶体物质，降低出水浊度和COD Cr
水处理混凝原理 1、混凝定义 向原水中投加混凝剂，破坏水中胶体颗粒的稳定性，通过胶粒间以及其他微粒疸的互相碰撞和聚焦，形成易于从水中分离的絮状物质的过程，称为混凝。 混凝是去除天然水中浊度的最主要的方法。水中浊度是由细微悬浮物所造成的，分散度处于胶体状态时将产生最大的光散射，因而胶体物质是形成浊度的主要因素。 混凝也是去除天然色度的重要方法。水中天然色度来源于腐败的有机植物，主要是土壤中所含的腐殖质。腐殖质是成分十分复杂的物质，分子量从几百到数万。有一部分天然色度属于高分子真溶液，但投加混凝剂可以使天然色度分子与铝或铁形成难溶的络合物，或者是通过混凝剂带的正电荷的水解产物与色度分子的负电荷中和而形成凝絮。 混凝对某些无机物和某些有机污染物，也有一定的去除效果。 水中的铁、硅可以以有机物、亚铁盐的形式，也可以胶体络合物的形式存在于水中。当以胶体形式存在时，可以用混凝的方法去除。如上海黄浦江原水总硅量约16.8毫克/升，溶解性硅为5.6毫克/升，采用混凝-沉淀-过滤处理后，总硅量可降到6.7毫克/升。如果用加强混凝的方法，胶体硅可下降到0.2-0.4毫克/升。 生活饮用水中规定的十种无机物和重金属污染，除了硝酸盐和氟化物外，混凝对常见八种重金属污染都有一定的去除效果。 2、混凝过程 混凝常见分为凝聚和絮凝两个阶段。 胶体颗粒具有十分巨大的比表面积，胶核表面的电位离子吸收相反的离子，形成内外两个电离层。胶体核心外是扩散层和吸附层，当同号电荷颗粒接近到扩散层时同电荷会产生斥力，这是胶体颗粒不会聚集的主要原因。当原水投加混凝剂时，随着采用混凝剂的品种、投加量、胶体颗粒的性质以及介质环境温度等多种因素发生以下变化： ⑴压缩扩散层。当向水中投加电解质盐类时，水中的离子浓度增加，扩散层厚度减少。 ⑵吸附和电荷中和。当采用铝盐或铁盐作为混凝剂时，随着PH值的不同，会有不同的水解产物。当pH较低时，带正电荷。与多数为负电荷的胶体（胶核）颗粒起中和作用，从而导致颗粒相互聚集。 ⑶凝絮网捕。以原沉淀物为网状核心，水中的胶体颗粒可被这些析出的沉析物捕获，水中有胶体越多，沉降分离速度越快。 ⑷粘结架桥。投加高分子物质时，胶体颗粒对高分子物质产生吸附作用，通过高分子链状物吸附胶体，从而减少投加混凝剂的量。 凝聚过程可分为混凝剂投加混合、胶体脱稳、异向絮凝。胶体脱稳是混凝剂水解和杂质胶体脱稳聚集，异向絮凝主要是颗粒的布朗布朗运动聚集，同向絮凝是液体运动聚集。 絮凝是指同向絮凝是液体运动聚集成大片状的凝絮物。 3、影响因素 ⑴混凝剂的影响 聚铝、聚铁为常见水解阳离子的无机盐炎。聚丙烯酰胺，处理高浊度的水以及污泥脱水有一定应用。天然骨胶与三氧化铁同时使用，也有较好效果。活化硅酸经常使用为低温度低浊度水的常用助凝剂。 当水的pH值非常低时，如小于3，此时通过铝离子或铁离子的阳离子浓度增加，压缩胶体颗粒的扩散层使胶体失稳，这种絮凝作用非常有限，起不到效果。 铝盐或铁盐水解产物溶解度非常的低，当投加量超过溶解度时，将产生氢氧化铝或氢氧化铁沉淀，在沉淀过程中形成了一系列的金属羟基聚合物。如溶液的pH值较低时，低于金
混凝剂聚合硫酸铁对污水 的处理 Modified by JEEP on December 26th, 2020.
