水處理化學(xué)絮凝劑

一、水中雜質(zhì)的分類及其去除途徑1、懸浮體系

分散相顆粒粒徑在200~106nm范圍內(nèi)。

主要有：泥沙；各種腐蝕產(chǎn)物及垢；細(xì)菌；膠質(zhì)瀝青質(zhì)類和石蠟等重質(zhì)油類動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定體系，借重力可沉降。絮凝劑§2-1概述1.2、膠態(tài)體系

粒徑在1~200nm范圍內(nèi)。3、溶解體系

粒徑在小于1nm范圍內(nèi)。

主要有：無(wú)機(jī)陽(yáng)離子、陰離子，此外還包括環(huán)烷酸等有機(jī)溶解物及溶解氧，CO2，H2S等。熱力學(xué)穩(wěn)定體系過(guò)濾不能去除也不借重力而沉降2.水中這些雜質(zhì)彼此間的關(guān)系如下：3.水中不同粒徑顆粒的處理方法如以下圖：4.二、膠體微粒和乳化油的穩(wěn)定性1、膠體的雙電層結(jié)構(gòu)水中的膠粒一般帶有負(fù)電荷。膠體粒子的結(jié)構(gòu)式可寫為：{【膠核】電位形成離子，束縛反離子}自由反離子吸附層擴(kuò)散層膠粒膠團(tuán)5.在吸附層的外面，還有一局部反離子，疏散的分布，形成一個(gè)擴(kuò)散層〔流動(dòng)〕。膠核擴(kuò)散層不隨膠核一起運(yùn)動(dòng)，而趨于向溶液主體擴(kuò)散，直至與溶液中的平均濃度相等。其中電位離子層與局部反離子層構(gòu)成吸附層〔固定層〕。6.固定層的厚度約(2~3)×10-7mm，不隨溫度變化而變化；但擴(kuò)散層厚度較大，且隨溫度和其他因素而變化。這種固定層和擴(kuò)散層總稱為“雙電層〞。

膠粒與溶液主體間由于膠粒剩余電荷的存在所產(chǎn)生的電位。7.2、膠體穩(wěn)定的原因

一種膠體的膠粒帶電越多，其ζ電位就越大；擴(kuò)散層中反粒子越多，水化作用也越大，擴(kuò)散層與水化殼也越厚，也就越穩(wěn)定。其一：膠體微粒外表帶有同性電荷，發(fā)生靜電排斥作用。其二：吸附層的水化作用，形成一個(gè)水化層，阻止微粒的結(jié)合。8.3、乳化油穩(wěn)定的原因

具有一般膠體的雙電層結(jié)構(gòu)，可形成穩(wěn)定的體系。水包油型乳狀液油9.4、兩個(gè)不穩(wěn)定因素其一：由范德華力產(chǎn)生的微粒核間的相互吸引力，促其結(jié)合。其二：膠體微粒的布朗運(yùn)動(dòng)，促其相互碰撞而吸附結(jié)合。5、加絮凝劑的目的是消除其穩(wěn)定因素，再利用其不穩(wěn)定因素使微粒不斷擴(kuò)大形成礬花。然后過(guò)濾或沉淀除去。10.三、水質(zhì)凈化的反響機(jī)理水質(zhì)在凈化過(guò)程中，大約包括三種過(guò)程。1、凝結(jié)作用〔Together〕粒子的外表電荷經(jīng)中和后，利用微弱的范德華力而形成凝聚作用。這種力量非常薄弱。容易受到機(jī)械力的破壞。即把兩個(gè)或多個(gè)不同的個(gè)體拉攏在一起，形成細(xì)小絮體的過(guò)程。11.凝結(jié)作用示意圖：12.13.2、絮凝作用〔Flocculare〕——架橋作用是指粒子的穩(wěn)定性遭到破壞后，借高聚物及攪拌能量而彼此接觸，因而形成較大顆粒絮體的過(guò)程。簡(jiǎn)言之，絮凝作用可稱為架橋反響。即：14.3、沉降作用

