水处理絮凝剂
江文波
(中国地质大学（北京）材料科学与工程学院10031021班1003102122, 北京，100083)
摘要：随着水污染的增加，高效实用絮凝剂的研制成为关键。本文简要介绍了无机，有机，微生物，复合等几种絮凝剂的特点、发展现状及其在污水处理方面的应用。
关键词：絮凝剂；污水；无机；有机；微生物；复合；原理；应用；
引言：随着人口的激增和现代工农业的发展，近年来用水量急剧增加。尤其是工业的发展，需要大量的工业用水，继而产生的工业废水也与日俱增，从而加速了水的污染。如何低廉有效地处理污水已成为当务之急。絮凝沉降法是目前国内外普遍使用的一种既经济又简便的水质处理方法，然而随着水污染的增加，简单的无机盐絮凝剂已不能满足现在水处理的需要，高分子絮凝剂的出现以及从单一型走向复合型，使水处理效能得到较大的提高。但是对于高浓度的有机废水，尤其是食品工业、染织工业的废水等方面的絮凝剂还开发研究的不多，因此在深入开展基础理论研究的前提下，研制新一代的高效广谱絮凝剂类型以及开发在特定水体中使用的专用絮凝剂，应引起广大环保和化学工作者的足够重视[1]。
1 无机絮凝剂
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[2]，见表1[3]。
1.1无机低分子絮凝剂
硫酸铝是我国常用的絮
凝剂,分子式为Al2
(SO4)3·xH2O ，相对分子质
量为(以Al2(SO4)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. 2mg/ l) 。
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 (OH)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。
1.2 无机高分子絮凝剂（IPF）
我国无机高分子絮凝剂始于70年代。在原料、生产工艺及技术路线上充分体现了中国特色,即利用工业废料,如废铝灰、铝矾土、煤矸石通过酸溶或碱溶法制备聚合铝,或利用钛白生产的副产硫酸亚铁、酸洗钢铁废液制备聚合硫酸铁或聚合氯化铁,这一传统一直延续至今。它比传统絮凝剂性能更优异, 又比有机高分子絮凝剂(OPF)价格低廉, 尤其在当前水源污染日趋加剧的情况下,IPF发挥了重要作用, 因而被称为第二代无机絮凝剂。目前IPF的生产和应用在全世界都得到了迅速发展, 已成为主流絮凝剂。近年来, 这类絮凝剂的研制和应用正成为热点, 开发各种新型无机高分子絮凝剂是该领域的热门研究课题[4]。
1.2.1 聚铝絮凝剂
聚合氯化铝作为最常用
的无机高分子絮凝剂,其混凝
机理至今仍未达到统一的认
识。但大多数人认为, 由于聚
合铝是一种含羟基的聚合物,
有很强烈的界面吸附能力, 其
在颗粒物表面结合的效应, 对
于颗粒物是其负电荷向正电
荷的转化, 对于聚合铝则是结
合表面OH 发生进一步的水
解, 其发展趋势则是在高浓度、高pH条件下形成表面沉淀, 表面覆盖层则可由聚合铝转化为铝凝胶以至氢氧化铝沉淀,此时凝聚作用转化为絮凝作用为主, 电中和作用转化为粘附卷扫作用为主。与传统的铝盐相比, 聚合铝由于含有更多的高电荷、高聚合度形态, 因而具有更强的电中和能力和强烈的吸附能力, 投加到水中后能立即发挥混凝的最佳作用, 从而表现出优异的混凝效果。目前我国聚合铝主要工业生产工艺概括于表2。
1.2.2 聚铁絮凝剂
聚合硫酸铁( PFS)是在硫酸铁分子族的网状结构中插入羟基后形成的一种无机高分子絮凝剂, 可有效去除水中的悬浮物、有机物、硫化物、亚硝酸盐、胶体及金属离子。PFS 具有除臭、破乳及污泥脱水等功能, 对浮游微生物也有较好的去除作用。PFS处理含油污水的效果远比硫酸亚铁显著, 且对金属设备的腐蚀性较小。处理前后pH 值基本无变化,COD值和浊度去除率达95%以上, 既能以废治废又能保护环境。
1.2.3 聚合硅酸絮凝剂
聚硅酸是常使用的助絮剂, 但在储存时由于自聚作用易析出硅胶而失去絮凝功能。一些金属离子有抑制硅酸聚合延缓其胶凝的作用, 这主要是因为聚硅酸中引入金属离子后, 一方面降低了溶液的pH值, 使其中有效成分的数量减少, 另一方面降低了聚硅酸表面发生聚合作用的羟基氧的电子密度, 从而抑制了硅酸的聚合[5]。人们把活性硅和一般金属盐类絮凝剂(铝盐、铁盐)的优点结合起来, 研究开发出了许多聚硅酸金属盐类产品。
2 有机高分子絮凝剂
有机高分子絮凝剂与无机高分子絮凝剂相比,具有用量少、絮凝速度快、受其共存盐类和体系pH值及环境温度影响小、生成污泥量少且易处理等优点,应用前景十分广阔。有机高分子絮凝剂又分为天然和人工合成2大类[6]。
2.1 天然有机高分子絮凝剂
随着石油产品价格不断上涨及人们生活质量水平不断提高, 尤其是合成类有机高分子絮凝剂由于残留单体毒性,限制了它在食品加工、给水处理及发酵工业等方面的发展, 天然有机高分子絮凝剂由于原料来源广泛, 价格低廉, 无毒, 易于生物降解等特点显示了良好的应用前景[7]。
2.1.1碳水化合物类(多聚糖类)
