環(huán)境工程復(fù)試相關(guān)41混凝

1、一、混凝的作用一、混凝的作用 l混凝的主要對象混凝的主要對象是廢水中的細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒是廢水中的細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒（colloidal matters)colloidal matters)，這些顆粒用自然沉降法很難，這些顆粒用自然沉降法很難從水中分離出去。從水中分離出去。l混凝混凝是通過向廢水中投加混凝劑，破壞膠體的穩(wěn)定性，是通過向廢水中投加混凝劑，破壞膠體的穩(wěn)定性，使細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒聚集成較粗大的顆粒而沉使細(xì)小懸浮顆粒和膠體微粒聚集成較粗大的顆粒而沉降與水分離，使廢水得到凈化。降與水分離，使廢水得到凈化。混凝法是廢水處理中常采用的方法?；炷ㄊ菑U水處理中常采用的方法。l可以用

2、來降低廢水的濁度和色度，去除多種高分子有可以用來降低廢水的濁度和色度，去除多種高分子有機物、某些重金屬和放射性物質(zhì)。機物、某些重金屬和放射性物質(zhì)。l混凝法還能改善污泥的脫水性能。混凝法還能改善污泥的脫水性能。二、凝聚、絮凝和混凝二、凝聚、絮凝和混凝 凝聚凝聚(coagulation)(coagulation)：投加混凝劑后水中的膠體失投加混凝劑后水中的膠體失去穩(wěn)定性，膠體顆?；ハ嗄?，結(jié)果形成眾多的去穩(wěn)定性，膠體顆?；ハ嗄?，結(jié)果形成眾多的“小礬小礬花花”。 絮凝絮凝(flocculation)(flocculation)： 凝聚過程中形成的凝聚過程中形成的“小礬小礬花花”通過吸附、卷帶、架橋

3、等作用，形成顆粒較大絮凝通過吸附、卷帶、架橋等作用，形成顆粒較大絮凝體的過程。體的過程。 混凝：混凝：是凝聚、絮凝兩各過程的總稱。是水中膠體是凝聚、絮凝兩各過程的總稱。是水中膠體粒子及微小懸浮物的聚集過程。粒子及微小懸浮物的聚集過程。 在電場力作用下，膠體微粒向一個電極方向移動的現(xiàn)象。膠體的雙電層結(jié)構(gòu)模型膠核膠核電位離子電位離子束縛反離子，束縛反離子，滑動面滑動面膠團邊界膠團邊界二.膠體的結(jié)構(gòu) 中心稱為中心稱為膠核膠核，其表面選擇性地吸附了一層，其表面選擇性地吸附了一層帶有同號電荷的離子（可以是膠核的組成物直接帶有同號電荷的離子（可以是膠核的組成物直接電離產(chǎn)生的，也可以是從水中選擇吸附的電離產(chǎn)

4、生的，也可以是從水中選擇吸附的H H+ +或或OHOH- -造成的），成為膠體的造成的），成為膠體的電位離子電位離子。 由于電位離子的靜電引力，在其周圍又吸附由于電位離子的靜電引力，在其周圍又吸附了大量的異號離子，形成了所謂的了大量的異號離子，形成了所謂的“雙電層雙電層”。 這些異號離子，其中緊靠電位離子的部這些異號離子，其中緊靠電位離子的部分被牢固的吸引著，當(dāng)膠核運動時，它也隨分被牢固的吸引著，當(dāng)膠核運動時，它也隨著一起運動，形成固定的離子層，稱為著一起運動，形成固定的離子層，稱為吸附吸附層層。而其它的異號離子，距離電位離子較遠(yuǎn)，。而其它的異號離子，距離電位離子較遠(yuǎn)，受到的引力較弱，不隨膠核

5、一起運動，并有受到的引力較弱，不隨膠核一起運動，并有向水中擴散的趨勢，形成了向水中擴散的趨勢，形成了擴散層擴散層。 吸附層與擴散層之間的交界面稱為吸附層與擴散層之間的交界面稱為滑動面滑動面。 滑動面以內(nèi)的部分稱為膠粒，滑動面以內(nèi)的部分稱為膠粒，膠粒與擴膠粒與擴散層之間有一個電位差散層之間有一個電位差，稱為膠體的，稱為膠體的電動電電動電位（位（電位）電位）。而膠核表面的電位離子與溶。而膠核表面的電位離子與溶液之間的電位差稱為液之間的電位差稱為總電位（總電位（電位，電位電位，電位離子和反離子形成的總電位。）離子和反離子形成的總電位。）膠核膠核 電位形成離子，束縛反離子電位形成離子，束縛反離子 自由