絮體一旦生成，需在靜止?fàn)顟B(tài)下借重力而下沉。

影響凝聚與絮體沉降的主要因素有：①攪拌能量；②攪拌時(shí)間；③絮凝劑及反響物的濃度；④pH值，等等。15.四、絮凝的工藝過(guò)程混凝劑的配制與投加、混合、反響、澄清幾個(gè)步驟?；旌稀巹┩度霃U水后在水中發(fā)生水解并產(chǎn)生異電荷膠體，與水中膠體或懸浮物接觸，形成細(xì)小的礬花。大約在10-30S內(nèi)完成，一般不超過(guò)2min.

要求快速、均勻。反響——使小絮體逐漸凝成大絮體而便于沉淀。澄清——讓已經(jīng)形成的絮凝體懸浮在水中成為懸浮泥渣層，使廢水中形成的微絮粒被迅速吸附在懸浮泥渣上，從而到達(dá)良好的去除效果。16.五、絮凝劑的定義和分類用來(lái)使水溶液的溶質(zhì)、膠體或懸浮物產(chǎn)生絮狀沉淀的物質(zhì)。又稱為混凝劑、聚凝劑；也有稱聚集劑、凝結(jié)劑等。定義:17.絮凝劑無(wú)機(jī)絮凝劑〔凝聚劑〕低分子絮凝劑高分子絮凝劑鋁鹽高分子絮凝劑鐵鹽高分子絮凝劑有機(jī)絮凝劑〔絮凝劑or助凝劑〕陽(yáng)離子的有機(jī)高分子…陰離子的有機(jī)高分子…非離子的有機(jī)高分子…人工合成的天然有機(jī)高分子微生物絮凝劑〔一種新開展的絮凝劑〕分類:18.

無(wú)機(jī)絮凝劑主要是依靠電荷中和而凝聚。有機(jī)絮凝劑那么主要依靠架橋作用使粒子沉降。在應(yīng)用方面，常常先參加無(wú)機(jī)絮凝劑中和電荷，然后加有機(jī)絮凝劑生成絮團(tuán)而沉降。兩者聯(lián)合使用可大大降低絮凝劑的用量。19.

§2-2無(wú)機(jī)絮凝劑——凝聚劑一、凝聚機(jī)理凝聚——脫穩(wěn)的粒子相互聚集為較大顆粒的過(guò)程。膠體因ξ-電位的降低或消除，從而失去穩(wěn)定性的過(guò)程?？梢?jiàn)，ζ－電位的上下，是凝聚反響好壞的一個(gè)重要因素。膠粒表面上的電荷；擴(kuò)散層的厚度。20.1.壓縮雙電層機(jī)理◆擴(kuò)散層的厚度〔h〕：h=A/∑Zi2ri式中A－常數(shù)

∑Zi2ri－溶液中離子強(qiáng)度

Zi2－離子的化合價(jià)

ri－離子濃度21.2.吸附電中和機(jī)理膠粒外表對(duì)異號(hào)離子〔粒子〕或分子帶異號(hào)電荷的部位有強(qiáng)烈的吸附作用，從而中和了膠粒所帶電荷，減少了靜電斥力，降低了ζ－電位，使膠體的脫穩(wěn)和凝聚易于發(fā)生。靜電引力是這些作用的主要方面。22.◆ζ－電位(可用電泳法測(cè)定):ζ=4πeq/D式中：q－顆粒外表上的電荷D－水的誘導(dǎo)率

從上式可見(jiàn)，如q減少，能使ζ－電位降低。23.總之，凝聚作用是非常復(fù)雜的反響過(guò)程。它涉及水中分散介質(zhì)的性質(zhì)，各種凝聚劑的特性，分散介質(zhì)與各劑的相互作用條件以及系列反響。