这一类物质广泛存在于植物中, 自然界中含淀粉的天然碳水化合物年产量达5000亿t, 远远超过其它有机物, 它包括淀粉、纤维素、半纤维素、木素、单宁等。这类天然高分子化合物含有各种活性基团, 如: 羟基、酚羟基等, 表现出较活泼的化学性质, 通过羟基的酯化、醚化、氧化、交联、接枝共聚等化学改性, 其活性基团大大增加, 聚合物呈枝化结构, 分散了絮凝基团, 对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉与促沉作用。
2.1.2 壳聚糖、甲壳素类
甲壳素是自然界含量仅次于纤维素的第二大天然有机高分子化合物, 壳聚糖则是甲壳素脱乙酰化的产物。甲壳素一般由虾、蟹壳经酸浸、碱煮, 分别脱去碳酸钙与蛋白质后分离得到。甲壳素可分为A、B、C三种类型, 其中以A型最为稳定, 也是自然界较普遍的存在形式。
由于这类物质分子中均含有酰胺基及氨基、羟基, 因此具有絮凝、吸附等功能。壳聚糖作为一个线性聚胺, 当它在酸性介质中溶解以后, 随着氨基的质子化, 即表现出阳离子聚电解质的性质, 不仅对重金属具有螯合吸附作用, 还可有效地吸附水中带负电荷微细颗粒。其中作为高分子絮凝剂最大优势是对食品加工水的处理, 壳聚糖可使各种食品加工废水的固形物减少70%～98%。
2.2 合成有机高分子絮凝剂[8]
与无机絮凝剂相比, 合成有机高分子絮凝剂用量少, 絮凝速度快, 受共存盐类、介质pH及环境温度影响小, 生成污泥量也少; 而且有机高分子絮凝剂分子可带—COO、—NH—、SO3、—OH等亲电基团, 可具链状、环状等多种结构, 利于污染物进入絮体,脱色性好。一般有机絮凝剂的色度去除较无机絮凝剂高20%左右, 目前, 应用较为广泛的是聚丙烯酰胺类, 它能适应多种絮凝对象, 用量少, 效率高, 生成的泥渣少, 后处理容易。
2.2.1 非离子型有机高分子絮凝剂
这类絮凝剂不具电荷, 在水溶液中借质子化作用产生暂时性电荷,其凝集作用是以
弱氢键结合, 形成的絮体小且容易遭受破坏。产品有非离子型聚丙烯酸铵和聚氧化乙烯( PEO) 等, 其中PEO是由环氧乙烷在催化剂存在下经开环聚合而成。
2.2.2 阴离子型有机高分子絮凝剂
阴离子型有机高分子絮凝剂研制开发较早, 技术比较成熟, 但由于受应用范围的限制, 有关阴离子型有机高分子絮凝剂新产品的研究报道较少。常见的有聚丙烯酸钠, 丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚物, 聚苯乙烯磺酸钠等。阴离子型有机高分子絮凝剂主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙以及聚丙烯酰胺的加碱水解物等聚合物。丙烯酰胺和苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
2.2.3 阳离子型有机高分子絮凝剂
一般通过阳离子基团与有机物接枝获得, 常用的阳离子基团有季铵盐基, 喹啉钅翁离子基, 吡啶钅翁离子基。阳离子絮凝剂不仅可以通过电和中和, 架桥机理使微粒脱稳絮凝,而且还可以与负电荷的溶解物进行反应, 生成不溶物, 从而有利于沉降和过滤脱
水,pH值适用范围宽,用量少,毒性也小。
2.2.4 两性聚丙烯酰胺聚合物
两性型有机絮凝剂兼有阴阳离子基团的特点, 在不同介质条件下, 其离子类型可能不同, 适于处理带不同电荷的体系。同时, 其适应范围广, 酸性碱性介质中均可以使用, 抗盐性也较好。两性高分子絮凝剂的品种很多, 其阴离子基团一般为羧基, 硫酸基, 磷酸基; 阳离子基团一般分为季铵盐基, 喹啉钅翁离子基, 吡啶钅翁离子基。其中, 聚丙烯酰胺类两性高分子絮凝剂是最重要的产品。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, 不可避免地带来毒性, 所以限制了它的应用。
3 微生物絮凝剂
微生物絮凝剂是20世纪80年代后期开发出来的第三代絮凝剂。该类絮凝剂是利用生物技术, 通过微生物发酵抽提、精致而得到的一种新型、高效、价廉的水处理药剂。
微生物絮凝剂絮凝机理有三种: 桥连作用、中和作用和卷扫作用。关于絮凝机理的最新研究及相关参数见表3[10]。目前流行的一种学说认为: 絮凝剂是通过离子键、氢键
的作用与悬浮颖粒结合。由于絮凝剂的分子量较大, 一个絮凝剂分子可同时与几个悬浮颖粒结合, 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。影响微生物絮凝剂絮凝能力的因素很多, 主要包括温度、pH值、金属离子、絮凝剂浓度等。温度对某些微生物絮凝剂的影响较大, 主要是因为高温可使生物高分子变性、空间结构改变、某些活性基团不再与悬浮颗粒结合, 因而表现出絮凝活性的下降[9]。
表3微生物絮凝剂絮凝机理的最新研究及相关参数
作为一类新型絮凝剂, 微生物絮凝剂以其广泛的絮凝活性和生物降解性及应用安全性显示了它在水处理、食品加工和发酵工业等方面的应用前景。根据已有资料表明, 微生物絮凝剂主要应用于废水脱色、畜产废水的处理、含高悬浮物的废水处理、乳浊液的处理和活性污泥的处理等方面。