6、反離子自由反離子 Fe(OH)3m nH (nx)Cl x+ Cl 膠核膠核(nuclear)膠粒(colloidal particle)吸附層吸附層stationary layer擴散層擴散層diffuse layer膠團(colloidal micelle) 膠體在水中受到幾個方面的影響：膠體在水中受到幾個方面的影響： （1 1）由于膠粒的帶電現(xiàn)象，帶相同電荷的膠）由于膠粒的帶電現(xiàn)象，帶相同電荷的膠體產(chǎn)生體產(chǎn)生靜電斥力靜電斥力，而且，而且電位越高，膠體間的靜電位越高，膠體間的靜電斥力越大。電斥力越大。 （2 2）受水分子熱運動的撞擊，使膠體在水中）受水分子熱運動的撞擊，使膠體在水中做不規(guī)則

7、的做不規(guī)則的布朗運動布朗運動。 （3 3）膠粒之間還存在著）膠粒之間還存在著相互引力相互引力范德華范德華引力引力。范德華引力的大小與膠粒間距離的。范德華引力的大小與膠粒間距離的6 6次方次方成反比，當(dāng)間距較大時，可忽略不計。成反比，當(dāng)間距較大時，可忽略不計。 一般水中的膠粒，一般水中的膠粒，電位較高。其互相間斥力不僅電位較高。其互相間斥力不僅與電位有關(guān)，還與膠粒的間距有關(guān)，距離愈近，斥力愈與電位有關(guān)，還與膠粒的間距有關(guān)，距離愈近，斥力愈大。而布朗運動的動能不足以將兩顆膠粒推近到使范德大。而布朗運動的動能不足以將兩顆膠粒推近到使范德華引力發(fā)揮作用的距離。因此，華引力發(fā)揮作用的距離。因此，膠體微粒

8、不能相互聚結(jié)膠體微粒不能相互聚結(jié)而長期保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。而長期保持穩(wěn)定的分散狀態(tài)。 使膠體微粒不能相互聚結(jié)的另一個因素是水化作用。使膠體微粒不能相互聚結(jié)的另一個因素是水化作用。由于膠粒帶電，將極性水分于吸引到它的周圍形成一層由于膠粒帶電，將極性水分于吸引到它的周圍形成一層水化膜。水化膜。水化膜同樣能阻止膠粒間相互接觸。水化膜同樣能阻止膠粒間相互接觸。但是，水但是，水化膜是伴隨膠粒帶電而產(chǎn)生的，如果膠粒的（電位消除化膜是伴隨膠粒帶電而產(chǎn)生的，如果膠粒的（電位消除或減弱，水化膜也就隨之消失或減弱。或減弱，水化膜也就隨之消失或減弱。三、膠體的穩(wěn)定性三、膠體的穩(wěn)定性 膠體的穩(wěn)定性是指膠體粒子在水中長

9、期保膠體的穩(wěn)定性是指膠體粒子在水中長期保持分散懸浮狀態(tài)的特性。持分散懸浮狀態(tài)的特性。 穩(wěn)定因素穩(wěn)定因素 靜電斥力靜電斥力 布朗運動布朗運動 水化作用水化作用 不穩(wěn)定因素不穩(wěn)定因素 范德華引力范德華引力 布朗運動布朗運動 重力作用重力作用 根據(jù)膠體的特性，在水處理中，采取措施破壞膠體根據(jù)膠體的特性，在水處理中，采取措施破壞膠體的穩(wěn)定性。采用的方法：的穩(wěn)定性。采用的方法： 投加電解質(zhì)投加電解質(zhì) 投加電荷不同或水化作用不同的膠體或產(chǎn)生此類投加電荷不同或水化作用不同的膠體或產(chǎn)生此類膠體的電解質(zhì)膠體的電解質(zhì) 投加高分子物質(zhì)投加高分子物質(zhì) 接觸凝聚：巨大表面積所吸附接觸凝聚：巨大表面積所吸附 上述投加的物