24.二、影響凝聚過(guò)程的主要因素1、pH值與堿度Al3+和水中的HCO3-(堿度)反響即得帶正電的膠體Al(OH)3。如水中堿度不夠，尚需提高堿度〔如：投加CaO等〕，以保證Al(OH)3的生成。Al3++SO42-Al2(SO4)3(1)鋁鹽與堿度的關(guān)系25.[CaO]=(0.5a-10X+20)mg/La－硫酸鋁投加量［以Al2(SO4)3計(jì)］mg/LX－原水中已有的堿度20－過(guò)量數(shù)，mg/LCaO的投加量的計(jì)算公式：26.Al(OH)3AlO22-

+H2O+H+但如酸性太強(qiáng)時(shí)，氫氧化鋁也會(huì)溶解，即：Al(OH)3+3H+Al3++H2OpH>8.5時(shí)：pH<7時(shí)，上式即向左進(jìn)行。(2)鋁鹽與pH值的關(guān)系27.Al(OH)3的溶解度與pH值的關(guān)系圖：28.可見(jiàn)，硫酸鋁起凝聚反響時(shí)，在pH=5.5～8.5范圍內(nèi)有效。另外要根據(jù)原水的水質(zhì)條件選擇最正確的pH值范圍。29.〔3〕鐵鹽與堿度、pH值的關(guān)系硫酸亞鐵投入水中后與原水中的堿度〔HCO3-〕反響生成Fe(OH)2，然后被水中的溶解氧氧化生成Fe(OH)3。Fe(OH)2+CO2Fe(HCO3)2〔溶解于水中〕如水中堿度缺乏，考慮加堿時(shí)，尚必須考慮水中CO2消耗的堿量，否那么：30.氫氧化鐵的溶解度與pH的關(guān)系圖：鐵鹽適宜的pH范圍較寬，pH＝4～11。31.2、濁度凝聚區(qū)域示意圖Ⅰ：穩(wěn)定區(qū)，加藥量缺乏，無(wú)效果。Ⅱ：脫穩(wěn)區(qū)，加藥量較前者大，脫穩(wěn)并快速聚集。Ⅲ：再穩(wěn)區(qū)，加藥量較高，凝聚效果惡化。Ⅳ：卷掃區(qū)，加藥量過(guò)高，超過(guò)飽和狀態(tài)，大量氫氧化物所形成的絮體將雜質(zhì)一起卷掃而下。低濁度水微?？偼獗矸e高濁度水濁度過(guò)高過(guò)低都不利于凝聚。32.

可見(jiàn)：凝聚的過(guò)程受原水性質(zhì)和加藥量的影響，其中尤以水的性質(zhì)為重要。3、水溫水溫低，水解反響慢。另外水溫低，水的粘度大，布朗運(yùn)動(dòng)減弱。4、共存雜質(zhì)

