常用絮凝劑介紹

1、常用絮凝劑介紹1、概念絮凝指通過(guò)攪拌使失去電荷的顆粒互相接觸聚集在一起，導(dǎo)致形成絮狀物（絮體 ）的過(guò)程。依工藝不同， 該過(guò)程一般為幾分鐘。 凝聚指膠體被壓縮雙電層而脫穩(wěn)的過(guò)程。 這個(gè)過(guò)程時(shí)間 很短，一般不到 1 秒鐘。一般情況下，凝聚和絮凝的過(guò)程很難截然分開(kāi)，一般統(tǒng)稱(chēng)其為混 凝過(guò)程。將能使水溶液中的溶質(zhì)、膠體或懸浮顆粒產(chǎn)生絮狀物沉淀的物質(zhì)都叫做絮凝劑。2、絮凝劑簡(jiǎn)介2.1 金屬鹽類(lèi)絮凝劑2.1.1 硫酸鋁應(yīng)用硫酸鋁進(jìn)行污水的處理，它對(duì)水的有效pH范圍較窄，約5.58.0。硫酸鋁是歷史最悠久，使用最廣泛的一種無(wú)機(jī)絮凝劑，化學(xué)式 Al2（SO4）3?nH2O ， n 最常見(jiàn)為 14 或 18。工業(yè)

2、 固體產(chǎn)品為白色或灰色粉末或塊狀結(jié)晶，在空氣中易吸潮結(jié)塊。一般認(rèn)為硫酸鋁以?xún)煞N方式對(duì)水體中的膠體顆粒起凝聚作用：一是吸附脫穩(wěn)（吸附絮凝 ），當(dāng)鋁鹽帶正電的水解產(chǎn)物吸附在帶負(fù)電的膠體顆粒表面，部分或全部中和膠體顆粒表面電 荷，使膠體脫穩(wěn)并相互碰撞粘結(jié)生長(zhǎng)為大顆粒的絮凝過(guò)程； 二是卷掃沉淀作用 （沉淀型絮凝 ）， 當(dāng)鋁鹽的各種水解產(chǎn)物包裹在水中膠體顆粒表面， 并可通過(guò)這些水解物種連接膠體顆粒物形 成較大的絮體， 在絮體的沉降過(guò)程中卷掃水中其他膠體顆粒后共同沉淀的過(guò)程。這兩種作用形式通常認(rèn)為可能會(huì)交互發(fā)生， 宏觀上可認(rèn)為是混凝作用。 硫酸鋁的使用范圍較廣泛， 可應(yīng) 用于飲用水凈化，溫度在 2540

3、C之間，低溫條件下，硫酸鋁水解困難，絮粒較輕而疏松， 處理效果較差， 同時(shí)，硫酸鋁還存在諸如成本高， 腐蝕性大， 在某些場(chǎng)合處理效果不理想等 缺點(diǎn)。因此，近年來(lái)在許多場(chǎng)合正逐漸被新的絮凝劑（如聚合氯化鋁 ）所取代。2.1.2 三氯化鐵 三氯化鐵， 化學(xué)式 FeCl3?6H2O ，為黃褐色晶體， 極易吸潮， 易溶于水，具強(qiáng)腐蝕性。三氯化鐵的混凝機(jī)理與硫酸鋁相類(lèi)似，最佳使用pH 為 5.06.0。與硫酸鋁相比較，三氯化鐵處理低溫水時(shí)性能較好， 絮狀物強(qiáng)度較大， 適用鹽類(lèi)范圍較寬， 除色能力強(qiáng)， 消耗量較少。不足之處是 Fe3+ 與某些有機(jī)物形成很強(qiáng)的有色可溶絡(luò)合物，有可能增大水體 的色度。因其具有