华南师范大学实验报告 学生姓名学号 专业化学(师范) 班级 12化教五班 课程名称化学综合实验实验项目无机混凝剂的制备 实验类型□验证□设计□综合实验时间 2016 年 3 月 25 日 实验指导老师晏晓敏老师实验评分 混凝剂——聚合硫酸铁对污水的处理 一、前言 1.实验目的 ①了解混凝法处理水的原理。 ②掌握实验室模拟废水处理的操作技术与仪器设备的使用。 ③学会通过色度、浊度、COD的测定，评价水质。 2.文献综述 随着人们生活水平的不断提高，各种污水也相应增加，不论生活污水还是工业废水都必须经过处理才能使用或者排放。水处理的方法很多，按处理的原理不同，将处理方法分为物理法、化学法、物理化学法和生物化学法四类。但是应用最广泛，既经济又方便的处理方法还是混凝沉淀法。 混凝法就是往水中投入一些药剂（常称混凝剂），使水中难以沉淀的胶体颗粒能相互聚合，长大至能自然沉淀的程度。混凝剂净化废水的原理是其在水中形成网状高分子絮状物，通过吸附、架桥、中和及包埋等作用与水中的污染物物质形成固体物质，从而通过沉淀、过滤去除。絮凝法在工业废水处理中是一个重要的处理方法，它可以降低废水的浊度、色度，去除多种高分子物质、有机物、某些重金属毒物（汞、镉、铅）和放射性物质等，还可以去除磷、硫等，此外它能够改善污泥的脱水性能。混凝法在废水处理中使用得非常广泛，既可以作为独立的处理方法，也可以和其他处理方法配合，作为预处理、中间处理或最终处理的处理方法，也可以和其他处理方法配合，作为预处理、中间处理或最终处理。 目前常用的混凝剂按化学组成分为无机盐类和有机高分子类。无机盐类应用最广的是铁系和铝系金属盐，可分为普通铁、铝盐和碱化聚合盐。普通铁盐有三氯化铁、硫酸亚铁等，普通铝盐有硫酸铝、氯化铝。碱化聚合盐包括聚合氯化铝和聚合硫酸铁。
常用混凝剂(絮凝剂)的溶解与使用方法 “建业净水”PAC(聚合氯化铝)的溶解与使用（1）PAC 为无机高分子化合物,易溶于水,有一定的腐蚀性; （2）根据原水水质情况不同,使用前应先做小试求得最佳用药量(具体方法可参见第 2 条:聚合硫酸铁的溶解与使用-加药量的确定);(参考用量范围:20-800ppm) （3）为便于计算,实验小试溶液配置按重量体积比(W/V),一般以2～5%配为好.如配3% 溶液:称PAC3g,盛入洗净的200ml 量筒中,加清水约50ml,待溶解后再加水稀释至100ml 刻度,摇匀即可; （4）使用时液体产品配成5-10%的水液,固体产品配成3-5%的水液(按商品重量计算); （5）使用配制时按固体:清水=1:5(W/V)左右先混合溶解后,再加水稀释至上述浓度即可; （6）低于1%溶液易水解,会降低使用效果;浓度太高易造成浪费,不容易控制加药量; （7）加药按求得的最佳投加量投加; （8）运行中注意观察调整,如见沉淀池矾花少,余浊大,则投加量过少,如见沉淀矾花大且上翻,余浊高,则加药量过大,应适当调整; （9）加药设施应防腐. 2,聚合硫酸铁(PFS)的溶解与使用（1）PFS 溶液配制a, 使用时一般将其配制成5%-20%的浓度. b, 一般情况下当日配制当日使用,配药如用自来水,稍有沉淀物属正常现象. （2）加药量的确定因原水性质各异,应根据不同情况,现场调试或作烧杯混凝试验,取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果. a, 取原水1L,测定其PH 值; b, 调整其PH 值为6-9; c, 用2ml 注射器抽取配制好的PFS 溶液,在强力搅拌下加入水样中,直至观察到有大量矾花形成,然后缓慢搅拌,观察沉淀情况.记下所加的PFS 量,以此初步确定PFS 的用量; d,
混凝剂在污水处理中的应用：颗粒中较大的粗粒悬浮物可以利用自然沉淀去除，但是更微小的悬浮物，甚至是某些有害的化学离子，特别是胶体粒子沉降得很慢，甚至能在水中长期保持分散的悬浮状态而不能自然下沉，难以用自然沉淀的方法从水中分离除去。混凝剂的原理是破坏这些细小颗粒的稳定性，使其互相接触而凝聚在一起，形成絮状物，并下沉分离。 利用混凝剂治理污水综合了混合、反应、凝聚、絮凝等九个过程。由于混凝剂投入水中，大多可以提供大量的正离子。正离子能把胶体颗粒表面所带的负电中和掉，使其颗粒间排斥力减小，从而容易想和靠近并凝聚程絮状细粒，实现了使水中细小胶体颗粒脱稳并凝聚成微小细粒的过程。微小的细粒通过吸附、卷带和架桥形成更大的絮体沉淀下来，达到了可从水中分离出来的目的。 污水治理中常用的混凝剂大致可以分为三类：有机混凝剂、无机混凝剂和高分子混凝剂。有机混凝剂有阴阳离子型之分；无机混凝剂有无机类、碱类、固体细粉类等区别；高分子混凝剂根据聚合度的不同可分为高聚合度混凝剂和低聚合度混凝剂，不同聚合度下又有阳离子型、阴离子型和非离子型，高分子混凝剂也有有机与无机类之分。选用混凝剂的品种、数量应根据处理对象，即不同的废水的试验资料和条件而定，必须从价廉、易得、投用量少、处理效率高且生成的絮状物容易沉淀分离等方面考虑。当投加单个混凝剂处理效果不理想时，还可以投加助凝剂或者可以考虑两种混凝剂按比例混合投加。 一、混凝剂种类 按无机和有机类可分成以下几种： 1、硫酸铝 硫酸铝含有不同数量的结晶水，Al2(SO4)3·18H2O，其中n=6、10、14、16，18和27，常用的是Al2(SO4)3·18H2O其分子量为666.41，比重1.61，外观为白色，光泽结晶。 硫酸铝易溶于水，水溶液呈酸性，室温时溶解度大致是50%，pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90%以上。 硫酸铝使用便利，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响。当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮体较松散。