除硫、磷化合物以外的其他各種無(wú)機(jī)金屬鹽能促進(jìn)凝聚；磷酸離子、亞硫酸離子等會(huì)阻礙高分子絮凝作用。5、凝聚劑的種類、投加量、投加順序33.水中的微粒要凝聚成較大的絮體,需要:靜電作用分子間的吸引力作用分子間的引力與分子間距離成反比。攪拌凝聚過(guò)程中非常重要的條件6、水力條件——主要指標(biāo)為攪拌強(qiáng)度和時(shí)間用速度梯度G表示34.一般地：當(dāng)其它條件一定時(shí)，凝聚反響的速度是微粒接觸次數(shù)的函數(shù)。N=n1·n2·1/6·G·(D1+D2)3N——單位體積，單位時(shí)間內(nèi)顆粒接觸的次數(shù)，mm-3·S-1;n1,n2——直徑為D1及D2的兩種顆粒的數(shù)目；D——顆粒直徑，mm；G——速度梯度S-1：微粒在反應(yīng)室內(nèi)不同空間位置作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度差。它取決于水中所需要的分散力。35.實(shí)際應(yīng)用中的G值：在混合階段，G在500~100S–1，攪拌時(shí)間t應(yīng)在10~30s;而在反響階段G和t值分別為20~70S–1和15-30min.為了確定最正確的工藝條件，一般情況下可用燒杯攪拌法進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)。36.三、常用的無(wú)機(jī)絮凝劑無(wú)機(jī)絮凝劑按陰離子成分可分為:鹽酸系、硫酸系和硅酸系；按金屬鹽可分為:鋁鹽系及鐵鹽系兩類;按分子量可分為:低分子系和高分子系兩大類。37.低分子絮凝劑價(jià)格低、貨源充足、運(yùn)輸儲(chǔ)存方便，目前在工業(yè)水處理中仍占一定比例。但因其用量大、殘?jiān)唷⑿Ч?，故無(wú)機(jī)絮凝劑的開展已根本完成由低分子向高分子的轉(zhuǎn)化。無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的優(yōu)點(diǎn):分子量大，具有多核絡(luò)離子結(jié)構(gòu)，電中和能力、吸附橋聯(lián)作用明顯，沉降快、用量少。38.〔一〕鋁鹽自1884年美國(guó)開始使用硫酸鋁〔AS〕以來(lái)，鋁鹽在水處理工業(yè)中占有重要的地位。到20世紀(jì)60年代，聚合氯化鋁〔PAC〕以其優(yōu)越的凈水性能被廣泛應(yīng)用〔在日本首先使用〕。39.Al(H2O)63+［Al(OH)(H2O)5］2+

+H+［Al(OH)3(H2O)30（s）

+H+［Al(OH)2(H2O)4］+

+H+［Al(OH)4(H2O)2]-1、鋁鹽的水解及凝聚作用單核羥基絡(luò)合物40.隨著羥基離子增多，在pH>4時(shí)，發(fā)生架橋粘結(jié)〔羥基橋聯(lián)〕生成帶正電的多核羥基絡(luò)合物：多核羥基絡(luò)合物進(jìn)一步交聯(lián)41.其存在狀態(tài)與pH的關(guān)系：pH<4[Al(H2O)n]3+n=6~10高電荷低聚合度4<pH<6[Al6(OH)15]3+[Al7(OH)17]4+[Al8(OH)20]4+

[Al13(OH)32]7+[Al13O4(OH)24]7+

6<pH<8[Al

(OH)3]↓pH>8[Al

(OH)4]-

[Al8(OH)26]2-

42.

2、硫酸鋁〔目前市面上最常見(jiàn)的凝聚劑〕當(dāng)添加到水中時(shí)，能迅速被溶解，Al3+發(fā)生水解生成單核子絡(luò)合物和多核子絡(luò)合物。Al2(SO4)3·xH2O硫酸鋁的凝結(jié)作用方式：其一：[Al(H2O)3(OH)3]0以無(wú)定形的膠凝狀氫氧化物沉淀物存在。其二：帶正電荷的水合單、多核絡(luò)合物。43.硫酸鋁使用時(shí),水的有效pH范圍較窄，跟原水硬度有關(guān)。對(duì)于軟水:pH5.7~6.6中等硬度的水:pH6.6~7.2硬度較高的水:pH7.2~7.844.45.3、堿式氯化鋁〔PACpolyaluminumchloride〕——多羥基聚合氯化鋁、聚氯化鋁[Al2(OH)nCl6-n]m其中n=1~5，m≤10聚合氯化鋁是配位化合物型的高分子聚合物，固體呈無(wú)色或黃色樹脂狀，易潮解，溶液為無(wú)色至黃褐色透明液體。46.