4、強(qiáng)腐蝕性，對(duì)儲(chǔ)存、運(yùn)輸、投加設(shè)備也提出了更高的防腐要求。2 2 高分子絮凝劑2.2.1 聚合氯化鋁（ PAC）聚合氯化鋁又叫羥基氯化鋁，堿式氯化鋁，化學(xué)通式為AI2（0H）nCI6-n m，其中n為1 5的整數(shù)，m為w 10的整數(shù)。固體的聚合氯化鋁為五色至黃色樹(shù)脂狀、粉末狀；溶液為無(wú)色 至黃褐色透明液體。其混凝作用機(jī)理包括三個(gè)方面：一是對(duì)膠體顆粒的電中和脫穩(wěn)的凝聚作用；二是對(duì)已凝聚 的次生粗大顆粒進(jìn)行吸附架橋的絮凝作用：三是除去水中有害離子的吸附和絡(luò)合作用。鹽基度(或稱(chēng)堿化度) B 是聚鋁的一項(xiàng)重要質(zhì)量指標(biāo)，表達(dá)聚合物中羥基(OH )對(duì)鋁的飽和程度和存在形態(tài)，對(duì)通式 AI2(OH)nCI6-n

5、 m而言，B = ( : OH : / : Al: ) X100 %= n/ 6X100 %。理論上鹽基度應(yīng)介于 16.7 %83.3 %之間，大于100 %的鹽基度表明已轉(zhuǎn)化為 A I(OH)3 ，并發(fā)生沉淀。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明鹽基度對(duì)混凝效果的影響非常明顯， 處理水的剩余濁度 隨鹽基度的增高而降低， B 接近 90 %時(shí)變化逐漸不敏感。與硫酸鋁相比較，聚合氯化鋁具有如下的優(yōu)點(diǎn)：(1) 最佳使用 pH 值范圍拓寬，適用于多種水質(zhì)；(2) 混凝效果對(duì)溫度變化不敏感，即有良好的低溫使用性能；(3) 聚鋁有小的酸度， 投加后原水堿度降低較少 (只有硫酸鋁的 1/6) ，更適于處理堿度備用量不大的水；(

6、4) 水中鹽含量增加較硫酸鋁少；(5) 形成絮體的速度較快，絮體顆粒和相對(duì)密度都較大，沉淀性能好，投加量較?。?6) 減少處理后水中鋁的殘留量；(7) 對(duì)運(yùn)輸、投加設(shè)備的腐蝕作用小。因此，聚合氯化鋁具有廣闊的發(fā)展前景和優(yōu)良的市場(chǎng)表現(xiàn)，是市場(chǎng)上的主力絮凝凈水產(chǎn)品。2.2.2 聚合硫酸鐵 (PFS)聚合硫酸鐵又稱(chēng)聚鐵或硫酸聚鐵，化學(xué)通式為Fe2(OH)n(S04)3-n/2m， n2,m=f(n) 。固體為淡黃或淺灰色樹(shù)脂狀顆粒，液體為紅褐色粘稠液。 聚合硫酸鐵的混凝作用機(jī)理除與聚鋁類(lèi)似外， 還由于其在水解時(shí)提供了多種組分的 核羥基絡(luò)合物， 導(dǎo)致其絮體表面積大，結(jié)構(gòu)緊湊致密，有一定的強(qiáng)度， 在沉降

7、過(guò)程中對(duì)膠體 吸附量大，具有吸附共沉淀作用且容易發(fā)生卷掃沉積現(xiàn)象，大大提高聚鐵的混凝效果。 聚合硫酸鐵具有如下的特點(diǎn)：(1) 適應(yīng)的水質(zhì)條件較寬，對(duì)原水水質(zhì)變化適應(yīng)性強(qiáng)，基本不用控制pH 值；(2) 絮凝速度快，礬花較大，沉降迅速；(3) 澄清效率高，除濁能力強(qiáng)，消耗量較鋁鹽少；(4) 對(duì)設(shè)備基本無(wú)腐蝕；(5) 具有脫色、除重金屬離子、降低水中COD 、BOD 濃度和提高加氯殺菌效果。聚合硫酸鐵是一種優(yōu)良的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，應(yīng)用十分廣泛。2.2.3 聚丙烯酰胺 (PAM)現(xiàn)在國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的 PAM 分子量已達(dá)到 1000 萬(wàn)以上，國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品達(dá)到了 1500 萬(wàn)以上。目 前成熟的聚合方法有本體法、