10、質(zhì)統(tǒng)稱上述投加的物質(zhì)統(tǒng)稱混凝劑混凝劑 化學(xué)混凝的機理至今仍未完全清楚。因為它化學(xué)混凝的機理至今仍未完全清楚。因為它涉及的因素很多，如水中雜質(zhì)的成分和濃度、涉及的因素很多，如水中雜質(zhì)的成分和濃度、水溫、水的水溫、水的pHpH值、堿度，以及混凝劑的性質(zhì)和值、堿度，以及混凝劑的性質(zhì)和混凝條件等?；炷龡l件等。 （一）雙電層壓縮機理（一）雙電層壓縮機理 （二）吸附電中和機理（二）吸附電中和機理 （三）吸附架橋機理（三）吸附架橋機理 （四）沉淀物網(wǎng)捕機理（四）沉淀物網(wǎng)捕機理 DLVODLVO理論）理論）溶液中離子濃度低溶液中離子濃度高反離子濃度 由于擴散層厚度的減小，由于擴散層厚度的減小，電位相應(yīng)降低，膠

11、粒間電位相應(yīng)降低，膠粒間的相互排斥力也減少。的相互排斥力也減少。 由于擴散層減薄，顆粒相撞時的距離減少，相互間由于擴散層減薄，顆粒相撞時的距離減少，相互間的吸引力變大。的吸引力變大。顆粒間排斥力與吸引力的合力由斥力為顆粒間排斥力與吸引力的合力由斥力為主變?yōu)橐砸橹鳎w粒就能主變?yōu)橐砸橹?，顆粒就能相互凝聚相互凝聚。(1)水中離子濃度高最大排斥勢能a吸引排斥顆粒間距合力fa-fb吸引(2)水中離子濃度低排斥顆粒間距DLVO理論理論 根據(jù)根據(jù)DLVODLVO理論，理論，要使膠粒通過布朗運動相互要使膠粒通過布朗運動相互碰撞聚集，需要降低其排斥勢能，碰撞聚集，需要降低其排斥勢能，即降低或消除即降低

12、或消除膠粒的膠粒的電位，電位，在水中投加電解質(zhì)即可達(dá)到此目在水中投加電解質(zhì)即可達(dá)到此目的。的。 對于水中的負(fù)電荷膠體，投入的電解質(zhì)對于水中的負(fù)電荷膠體，投入的電解質(zhì)混凝劑應(yīng)是正電荷或聚合離子，如混凝劑應(yīng)是正電荷或聚合離子，如NaNa+ +、CaCa2+2+、AlAl3+3+等，其等，其作用作用是壓縮膠體雙電層是壓縮膠體雙電層為保持膠為保持膠體體電性中和電性中和所要求的擴散層厚度。所要求的擴散層厚度。 根據(jù)根據(jù)SchulzeSchulzeHardyHardy法則：法則： 濃度相同的電解質(zhì)破壞膠體穩(wěn)定性的濃度相同的電解質(zhì)破壞膠體穩(wěn)定性的效力效力隨隨離子價離子價數(shù)數(shù)的增加而加大。的增加而加大。 （高

13、價電解質(zhì)壓縮膠體雙電層的效果遠(yuǎn)比低價電解質(zhì)（高價電解質(zhì)壓縮膠體雙電層的效果遠(yuǎn)比低價電解質(zhì)有效。）有效。） 重新穩(wěn)定現(xiàn)象重新穩(wěn)定現(xiàn)象: : 當(dāng)混凝劑投量過多時，凝聚效果下當(dāng)混凝劑投量過多時，凝聚效果下降的現(xiàn)象。降的現(xiàn)象。原因：原因：膠體吸附電解質(zhì)，表面電荷重新分布。膠體吸附電解質(zhì)，表面電荷重新分布。 25001500:5020:1:32MMM 水化作用水化作用是親水性膠體聚集穩(wěn)定性的主要原因。是親水性膠體聚集穩(wěn)定性的主要原因。 親水性膠體雖然也存在雙電層結(jié)構(gòu)，但親水性膠體雖然也存在雙電層結(jié)構(gòu)，但電位電位對膠體穩(wěn)定性的影響遠(yuǎn)小于水化膜的影響。對膠體穩(wěn)定性的影響遠(yuǎn)小于水化膜的影響。 二、吸附電中和機