一般認(rèn)為聚鋁是一種高效的無(wú)機(jī)高分子，是指Al3+鹽到A1(OH)3之間的一系列準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)物質(zhì)，即二鋁到十三鋁的羥基絡(luò)合物。目前，聚鋁類絮凝劑的絮凝機(jī)理主要分為線性聚合物和體形聚合物兩種觀點(diǎn)。47.線性聚合物觀點(diǎn)認(rèn)為:隨著堿化度增加，氯化鋁溶液中的水合3價(jià)鋁離子[Al(H2O)6]3+八面體通過(guò)羥橋Al-O-Al聚合成線性多聚物。體形聚合物觀點(diǎn)認(rèn)為:聚合氯化鋁溶液中存在著4種陽(yáng)離子:單體、二聚體、體形十三聚體和結(jié)構(gòu)尚未確定的三維團(tuán)粒。體形結(jié)構(gòu)代表式為[AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+,是起絮凝作用的主要活性物質(zhì)。48.堿化度〔B〕:化合物中羥基與鋁的摩爾比。B=[OH]3[Al]×100%假設(shè)堿化度<30%時(shí)，絮凝劑中小分子占多數(shù)，絮凝能力較低。但堿化度太大時(shí)，溶液不穩(wěn)定，易生成Al(OH)3沉淀。所以，一般聚合鋁堿化度要求在40％～60％之間。

B是堿式氯化鋁的重要質(zhì)量指標(biāo)，它直接決定著產(chǎn)品的化學(xué)結(jié)構(gòu)形態(tài)和許多特性，如聚合度、分子電荷數(shù)、混凝能力、貯存穩(wěn)定性、pH值等。[Al2(OH)nCl6-n]m49.優(yōu)點(diǎn)：形成絮凝體大，沉淀性能好，投藥量比硫酸鋁低〔過(guò)量投加也不會(huì)造成水混濁〕；適宜的pH范圍較寬〔5~9間〕，且處理后水的pH值和堿度下降較??；水溫低時(shí)，仍可保持穩(wěn)定的效果；其堿化度較高，對(duì)水處理設(shè)備腐蝕??；應(yīng)用范圍廣。

缺點(diǎn)：聚合氯化鋁的生產(chǎn)受原料限制，成份復(fù)雜、生產(chǎn)過(guò)程長(zhǎng)，條件難以控制，很難得到聚集能力(聚合度)相同的產(chǎn)品。50.4、聚合硫酸鋁〔PAS〕通式：[Al2(OH)n(SO4)3-n/2]m(1≤n≤6,m≤10)

特點(diǎn)：絮凝性能與PAC的相似，而更適合高濁水的去濁，具有極佳的脫色、去氟和低溫去濁性能?？傊?，聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁簡(jiǎn)稱聚鋁。在同樣的堿化度下,PAS的聚合質(zhì)量分?jǐn)?shù)比PAC高，這對(duì)絮凝是有利的。51.5、鋁鹽凝聚劑對(duì)出水水質(zhì)的影響鋁經(jīng)各種渠道進(jìn)入人體后，通過(guò)慢性積累發(fā)生鋁中毒。因?yàn)殇X很難由腎臟排出，使用過(guò)多的鋁就會(huì)在大腦、肝、脾、腎、甲狀腺等等組織器官蓄積。導(dǎo)致人體出現(xiàn)諸如：鋁性腦?。撼霈F(xiàn)記憶力衰退、智力下降、反響遲鈍等病癥，并誘發(fā)老年癡呆癥。鋁性骨?。轰X沉積在骨骼中，會(huì)導(dǎo)致骨質(zhì)疏松、骨折、關(guān)節(jié)疼痛。鋁還會(huì)使人食欲不振，消化不良，影響腸道對(duì)磷、鍶、鐵、鈣等元素的吸收?！翡X對(duì)人體的危害：52.◆水中鋁含量限制標(biāo)準(zhǔn)：世界衛(wèi)生組織：0.2mg/L美國(guó)：0.05mg/L我國(guó)：0.2mg/L采用比色分析法測(cè)定殘留鋁的量。53.◆降低水中鋁含量的方法：1、開發(fā)和采用能減少鋁投加量的復(fù)合鋁鹽；2、添加無(wú)毒的高分子絮凝劑，降低鋁含量；3、以新型的無(wú)鋁絮凝劑代替單鋁鹽、復(fù)鋁鹽、聚鋁鹽。如能解決鐵鹽的腐蝕性強(qiáng)和造色問(wèn)題，以鐵鹽代替鋁鹽是可行的；4、改進(jìn)凝聚沉淀技術(shù)〔合理的攪拌速度和時(shí)間，促進(jìn)絮體長(zhǎng)大〕54.三氯化鐵硫酸鐵硫酸亞鐵〔二〕鐵鹽適宜的pH＞8.0加入堿性物（石灰等）是必須的。pH=5.0-6.0聚鐵55.