4 复合絮凝剂[11]
待处理废水通常是一种较难处理且复杂、稳定的分散体系,单一的絮凝剂往往无法满足处理的需要,因此应用复合絮凝剂是一种必然的趋势。近年来,复合絮凝剂的研制已成
为热点,其按化学成分可分为无机-无机、有机-无机、微生物-无机复合絮凝剂3大类[6]。
4.1 无机-无机复合絮凝剂
无机高分子复合絮凝剂的研究和开发是在对传统无机絮凝剂相关机理深入研究的基础上展开的。该复合絮凝剂的制备方法是在聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁等传统无机高分子絮凝剂的制备过程中引入Fe3+、Al3+等阳离子或Cl-、SO42-等阴离子的一种或几种，从而制得各类复合高分子絮凝剂。
目前无机-无机复合絮凝剂主要作为传统无机高分子絮凝剂的替代产品，应用于给水、染料废水、焦化废水和生活污水等水处理领域。相对于传统无机高分子絮凝剂，复合絮凝剂适应性更广，处理效果更好，在促进胶状微粒及其他悬浮颗粒聚集成无定形絮状物方面有良好表现，且除浊脱色能力突出。但无机高分子复合絮凝剂与有机复合絮凝剂、无机-有机复合絮凝剂相比，仍存在絮体不如后两者密实，且投加量大的缺点。
此外，在利用工业废物制备复合絮凝剂过程中往往会引入杂质，不仅降低了产品的絮凝效果，影响产品稳定性，还会将有毒有害物质带入水体造成污染。
4.2 有机复合絮凝剂
传统的人工合成高分子絮凝剂虽然絮凝脱水效果好，但是其降解后的产物具有一定毒性。而天然高分子絮凝剂虽然安全环保、可生物降解，但其分子质量不够大，单独使用时脱水效果不好且成本高，限制了天然高分子絮凝剂的应用范围。将天然有机化合物与人工合成有机物复合制得的有机复合絮凝剂，则发挥了两种絮凝剂的优势，通过絮凝剂之间的协同作用提高了脱水效果。目前有机复合絮凝剂的研究热点主要集中在天然有机物与合成有机物的复合。
目前有机复合絮凝剂主要应用于污泥脱水处理方面，由于其吸附架桥能力极强，因此脱水效果良好且投加量少，但仍存在成本高、难降解的缺点。
4.3 无机-有机复合絮凝剂
无机-有机复合絮凝剂就是将无机物与天然有机物或人工合成有机物进行复合，从混凝机理来看，复合主要是使絮凝剂同时具备比较强的电中和能力和吸附架桥能力。无机-有机复合絮凝剂与传统无机高分子絮凝剂的价格相差不多，但由于增强了吸附架桥能力，使得无机-有机复合絮凝剂的絮凝效能得到很大提升。相比有机高分子絮凝剂，则增强了电中和能力，不但提升了絮凝效果，价格也更加便宜，此外由于投加量减少，残留在水中的有毒物质也相对少得多。
目前，无机-人工合成有机复合絮凝剂的制备工艺较为完善，应用范围也比较广泛，可以代替传统絮凝剂应用于给水、染料废水、焦化废水等常规水处理中，还可代替人工合成有机高分子絮凝剂用于污泥脱水处理，但使用中仍存在难降解、污染环境的问题。而无机-天然有机复合絮凝剂由于天然有机物成分复杂、稳定性较差以及相关研究较少等原因，还难以进行大规模工业化生产，应用也较少。
5 絮凝法在水处理中的应用[1]
5.1絮凝物的形成
在水中投加絮凝剂后便会产生压缩双电层，使污水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花。絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果。实际上，絮凝作用都是微小的胶体颗粒和悬浮颗粒在胶体物质或电解质作用下，中和颗粒表面电荷，降低或消除颗粒之间的排斥力，使颗粒结合在一起，体积不断变大，当颗粒达到一定大小时便从水中分离出来，这就是絮凝沉淀物——絮凝体。
5.2絮凝体沉降动力学的研究与发展
可以认为凝聚作用是颗粒由小到大的量变过程，而絮凝作用是量变过程达到一定程度时的质变过程，絮凝作用是由若干个凝集作用组成的，是凝聚作用的结果。而凝聚作用是絮凝作用的原因，阴离子型聚丙烯酞胺系列产品是高聚合度合成的水溶性线型高分子聚合物。以无粉尘和自由流动的微颗粒状态或胶状供应，完全溶于水中，并由于它的微颗粒形式，能快速溶解。不同类型的聚丙烯酞胺具有不同的活性基团，能使不同的悬浮粒子絮凝，便于过滤、分离。该系列产品几乎不溶于任何有机溶剂，大量溶于水。5.3 絮凝剂处理污水的原理
絮凝剂的絮凝原理可分为化学絮凝和物理絮凝两种，前者假设粒子以明确的化学结构凝集，并由于彼此的化学反应造成胶质粒子的不稳定状态。后者则是由于存在双电层及某些物理因素，当加入与胶体粒子具有不同电性的离子溶液时，会发生凝结作用。当发生凝结作用时，胶体粒子必失去稳定作用或发生电性中和，不稳定的胶体粒子再互相碰撞而形成较大的颗粒。当加入絮凝剂时，它会离子化并与离子表面形成价键。为克服
离子彼此间的排斥力，絮凝剂会由于搅拌及布朗运动而使得粒子间产生碰撞，当粒子逐渐接近时，氢键及范德华力促使粒子结成更大的颗粒。碰撞一旦开始，粒子便经由不同的物理化学作用而开始凝集，较大颗粒粒子从水中分离而沉降。按机理，混凝可分为压缩双电层、吸附—电中和、吸附—架桥、沉淀物网捕等4种。
6 结语