14、理二、吸附電中和機理 異號膠粒間相互吸引達(dá)到電中和而凝聚；異號膠粒間相互吸引達(dá)到電中和而凝聚； 大膠粒吸附許多小膠?；虍愄栯x子，大膠粒吸附許多小膠?；虍愄栯x子，電位降低，吸引力使電位降低，吸引力使同號膠粒相互靠近發(fā)生凝聚。同號膠粒相互靠近發(fā)生凝聚。 在水處理中，一般均投加高價電解質(zhì)或聚合離子。在水處理中，一般均投加高價電解質(zhì)或聚合離子。 再穩(wěn)現(xiàn)象：再穩(wěn)現(xiàn)象：過多投加多核絡(luò)合離子，膠核的強烈吸附作用，過多投加多核絡(luò)合離子，膠核的強烈吸附作用，使膠體重新帶電（電荷異號），而出現(xiàn)的再穩(wěn)現(xiàn)象。使膠體重新帶電（電荷異號），而出現(xiàn)的再穩(wěn)現(xiàn)象。 三、吸附架橋機理三、吸附架橋機理 吸附架橋作用是指鏈狀高分子聚

15、合物在吸附架橋作用是指鏈狀高分子聚合物在靜靜電引力、范德華力和氫鍵力等作用下電引力、范德華力和氫鍵力等作用下，通過活性，通過活性部位與膠粒和細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的現(xiàn)象。部位與膠粒和細(xì)微懸浮物等發(fā)生吸附橋連的現(xiàn)象。 膠體再穩(wěn)現(xiàn)象：膠體再穩(wěn)現(xiàn)象： （1 1）高分子聚合物濃度較高時，對膠粒的包裹，產(chǎn)）高分子聚合物濃度較高時，對膠粒的包裹，產(chǎn)生生“膠體保護(hù)膠體保護(hù)”作用。作用。 （2 2）膠粒較少時，高分子聚合物的纏繞作用；）膠粒較少時，高分子聚合物的纏繞作用； （3 3）長時間的劇烈攪拌。）長時間的劇烈攪拌。四、沉淀物網(wǎng)捕機理四、沉淀物網(wǎng)捕機理 當(dāng)采用硫酸鋁、石灰或氯化鐵等高價金屬鹽類作混當(dāng)采用

16、硫酸鋁、石灰或氯化鐵等高價金屬鹽類作混凝劑時，當(dāng)投加量很大形成大量的金屬氫氧化物凝劑時，當(dāng)投加量很大形成大量的金屬氫氧化物( (如如Al(OH)Al(OH)3 3 、Fe(OH)Fe(OH)3 3或帶金屬碳酸鹽或帶金屬碳酸鹽(CaCO(CaCO3 3) )沉淀沉淀時，可以時，可以網(wǎng)捕、卷掃水中的膠粒，水中的膠粒以這些沉淀為網(wǎng)捕、卷掃水中的膠粒，水中的膠粒以這些沉淀為核心核心產(chǎn)生沉淀。這基本上是產(chǎn)生沉淀。這基本上是一種機械作用一種機械作用。 混凝劑最佳投加量與被除去物質(zhì)的濃度成反比，膠混凝劑最佳投加量與被除去物質(zhì)的濃度成反比，膠粒越多，金屬混凝劑投加量越少粒越多，金屬混凝劑投加量越少。 在混凝過

17、程中，上述現(xiàn)象常不是單獨在混凝過程中，上述現(xiàn)象常不是單獨存在的，往往同時存在，只是在一定情況存在的，往往同時存在，只是在一定情況下以某種現(xiàn)象為主。下以某種現(xiàn)象為主。 對于混凝劑而言，在廢水處理時：對于混凝劑而言，在廢水處理時：（帶負(fù)電膠體）（帶負(fù)電膠體） （1）普通電解質(zhì)）普通電解質(zhì) 只有壓縮雙電層和吸附電中和作用；只有壓縮雙電層和吸附電中和作用； （2）高分子物質(zhì)）高分子物質(zhì) A、陽離子型（帶正電荷）聚合電解質(zhì)，具有電中、陽離子型（帶正電荷）聚合電解質(zhì)，具有電中和作用和吸附架橋功能。和作用和吸附架橋功能。 B、非離子型（不帶電荷）或陰離子型（帶負(fù)電荷）、非離子型（不帶電荷）或陰離子型（帶負(fù)電