8、 溶液法、沉淀法、乳液法等。 亦可通過(guò)后處理引入各種官能團(tuán)， 使其在水溶液中具有陰、陽(yáng)離子的各種特征，成為聚電解質(zhì)。聚丙烯酰胺 (PAM) 的酰胺基 (CONH2) 可與許多物質(zhì)親和、吸附形成氫鍵。高分子量 PA M 在被吸附的粒子間形成 “橋聯(lián) ”，使數(shù)個(gè)甚至數(shù)十個(gè)粒子連接在一起，生成絮團(tuán)，加速粒子 下沉。這使它成為最理想的絮凝劑。 PAM 絮凝劑主要用來(lái)處理上水和各種廢水。與傳統(tǒng)無(wú) 機(jī)絮凝劑相比較的優(yōu)點(diǎn)在于：品種多，能適應(yīng)多種條件，劑量小、效率高、生成的泥渣少， 后處理容易。聚丙烯酰胺主要以?xún)煞N形式的商品出售， 一種是粉狀的， 一種是膠體。 膠體不易運(yùn)輸， 使用 也不方便， 常用的是粉狀產(chǎn)

9、品。 人們可以根據(jù)具體情況的需要、膠體顆粒的性質(zhì)和濃度、系 統(tǒng) pH 值等選擇合適的絮凝劑。例如聚丙烯酰胺可分為陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型和兩 性型四種， 陽(yáng)離子型主要用于水處理，陰離子型用于造紙、水處理，兩性型用于污泥脫水處 理。聚丙烯酰胺產(chǎn)品中總是殘留丙烯酰胺的單體， 而單體是有毒物質(zhì)， 對(duì)哺乳類(lèi)動(dòng)物的神經(jīng)有毒害作用，人的無(wú)害攝取量為 0.5mg / Kg，美、英等國(guó)規(guī)定PAM的最大投加量不超過(guò) 1. 0mg L。(1 ) 溶解濃度和使用濃度絮凝劑使用形式一般為稀溶液(陰、非離子一般在 0.05%-0.3%, 陽(yáng)離子為 0.1%-0.3% ),理 論上講 ,濃度越低分子鏈越易伸展 ,處理

10、效果越好。但在實(shí)際使用過(guò)程中，如藥劑初始配制濃 度太低，一方面，溶液越稀穩(wěn)定性越差；另一方面，配制設(shè)備體積太大。所以使用前一般先 按 0.3%左右的濃度配制。使用時(shí)一般要二次稀釋為 0.1-0.2% 左右的濃度。(2)使用方法 使用時(shí)，一般應(yīng)先配成水溶液，以使用中性不含鹽類(lèi)雜物的水為宜。 粉狀產(chǎn)品溶解時(shí)要經(jīng)過(guò)溶脹階段，故在溶解時(shí)為防止產(chǎn)品粘連，要將干粉產(chǎn)品徐徐均勻地撒入攪拌的水中，以保證其在水中良好的分散、溶脹（切忌先加干粉后加水），不至于形成 “魚(yú)眼”或堵塞加藥管道，發(fā)生操作故障。攪速控制在 100-300rpm ； 調(diào)整被處理液的 pH 值，使產(chǎn)品充分發(fā)揮作用 （通過(guò)試驗(yàn)選擇最佳 pH 值和最佳用量） 加入產(chǎn)品的溶液時(shí)，應(yīng)加速與被處理液的混合，出現(xiàn)絮凝物后，減緩攪速，以利絮凝 物增長(zhǎng)和加速沉降。 產(chǎn)品的溶液應(yīng)即配即用，陽(yáng)離子絮凝劑產(chǎn)品配制后放置不要超過(guò)一天；陰、非離子絮 凝劑產(chǎn)品配制后放置不要超過(guò)三天。 另外，鐵離子是造成所有聚丙烯酰胺化學(xué)降解的催化劑， 因此，在配制、轉(zhuǎn)移、貯存本產(chǎn)品時(shí)，要盡量避免鐵離子進(jìn)入，與溶液接觸的設(shè)備最好用不 銹鋼、塑料、 玻璃或玻璃鋼制造； 部分產(chǎn)品與無(wú)機(jī)混凝劑復(fù)合使用時(shí)， 應(yīng)先