纵观絮凝剂的现状可以看出, 絮凝剂是从低分子到高分子, 由无机到有机, 由单一型到复合型的发展。追求高效、廉价、环保是絮凝剂研制者们的目标,开发低残留铝的无机絮凝剂是当前的一个重要发展方向, 降低生产成本是开发新型合成有机高分子絮凝剂的当务之急[12]。因此, 絮凝剂的研发工作还需从以下几方面进行加强:
(1) 吸取发达国家先进的絮凝剂生产技术, 开发适合我国国情的高效、节能的新型絮凝剂。
(2)积极推进绿色化学技术, 开发和推广应用对环境影响小、安全性高的新型絮凝剂。
(3)加强水环境管理部门在用水、治水、整水3方面的分工与合作, 使絮凝剂在水处理中发挥更大功效。
(4)加强对絮凝剂作用机理和应用性能研究, 为产品应用提供更多的理论指导。
(5)大力开发和应用综合水处理技术, 结合使用化学絮凝剂和生物絮凝剂, 提高絮凝剂的絮凝效率。
(6) 提高絮凝剂使用过程的智能化, 利用计算机及数学模型, 对水处理过程中絮凝剂的投加、工艺控制进行智能化管理, 提高絮凝剂的使用效率。
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污水处理絮凝剂 一、概述 造纸生产中用水多、消耗化学药品多、污染非常严重，在造纸工业中的污水处理剂也是一种非常重要的化学助剂。污水处理最常用的是絮凝沉淀剂。絮凝剂是能使溶胶变成絮状沉淀的凝结剂。絮凝剂能使分散相从分散介质中分离出絮状沉淀，其凝结作用称为絮凝作用。用于促进废液中废物沉降、过滤、澄清等过程的普通絮凝剂，包括无机物和有机高分子。两者可单独使用，也可配合使用，但配合使用比单独使用效果更佳。 1．絮凝原理制浆造纸的废液中所含杂质范围很大，从呈稳定的胶体状态的杂质，到只有流动状态下的悬浮，以至在静止时沉淀的较大颗粒等杂质。它们在水中不容易沉淀，必须添加药剂改变物质的界面特性，使分散的胶体聚合，然后形成大颗粒，使这些胶体粒子易于沉降或浮上分离，此过程称为絮凝。在废水处理中，水中胶体粒子多数带负电荷，这些带负电荷的粒子吸引水中的阳离子，而排斥阴离子，这也是胶体粒子得以稳定的原因。因此，在胶体粒子表面附近，阳离子浓度高，阴离子浓度低。这样胶体粒子表面形成Zeta电位。絮凝剂多为电解质，加人水中电离出带相反电荷的部分与腔体粒子的电荷中和，粒子间斥力作用也随之消失，便可形成大颗粒而沉降，水即可澄清。一般认为，如果将粒子表面Zeta 电位降到±5V，可以得到良好的絮凝效果。由此看出，微小粒子聚集形成大颗粒的絮凝作用是由于静电力、化学力或机械力的作用或三者共同作用的结果，这就是一般絮凝的原理。 2．絮凝过程及其影响因素絮凝过程主要包括4个阶段 ①向废水中添加絮凝剂； ②絮凝剂在液体中扩散； ③为了使絮凝剂和悬浮物粒子接触而进行搅拌； ④为了使接触后的粒子成为大而重的颗粒而进行的搅拌。实际上这些阶段有的也很难分开。 从以上过程看，絮凝是一种物理化学过程，所以，影响因素较多，除了废液中胶体粒子的种类、胶体粒子的大小、表面特性、胶体粒子的浓度和絮凝剂的种类与特性等因素外，还包括溶液的pH值，共存物质(特别是盐类)的种类和浓度，反应温度和温度变化，搅拌的方法及絮凝剂用量等等。 总之，胶体粒子的絮凝是较复杂的过程，影响因素是多方面的。所以，最好的方法是对实际废水进行絮凝试验，选出最佳絮凝剂及其絮凝条件。 从诸多因素影响来看，只要废液和絮凝剂一定，最为重要的影响因素就是胶体粒子浓度和搅拌条件。胶体粒子越浓，粒径犬小越不均匀，粒子间接触的几率越大，絮凝效果越好。同时搅拌仅对絮凝效果有很大影响。为了便于胶体粒子与絮凝剂有良好的接触，搅拌越剧烈效果越好。而在絮凝颗粒生长过程中，搅拌太剧烈则使颗粒破坏或长不大，此时则应缓慢搅拌。所以絮凝过程中，加入絮凝剂后搅拌应先快后慢。加入絮凝剂在溶液中电离出离子的电荷和絮凝剂的用量也影响很大。一般电离出离子电荷越高，浓度越大，絮凝效果越好。除化学法外，造纸厂废水处理还可采用机械法、沉降法、过滤法、离心分离法、生物化学法等，且各种方法均有一定的效果。废水应用何种方法处理，需要根据其中所含物质的成分及浓度、要求净化的程度、排放标准、回收废物的综合利用等诸多因素来考虑。为了提高废水处理的效率，可将多种方法合用。常常采取的是多级综合处理法： 一级处理：即预处理，常用物理机械法和化学法如筛选、沉降、混凝、浮选、调整pH 值等除去固体物、酸、碱等。 二级处理：一般采用生化处理，以除去被微生物分解或氧化的有机物和悬浮体。．如废
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
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