18、荷）聚合電解質(zhì)，只能起吸附架橋作用。聚合電解質(zhì)，只能起吸附架橋作用。第四節(jié)第四節(jié) 混凝劑與助凝劑混凝劑與助凝劑一、混凝劑一、混凝劑( (一一) ) 混凝劑的分類混凝劑的分類 ( (二二) ) 無機混凝劑無機混凝劑 傳統(tǒng)無機混凝劑和無機高分子混凝劑。傳統(tǒng)無機混凝劑和無機高分子混凝劑。 鋁鹽鋁鹽 硫酸鋁（硫酸鋁（AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 318H18H2 2O O） 明礬（明礬（K K2 2SOSO4 4AlAl2 2(SO(SO4 4) )3 324H24H2 2O O） 由于鋁的比重小，在水溫低的情況下，絮由于鋁的比重小，在水溫低的情況下，絮粒較輕而疏松，處理效果較差。粒較輕而

19、疏松，處理效果較差。 pHpH有效范圍較窄，在有效范圍較窄，在5.5-85.5-8之間。之間。 投加量大。投加量大。以鋁鹽為例，介紹混凝的過程以鋁鹽為例，介紹混凝的過程： 在水中，Al3+以Al(H2O)63+的形態(tài)存在，發(fā)生水解： Al(H2O)63+ =Al (OH)(H2O)52+ + H+ Al(OH)(H2O)52+ = Al(OH )2(H2O)4+ + H+ Al(OH )2(H2O)4+ =Al(OH )3(H2O)3 + H+ （1）pH4時，水中以Al(H2O)63+ 為主； （2）pH45時，以Al (OH)(H2O)52+ 、Al(OH )2(H2O)4+ 及少量的Al

20、(OH )3(H2O)3； （3）pH78時，水中以Al(OH )3(H2O)3為主。 （4）pH9時，水中產(chǎn)生Al(OH )3沉淀。水解過程水解過程 單核絡(luò)合物通OH-橋鍵縮聚橋鍵縮聚成單核羥基絡(luò)合物： Al(H2O)63+ +Al (OH)(H2O)52+ + Al2 (OH)(H2O)105+H2O 兩個單羥基絡(luò)合物可縮合成雙羥基雙核絡(luò)合物： OH 2Al (OH)(H2O)52+ = (H2O)4Al Al(H2O)44+ + 2H2O OH 生成物Al2(OH)2(OH)84+還可進(jìn)一步縮合成Al3(OH)4(H2O)105+ 縮合產(chǎn)物同時也會發(fā)生水解反應(yīng)： Al3(OH)4(H2O

21、)105+ Al3(OH)5(H2O)94+ + H+ 水解與縮聚兩種反應(yīng)交替進(jìn)行，最終生成聚合度極大的中性氫氧化鋁，濃度超過其溶解度時析出氫氧化鋁沉淀。鋁離子在水中化學(xué)反應(yīng)的全過程鋁離子在水中化學(xué)反應(yīng)的全過程 Al Al3+3+在水中的存在狀態(tài)和在水中的存在狀態(tài)和pHpH有關(guān)有關(guān)： 在在pH pH 較低時，較低時，高電荷低聚合度的絡(luò)合物占多數(shù)；高電荷低聚合度的絡(luò)合物占多數(shù)； 在在pH pH 較高時，較高時，低電荷高聚合度的絡(luò)合物占多數(shù)。低電荷高聚合度的絡(luò)合物占多數(shù)。其中：其中： 對于高電荷低聚合度的水解聚合物，主要起到對于高電荷低聚合度的水解聚合物，主要起到壓壓縮雙電層和吸附架橋作用；縮雙電