〔1〕三價(jià)鐵鹽的水解1、鐵鹽在凝聚過(guò)程中的反響Fe(H2O)63+[Fe(OH)(H2O)5]2++H+[Fe(OH)(H2O)5]2+[Fe(OH)2(H2O)4]+

+H+2[Fe(OH)(H2O)5]2+[Fe2(OH)2(H2O)8]4+

+2H2O[Fe3(OH)4(H2O)5]5+

逐步水解的結(jié)果是形成各種不溶于水的氫氧化鐵的混合物。56.〔2〕硫酸亞鐵的氧化Fe2++2H2OFe(OH)2+2H+Fe(OH)3［O］可見(jiàn)，必須有足夠的堿度和氧存在的條件下才能完成。硫酸亞鐵的氧化反響必須有堿性物質(zhì)存在：FeSO4.7H2O+2Ca〔HCO3〕2+1/2O22Fe〔OH〕3+2CaSO4+4CO2+13H2O凝聚作用中的主要組成成分pH＞8.557.2、聚鐵〔聚合硫酸鐵〕[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m，m=f(n)其中含有大量的聚合陽(yáng)離子：［Fe3(OH)4］5+

［Fe4O(OH)4］6+

［Fe6(OH)12］6+等。棕紅色粘稠液體?？梢匝杆倨痣姾芍泻秃托跄軜蜃饔?。07/258.形成的礬花密度和強(qiáng)度較大，沉降速度快，凈水效果顯著，受水溫影響小，pH值適用范圍寬，價(jià)格廉價(jià)，對(duì)某些原水〔硬水〕有較好的處理效果。3、鐵鹽凝聚劑的特點(diǎn)但其腐蝕性強(qiáng)，對(duì)設(shè)備要求高；但絮體較小，卷掃作用差；且鐵鹽凝聚劑中Fe2+與水中的腐殖質(zhì)等有機(jī)物可形成水溶性污物，造成自來(lái)水帶色。59.〔三〕聚硅酸鹽聚硅酸鋁(PASS)聚硅酸鋁鐵(PSAF)聚硅酸鐵(PFSS)是一種新型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，是在聚硅酸及傳統(tǒng)的鋁鹽、鐵鹽等絮凝劑的根底上開展起來(lái)的聚硅酸與金屬鹽的復(fù)合產(chǎn)物。它綜合了聚硅酸粘結(jié)聚集、吸附架橋效能和鋁鹽絮凝劑絮體大、脫色性能好，以及鐵鹽絮凝劑絮體密實(shí)、沉降速度快等特點(diǎn)。60.四、改性單陽(yáng)離子無(wú)機(jī)聚合絮凝劑改性目的：

改變聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及分布;兩種以上聚合物之間具有協(xié)同增效作用。61.例如：聚磷氯化鋁(PPAC)