中国石油大学（华东）油田化学实验报告 实验日期：2015.05.13成绩： 班级：石工12-班学号：12021367姓名：善人教师： 同组者： 实验九絮凝剂在污水处理中的应用 一、实验目的 1. 观察絮凝剂(即混凝剂与助凝剂)净化水的现象，了解絮凝剂在污水处理中的作用机理和使用性质。 2. 掌握一种寻找絮凝剂最适宜质量浓度的方法。 二、实验原理 水的净化可使用各种絮凝剂。在絮凝剂中，能使水中泥沙聚沉的物质叫混凝剂。常用的混凝剂主要有无机阳离子型聚合物，如羟基铝、羟基锆等，这些无机阳离子型聚合物可在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性。此外，也可用三氯化铁、三氯化铝和氧氯化锆等化学剂通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子，起到羟基铝、羟基锆同样的作用。 混凝剂并非用得越多越好。因混凝剂使用浓度过高将使泥沙表面吸附过量的铁离子而带正电，致使铁的多核羟桥络离子对它失去聚沉作用。因此，混凝剂的使用应有一个最适宜的质量浓度。 配合混凝剂使用，从而使它的净化效果提高、用量减少的物质叫助凝剂。助凝剂多是水溶性高分子。高分子的分子(或其缔合分子)可将被混凝剂聚结起来的泥沙颗粒进一步聚结，从而加快它的聚沉速度。常用的助凝剂有部分水解聚丙烯酰胺、钠羧甲基纤维素和褐藻酸钠等。 同样，助凝剂也并非用得越多越好。因助凝剂超过一定质量浓度，就可在水中形成网状结构，反而妨碍了泥沙颗粒的聚沉。因此，助凝剂的使用也有一个最适宜的浓度。 三、实验仪器、药品与材料 1. 实验仪器 电子天平(感量0.001g)、具塞比色管、小滴瓶、小烧杯、温度计。
2. 药品与材料 三氯化铁(化学纯)、部分水解聚丙烯酰胺(工业品)。污水(在1L 水中加入60g 高岭土，高速搅拌20min 后，在室温下密闭养护24h) 四、设计实验内容 实验过程中用目视比色法观察絮凝剂的净水现象和作用效果，以表格形式记录实验现象和实验数据。 1、单独使用混凝剂，测定实验条件下净化污水所需混凝剂的最适宜浓度。 2、单独使用助凝剂，测定实验条件下助凝剂的最适宜使用浓度。 3、助凝剂配合混凝剂使用，确定在助凝剂存在下混凝剂的最适宜浓度。 五、数据处理 计算净化污水所用混凝剂和助凝剂的最适宜质量浓度（用mg/L表示）。 絮凝剂在污水处理中的作用与原始数据记录表 混 （滴） 凝 剂
2003年第1期 矿 产 与 地 质第17卷2003年2月M I N ERAL R ESOU RCES AND GEOLO GY总第94期 水处理絮凝剂研究进展① 肖筱瑜,张 静,李 蘅 (桂林矿产地质研究院,广西桂林541004) 摘 要:概述了国内外无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂和复合絮凝剂的研 究进展和应用。 关键词:水污染防治工程;絮凝剂;综述;研究进展 中图分类号:X703 文献标识码:B 文章编号:1003-5663(2003)01-0090-06 水是生命的起源,是人类和生物赖以生存的物质。目前世界水污染问题日趋严重,水处理问题也变得越来越严峻。絮凝沉淀法作为一种成本较低的水处理方法被广泛采用[1]。其水处理效果的好坏很大程度上取决于絮凝剂的性能,絮凝剂是絮凝法水处理技术的核心[2]。通常,絮凝剂可分为四类:①无机絮凝剂; ②合成有机高分子絮凝剂;③天然高分子絮凝剂;④复合型絮凝剂[1]。 1 无机絮凝剂 1.1 无机盐类絮凝剂 无机盐类絮凝剂主要分为铝盐和铁盐。19世纪末美国首先将硫酸铝用于给水处理。常用铝盐有硫酸铝、氯化铝和明矾;铁盐有氯化铁和硫酸铁等。铁盐形成的矾花比重大,易沉降,处理低温浊水比铝盐好,适宜的pH值在5.0～11之间,较之铝盐的5.5～8要宽得多。但氯化铁溶液的腐蚀性强,易造成设备的腐蚀,而且处理后的水的色度比用铝盐时高[3～4],A l3+在水中的高残留量会导致二次污染,进入人体后可诱发老年痴呆症、铝性骨病、铝性贫血症等。因此,目前常用铁盐类絮凝剂。 1.2 无机盐聚合类絮凝剂(IPF) 为了克服二次污染及腐蚀设备的问题,在20世纪60年代末开发出聚合氯化铝絮凝剂[5]。目前,日本、西欧聚合类絮凝剂的生产已达工业化和规模化,其生产占絮凝剂总产量的30%～60%。我国1983年也成功研制了聚合硫酸铁并用于电厂水处理。无机高分子絮凝剂在我国已形成系列产品,但生产厂家大多规模不大,工业化程度不高,产品质量也不够稳定。可喜的是汤鸿霄等对聚铝和聚铁的溶液化学与形态研究已达世界水平[6]。近年,无机高分子絮凝剂的生产单位日渐增多,规模亦有所扩大。在我国絮凝剂市场上,无机高分子絮凝剂占絮凝剂总产量的80%。絮凝剂种类主要有:聚合氯化铝(PA C)、聚合硫酸铝(PA S)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸氯化铝(PA CS)、聚合硫酸氯化铝铁(PA FCS)、聚合硅酸铝(PA S I)、聚合硅酸铁(PFS I)、聚合硅酸铁铝(PFA S I)、聚合硫酸硅酸铁(PFSS)和聚磷酸氯化铝(PPA C)等[6]。 1.2.1 聚合氯化铝(PA C) 在各类无机高分子絮凝剂中,聚合氯化铝产量最大,应用范围最广。其制备过程可以为:在一定量的A lC l3(2.5m o l L)溶液中加入适量经加热的去离子水溶解后的无水N a2CO3,再经物化处理得到PA C。其分子式为[A l2(O H)n C l6-n]m(其中n为1～5之间的任一整数,m为≤10的整数)。在PA C中,A l3+和C l-的半径比能形成四次配位,具有一定的配位效应。同时与O H-具有相似的配位构型,能够出现羟氯铝配位体,电性影响相对减弱[5]。PA C较稳定,对高浓度、高色度及低温水都有较好的混凝效果,它形成矾花快,且颗粒大而重,易沉淀,絮凝效果是传统铝盐 09 ①收稿日期:2002-11-06 作者简介:肖筱瑜(1975-),女,广西桂林市人,助理工程师,主要从事环保材料研究。