22、層和吸附架橋作用； 對于低電荷高聚合度的水解聚合物，主要起到對于低電荷高聚合度的水解聚合物，主要起到吸吸附架橋作用和沉淀網(wǎng)捕作用；附架橋作用和沉淀網(wǎng)捕作用； 對于高聚合度的水解沉淀物，以對于高聚合度的水解沉淀物，以吸附、網(wǎng)捕、卷吸附、網(wǎng)捕、卷帶作用為主。帶作用為主。 鐵鹽鐵鹽 三氯化鐵（三氯化鐵（FeClFeCl3 36H6H2 2O O） 硫酸亞鐵（硫酸亞鐵（FeSOFeSO4 47H7H2 2O O） 生成的絮粒在水中的沉淀速度較快；生成的絮粒在水中的沉淀速度較快； 處理濁度高、水溫較低的廢水，效果比較顯著；處理濁度高、水溫較低的廢水，效果比較顯著； FeClFeCl3 3容易吸水潮解，故

23、不易保管；腐蝕性強，對容易吸水潮解，故不易保管；腐蝕性強，對混凝土也產(chǎn)生腐蝕作用；生成混凝土也產(chǎn)生腐蝕作用；生成Fe(OH)Fe(OH)2 2它的溶解度很大，它的溶解度很大，殘留水中的殘留水中的FeFe2+2+會使處理后的水帶色，會使處理后的水帶色， 無機高分子混凝劑無機高分子混凝劑 聚合氯化鋁聚合氯化鋁 ( (堿式氯化鋁，簡稱堿式氯化鋁，簡稱PAC)PAC) 化學(xué)通式為化學(xué)通式為AlAl2 2(OH)(OH)n nClCl6-n6-n m m, ,式中式中n5n5，m10m10。 制備：以鋁灰或含鋁礦物作原料，采用酸溶法或堿制備：以鋁灰或含鋁礦物作原料，采用酸溶法或堿溶法加工制成的。溶法加工

24、制成的。 A A 對水質(zhì)適應(yīng)性較強，適用對水質(zhì)適應(yīng)性較強，適用pHpH范圍廣，范圍廣，5-95-9之間；之間； B B 絮凝體形成快，比重大，沉降性好；絮凝體形成快，比重大，沉降性好； C C 投藥量低。投藥量低。 D D 堿化度較高，對設(shè)備的腐蝕性小，處理后的水堿化度較高，對設(shè)備的腐蝕性小，處理后的水pHpH和堿度下降較小。和堿度下降較小。 聚合硫酸鐵聚合硫酸鐵( (堿式硫酸鐵堿式硫酸鐵)()(簡寫簡寫PFS)PFS) 化學(xué)通式為化學(xué)通式為FeFe2 2(OH)(OH)n n(SO(SO4 4) )3- n/23- n/2 m m式中式中n10n10。 A A 適用范圍廣：適用范圍廣：pH

25、4-11pH 4-11；低水溫，混凝效果穩(wěn)定；低水溫，混凝效果穩(wěn)定； B B 用量小，絮凝體沉降性能好；用量小，絮凝體沉降性能好； C C CODCOD去除率和脫色效果好；去除率和脫色效果好； D D 處理后水中鐵殘留量低，腐蝕性較小。處理后水中鐵殘留量低，腐蝕性較小。 ( (三三) ) 有機混凝劑有機混凝劑 天然高分子混凝劑天然高分子混凝劑 人工合成高分子混凝劑，水處理中常用陰離人工合成高分子混凝劑，水處理中常用陰離子型、陽離子型、非離子型子型、陽離子型、非離子型3 3種高分子混凝劑。種高分子混凝劑。 (1) (1) 天然高分子混凝劑天然高分子混凝劑 主要有動物膠、淀粉、甲殼素等。主要有動物

26、膠、淀粉、甲殼素等。 特點：特點：電荷密度小，分子量較低，且易發(fā)生電荷密度小，分子量較低，且易發(fā)生降解而失去活性。降解而失去活性。 (2)(2) 人工合成高分子混凝劑人工合成高分子混凝劑 陰離子型：陰離子型：主要含主要含-COOM(M-COOM(M為為H H+ +或金屬離子或金屬離子) )或或 -SO-SO3 3H H的聚合物，的聚合物，如陰離子聚丙烯酰胺如陰離子聚丙烯酰胺(CPAM)(CPAM)和聚苯乙烯和聚苯乙烯磺酸鈉（磺酸鈉（PSSPSS）等。）等。 陽離子型：陽離子型：主要是含有主要是含有-NH-NH3 3+ +、-NH-NH2 2+ +和和-N-N+ +R R4 4的聚合的聚合物，物