有机高分子絮凝剂的简介以及在水处理中 的应用 关键词：有机高分子絮凝剂污水处理PAM 应用展望 摘要：絮凝剂按照其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中 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。絮凝剂是一种带有正性集团中和水中的带电集团。以降低其电势，使其处于不稳定的状态，然后利用一些聚合的性质利用各种理化方法从中分离出来。而为了达到这种效果使用的药剂一般称为絮凝剂。絮凝剂主要用于污水处理。 我国的无机絮凝剂品种开发较齐全，应用也很广泛，石化企业的炼厂污水处理中，目前普遍采用的絮凝剂为聚合氯化铝等无机絮凝剂。而在有机高分子絮凝剂的品种开发上不如国外齐全，国外研究了各种用途的系列高分子絮凝剂，而国内我们在实际应用中可供筛选的有机絮凝剂不多。有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比,具有用量少、絮凝速度快、受共存盐类pH值及温度影响小、生成污泥量少、并且容易处理等优点,因而有着广阔的应用前景。今后有待于加强开发、应用。 无机高分子絮凝剂。 近年来,研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂成为热点。无机高分子絮凝剂的品种在我国已逐步形成系列: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(PPS)、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(PASS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASL)、聚合硅酸铁(PFSB、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。⑽ 有机高分子絮凝剂用于污水处理始于50年代末。有机高分子絮凝剂比无机絮凝剂有用量小、絮凝能力强、反应速度快、受外界环境影响小、产生废渣少易处理等优点在发达国家已得到迅速发展，近年来，有机高分子絮凝剂新产品不断问世，产品类型、规格更加齐全;功能也逐步多样化。 有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。从化学结构上可以分为以下3种类型：聚胺型-低分子量阳离子型电解质；季铵型-分子量变化范围大，并具有较高的阳离子性；丙烯酰胺的共聚物-分子量较高，根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团，具有链状、环状等多种结构。⑴ 加入絮凝剂就是使水与杂质快速、比较彻底的分离开来。 天然有机高分子絮凝剂 在近代水处理中，天然高分子絮凝剂由于电荷密度较小，分子量较低，但容易发生生物降解而失去其絮凝活性，所以很少直接应用。所以要对其进行改性七十年代以来，美、英、法、日和印度等国结合本国的天然高分子资源，重视化学改性有机高分子絮凝剂的研究。目前国外大的商品高分子絮凝剂公司近130家.约生产400种不同牌号的商品絮凝剂，其中20%为
中国石油大学油田化学实验报告 实验日期： 2011/11/1 成绩： 班级：石工09-10 学号： 09021452 姓名：任 婷教师： 同组者：周霞 絮凝剂在污水处理中的应用 一、实验目的 1．观察絮凝剂(即混凝剂与助凝剂)净化水的现象，了解絮凝剂在污水处理中的作用机理和使用性质。 2．掌握一种寻找絮凝剂最适宜质量浓度的方法。 二、实验原理 水的净化可使用各种絮凝剂。在絮凝剂中，能使水中泥沙聚沉的物质叫混凝剂。常用的混凝剂主要有无机阳离子型聚合物，如羟基铝、羟基锆等，这些无机阳离子型聚合物可在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性。此外，也可用三氯化铁、三氯化铝和氧氯化锆等化学剂通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子，起到羟基铝、羟基锆同样的作用。 混凝剂并非用得越多越好。因混凝剂使用浓度过高将使泥沙表面吸附过量的铁离子而带正电，致使铁的多核羟桥络离子对它失去聚沉作用。因此，混凝剂的使用应有一个最适宜的质量浓度。 配合混凝剂使用，从而使它的净化效果提高、用量减少的物质叫助凝剂。助凝剂多是水溶性高分子。高分子的分子(或其缔合分子)可将被混凝剂聚结起来的泥沙颗粒进一步聚结，从而加快它的聚沉速度。常用的助凝剂有部分水解聚丙烯酰胺、钠羧甲基纤维素和褐藻酸钠等。 同样，助凝剂也并非用得越多越好。因助凝剂超过一定质量浓度，就可在水中形成网状结构，反而妨碍了泥沙颗粒的聚沉。因此，助凝剂的使用也有一个最适宜的浓度。 三、仪器、药品与材料 1．实验仪器 电子天平(感量0.001g)、具塞比色管、小滴瓶、小烧杯、温度计。 2．药品与材料 三氯化铁(化学纯)、部分水解聚丙烯酰胺(工业品)。
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
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
新型絮凝剂在废水处理中的应用 【摘要】目前，随着工业化进程的加快，生产过程产生的废水量迅速增加，废水处理问题已经引起了国家的重视，随着“水十条”的颁布，企业在生产过程中不得不面临污水处理的问题。混凝技术是水处理中一种常用技术，该方法操作方便，可以快速、高效的处理各种废水。其中絮凝剂的选择是水处理效果的关键技术，本文针对无机、有机和复合絮凝剂在水处理中的应用进行探讨，同时，针对一种新型的有机、无机混合的国外絮凝剂进行简单介绍。 【关键词】絮凝剂；水处理；聚丙烯酰胺；环保 1、概述 絮凝剂是水处理中常用的化学药剂，其性能的好坏，关系到水处理后水质的状况。其絮凝原理是通过絮凝剂中的化学物质与废水中不容易沉淀的胶体颗粒、金属离子等杂质进行结合，形成较大的颗粒，从而除去水中的杂质。该过程通常由静电力、化学力和机械力三者共同作用的结果。絮凝剂作用过程通常包括四个阶段：（1）絮凝剂均匀分散到水中；（2）絮凝剂在废水中扩散；（3）絮凝剂与悬浮颗粒充分接粗；（4）絮凝剂和废水中悬浮颗粒共同沉降。沉降后的废水可以采取沉降法、过滤法、离心法将沉降物与水分离，从而去除废水中的杂质，使工业废水能够达到国家排放要求，进行直接排放。 常见的具有絮凝效果的化学物质有无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。下面我们将主要从这前两方面进行简单总结。
2、无机絮凝剂 无机絮凝剂主要是可以水解成胶体状化合物的无机盐，按照其发展过程，可以分为三类：无机低分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂、多核复合絮凝剂。 表一：各种常见絮凝剂 常见的絮凝剂中，无机低分子絮凝剂的优点是比较经济、用法简单，也是现在工厂里最常用的污水絮凝方法，但是其用量大，絮凝效果不好，而且成本高，对金属等具有较强的腐蚀性能，因此，限制了其使用前景。在其基础上，人们合成了很多无机的聚合物絮凝剂，该类絮凝剂比常见的无机低分子絮凝剂效果好，主要在于它们可以提供大量的络合离子，而且能够强烈的吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联，使胶体聚集、沉降。在絮凝剂的研究基础上有了很大的进步。 多核复合絮凝剂是在无机单核高分子絮凝剂的基础上发展起来的一类絮凝剂，由于其含有多核或者多配位基团，兼有多种无机单核高分子絮凝剂的优良性能，也受到越来越多人的关注。 2.1 聚合氯化硫酸铁（PFCS） 吴宇峰等人【1】以FeSO4为原料，首选将其部分氧化，然后在氯气条件下，进行氧化、水解、聚合，合成了PFCS，该絮凝剂在相同条件下，具有比PFS和
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
污水处理中常用的药剂介绍 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Cl2，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。 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 水中的粒度为1nm～100μm的悬浮物和胶体物质，降低出水浊度和CODCr，可用在污水处理流程的预处理、深度处理，也可用于剩余污泥处理。混凝处理 还可有效地去除水中的微生物、病原菌，并可去除污水中的乳化油、色度、重 金属离子及其他一些污染物，利用混凝沉淀处理污水中含有的磷时去除率可高 达90～95%，是最便宜而又高效的除磷方法。 絮凝剂的作用机理是什么？ 水中胶体颗粒微小、表面水化和带电使其具有稳定性，絮凝剂投加到水中 后水解成带电胶体与其周围的离子组成双电层结构的胶团。采用投药后快速搅 拌的方式，促进水中胶体杂质颗粒与絮凝剂水解成的胶团的碰撞机会和次数。 水中的杂质颗粒在絮凝剂的作用下首先失去稳定性，然后相互凝聚成尺寸较大 的颗粒，再在分离设施中沉淀下去或漂浮上来。 搅拌产生的速度梯度G和搅拌时间T的乘积GT可以间接表示在整个反应时间内颗粒碰撞的总次数，通过改变GT值可以控制混凝反应效果。一般控制GT值在104～105之间，考虑到杂质颗粒浓度对碰撞的影响，可以用GTC值 作为表征混凝效果的控制参数，其中C表示污水中杂质颗粒的质量浓度，而且建议GTC值在100左右。 促使絮凝剂迅速向水中扩散，并与全部废水混合均匀的过程就是混合。水 中的杂质颗粒与絮凝剂作用，通过压缩双电层和电中和等机理，失去或降低稳 定性，生成微絮粒的过程称为凝聚。凝聚生成微絮粒在架桥物质和水流的搅动下，通过吸附架桥和沉淀物网捕等机理成长为大絮体的过程称为絮凝。混合、 凝聚和絮凝合起来称为混凝，混合过程一般在混合池中完成，凝聚和絮凝在反 应池中进行。