27、，如陽離子聚丙烯酰胺（如陽離子聚丙烯酰胺（APAMAPAM）等。）等。 非離子型：非離子型：所含基團未發(fā)生反應(yīng)的聚合物。所含基團未發(fā)生反應(yīng)的聚合物。如非如非離子型聚丙烯酰胺（離子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM）和聚氧化乙烯）和聚氧化乙烯(PEO)(PEO)等。等。聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 簡稱簡稱PAMPAM，又稱三號混凝劑，又稱三號混凝劑，PAMPAM的分子結(jié)構(gòu)通式的分子結(jié)構(gòu)通式為：為： PAMPAM是線狀水溶性高分子，其分子量在是線狀水溶性高分子，其分子量在300-1800300-1800萬。萬。 陰離子聚丙烯酰胺陰離子聚丙烯酰胺(CPAM)(CPAM) 陽離子聚丙烯酰胺（陽離子聚丙烯酰胺（A

28、PAMAPAM） 非離子型聚丙烯酰胺（非離子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM） 兩性離子型聚丙烯酰胺（兩性離子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM） CH2CHn , CONH2 （3 3）高分子混凝劑的作用：）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靠氫鍵、靜電、范德華力的作用對膠粒強烈的吸附作用。烈的吸附作用。 高聚合度的線型高分子在溶液中保持適當(dāng)高聚合度的線型高分子在溶液中保持適當(dāng)?shù)纳煺剐螤?，從而發(fā)揮吸附架橋作用，把許多的伸展形狀，從而發(fā)揮吸附架橋作用，把許多細(xì)小顆粒吸附后，纏結(jié)在一起。細(xì)小顆粒吸附后，纏結(jié)在一起。 有機高分子混凝劑使用時須注意的問題：有機高分子混凝劑使用時須注

29、意的問題： 與其他混凝劑共同使用時的與其他混凝劑共同使用時的投加順序：投加順序： 當(dāng)廢水低濁度時，宜先投其他混凝劑；當(dāng)當(dāng)廢水低濁度時，宜先投其他混凝劑；當(dāng)廢水濁度高時，應(yīng)先投加廢水濁度高時，應(yīng)先投加PAMPAM。 高分子混凝劑最佳投加量的確定。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(yīng)盡量采用較低在高分子混凝劑使用時，應(yīng)盡量采用較低的濃度。的濃度。 ( (四四) ) 混凝劑研究發(fā)展方向混凝劑研究發(fā)展方向 有機高分子混凝劑有機高分子混凝劑 天然有機高分子混凝劑：如殼聚糖及其天然有機高分子混凝劑：如殼聚糖及其改性產(chǎn)物、淀粉改性改性產(chǎn)物、淀粉改性 聚丙烯酰銨改性產(chǎn)品：陰離子型、陽離聚丙

30、烯酰銨改性產(chǎn)品：陰離子型、陽離子型、非離子型、兩性子型、非離子型、兩性 無機混凝劑無機混凝劑 無機復(fù)合混凝劑的研制，如：聚硅酸鋁、無機復(fù)合混凝劑的研制，如：聚硅酸鋁、聚硅酸鐵、聚硅酸鋁鐵聚硅酸鐵、聚硅酸鋁鐵 微生物絮凝劑微生物絮凝劑l生物絮凝劑：利用生物技術(shù)，通過生物發(fā)酵、提取、精制而得到的一種具有生物分解性和安全性的新型、高效、無毒的廉價的水處理劑。一般分為： 1.直接利用微生物細(xì)胞的絮凝劑 2.利用微生物細(xì)胞壁提取物的絮凝劑 3.利用微生物細(xì)胞代謝產(chǎn)生的絮凝劑二、助凝劑二、助凝劑 ( (一一) )定義定義 當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時，可投加某些輔當(dāng)單用混凝劑不能取得良好效果時，可投加某