博之源净水 地址：河南·巩义·大峪沟工业区 巩义市博之源净水材料有限公司 报价单 产品名称 产品规格 主要含量 价格(元/吨) 市场价 絮 凝 剂 系 列 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 2000万分子 16700 纯品18000-14000 阴离子聚丙烯酰胺 粉状 2000万分子 17000 纯品19000-14500 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1200万分子 60离子度 32200 纯品34000-24000 阳离子聚丙烯酰胺 粉状1200万分子 60离子度 32000 纯品38000-26000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1300万分子 50离子度 30500 纯品35500-23000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1300万分子 40离子度 29500 纯品34500-25000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1400万分子 25离子度 27600 纯品33000-23000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1400万分子 10离子度 27000 纯品32500-23000 非离子聚丙烯酰胺 颗粒 1400万分子 18400 纯品20000-14000 两性离子聚丙烯酰胺 颗粒 1200万分子 21200 纯品26000-18000 聚丙烯酸钾 颗粒75%固含量 钾11-15% 19000 纯品21000-13000 聚合氯化铝 （滚筒式）颗粒 30-31% 2420 2500-2000 聚合氯化铝 （滚筒式）颗粒 28% 2240 2300-1800 聚合氯化铝 （滚筒式）颗粒 26%（大货） 1840 1900-1600 硫酸亚铁 颗粒 七水 1000 1200-800 碱式氯化铝 （滚筒式）颗粒 24% 1670 1700-1500 聚合硫酸铁 （喷雾式）粉末 18.5% 2530 2800-2500 硫酸铝 片/颗粒/粉末 16% 1900 2000-1700 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 1800万分子 13800 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 1600万分子 12100 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 1400万分子 10800 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 1200万分子 10150 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 1000万分子 9900 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 800万分子 9500 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 500万分子 8650 复配16000-12000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1000万分子 60离子度 27600 复配29000-20000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒800万分子 60离子度 21900 复配28000-20000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1000万分子 50离子度 25900 复配28000-20000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒800万分子 50离子度 19600 复配28000-20000 以上价格为含税不含运费单价。 博知源牌水处理化学品保证有效含量和使用量达到国家标准。
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