31、些輔助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。助藥劑以提高混凝效果，這種輔助藥劑稱為助凝劑。 ( (二二) ) 作用作用（調(diào)節(jié)或改善混凝的條件）（調(diào)節(jié)或改善混凝的條件） 改善絮粒結(jié)構(gòu)，增大顆粒粒度及比重。改善絮粒結(jié)構(gòu)，增大顆粒粒度及比重。 調(diào)整廢水的調(diào)整廢水的pHpH和堿度，使其達(dá)到最佳的混凝條件。和堿度，使其達(dá)到最佳的混凝條件。 ( (三三) )助凝劑分類助凝劑分類 A A、pHpH調(diào)整劑：調(diào)整劑：調(diào)節(jié)廢水的調(diào)節(jié)廢水的pHpH符合混凝處理工符合混凝處理工藝要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。藝要求。常用石灰、硫酸、氫氧化鈉等。 B B、絮凝結(jié)構(gòu)改良劑：、絮凝結(jié)構(gòu)改良劑：投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以

32、投加絮體結(jié)構(gòu)改良劑以增大絮體的粒徑、密度。常用骨膠、活化硅酸、增大絮體的粒徑、密度。常用骨膠、活化硅酸、海藻酸鈉、粘土、水玻璃、海藻酸鈉、粘土、水玻璃、PAMPAM等。等。 C C、氧化劑：、氧化劑：有機物含量高，易起泡沫，絮凝有機物含量高，易起泡沫，絮凝體不易沉降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有體不易沉降。投加氯氣、次氯酸、臭氧等分解有機物，使膠體脫穩(wěn)，還可將機物，使膠體脫穩(wěn)，還可將FeFe2+2+轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成FeFe3+3+, ,以提以提高混凝效果。高混凝效果。三、混凝劑的選擇要求要求混凝劑效果良好混凝劑效果良好對人體健康無害對人體健康無害價廉易得價廉易得使用方便使用方便 絮凝作用是復(fù)雜的

33、物理化學(xué)過程，影響混凝效果因絮凝作用是復(fù)雜的物理化學(xué)過程，影響混凝效果因素主要包括：素主要包括： 1.1.濁度濁度 濁度過高或過低都不利于絮凝，濁度不同，所需的濁度過高或過低都不利于絮凝，濁度不同，所需的絮凝劑用量也不同。絮凝劑用量也不同。 低濁水低濁水缺少凝聚核心，可將部分沉渣連續(xù)回流到混缺少凝聚核心，可將部分沉渣連續(xù)回流到混合池入口，以促進(jìn)反應(yīng)過程。合池入口，以促進(jìn)反應(yīng)過程。 2.2.水溫水溫 水溫會影響無機鹽類的水解。水溫低，水解反應(yīng)慢；水溫會影響無機鹽類的水解。水溫低，水解反應(yīng)慢；水的粘度增大，布朗運動減弱，混凝效果下降。水的粘度增大，布朗運動減弱，混凝效果下降。 另外，水溫也影響反應(yīng)

34、后的沉降過程。另外，水溫也影響反應(yīng)后的沉降過程。 3 pH 3 pH值及堿度值及堿度影響混凝效果的重要因素影響混凝效果的重要因素 (1)(1)pHpH值影響膠體顆粒表面電荷及值影響膠體顆粒表面電荷及電位電位 對于帶正電膠體，對于帶正電膠體，pHpH降低，降低， H H+ +吸附量增加，膠粒吸附量增加，膠粒電荷增大，電泳速度加快；電荷增大，電泳速度加快；pHpH升高，結(jié)果與上相反。升高，結(jié)果與上相反。 (2)(2)pHpH值對混凝劑作用的影響值對混凝劑作用的影響 pHpH影響著混凝劑在水中的存在狀態(tài)，不同的影響著混凝劑在水中的存在狀態(tài)，不同的pHpH，混，混凝劑水解產(chǎn)物不同，所起的混凝作用各異。凝劑水解產(chǎn)物不同，所起的混凝作用各異。 工程上應(yīng)充分考慮混凝劑水解而引起水工程上應(yīng)充分考慮混凝劑水解而引起水pHpH值的變化，值的變化，必要時進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，使其滿足混凝作用的要求。必要時進(jìn)行適當(dāng)調(diào)