在聚合鋁中引入適量的磷酸鹽，通過(guò)磷酸根的增聚作用，使得PPAC產(chǎn)生了新一類高電荷的多核中間絡(luò)合物。

PPAC能適應(yīng)較高的pH值，而且絮凝效果顯著優(yōu)于PAC。另外還有:聚硅酸硫酸鋁，聚磷酸硫酸鐵等。

62.五、改性多陽(yáng)離子無(wú)機(jī)聚合絮凝劑

聚鋁鐵復(fù)合絮凝劑，是含有多核聚鐵及聚鋁與氯根和硫酸根配位的復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，例如：聚合硫酸氯化鐵鋁(PAFCS)

在含油廢水及印染廢水中，PAFCS比PAC的效果均優(yōu)，且脫色能力也好；絮凝物比重大，絮凝速度快，易過(guò)濾，出水率高；其原料均來(lái)源于工業(yè)廢渣，本錢較低，適合工業(yè)水處理。63.六、無(wú)機(jī)絮凝劑的開展方向〔查資料〕64.§2-3有機(jī)絮凝劑傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)絮凝劑，雖具有較強(qiáng)的電中和能力,但對(duì)膠體的橋連作用較弱；對(duì)油水乳化體系中的油珠的破乳作用很小，除油效果也不佳。而有機(jī)高分子絮凝劑具有特性粘數(shù)高、產(chǎn)品穩(wěn)定性好、吸附架橋能力強(qiáng)、適用范圍廣、投料量少、絮凝速度快、pH值及溫度影響較小、產(chǎn)生的污泥量少、形成的絮凝體過(guò)濾性好等優(yōu)點(diǎn)，因而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。65.高分子絮凝劑中含有-CONH2，-COONa和+NR3等極性基，分子量從幾十萬(wàn)～上百萬(wàn)〔數(shù)千萬(wàn)〕，能溶于H2O中而具有電解質(zhì)的行為。因此，有機(jī)聚合物又稱為聚電解質(zhì)。通常有機(jī)高分子絮凝劑分為：天然高分子和合成高分子兩大類;

按官能團(tuán)離解后所帶電荷的不同分為：陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型和兩性離子型。66.一、絮凝機(jī)理1〕電中和作用，降低膠粒的ξ－電位。2〕通過(guò)高分子的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)起架橋作用，吸附膠體顆粒和油珠而產(chǎn)生絮凝——吸附架橋機(jī)理聚合物在膠體外表的吸附來(lái)源于各種物理化學(xué)作用,如：范德華力、靜電引力、氫鍵、配位鍵等。67.其絮凝模式見(jiàn)圖：68.69.為此，絮凝劑應(yīng)具以下性質(zhì)：1〕水溶性好；2〕具有吸附活性基；3〕分子量盡量大，有廣泛的伸展度。70.二、常用的有機(jī)絮凝劑〔一〕陽(yáng)離子型絮凝劑目前，美、日等國(guó)陽(yáng)離子絮凝劑(200多種)已占合成絮凝劑的60%，且還在以每年10%的速度增長(zhǎng)。陽(yáng)離子型絮凝劑的制備方法有兩大類：◆非離子型聚丙烯酰胺的陽(yáng)離子改性；◆丙烯酰胺單體與陽(yáng)離子單體共聚或陽(yáng)離子單體的均聚。71.1、改性聚丙烯酰胺——曼尼奇(Mannich)反響反響的實(shí)質(zhì)是一種三元共聚物。72.反響的機(jī)理：73.2、AM和二甲基二烯丙基氯化銨共聚單體的制備：74.線性高聚物，電荷密度高，水溶性好，絮凝能力強(qiáng)，用量少。75.3、二甲基二烯丙基氯化銨均聚物〔PDMDAAC〕76.應(yīng)用：(1)油田污水的處理而目前國(guó)內(nèi)采用的PAC或PAM存在的問(wèn)題：絮凝速度較慢，使后序設(shè)備復(fù)雜化；聚沉的油質(zhì)和大量的機(jī)械雜質(zhì)為硫酸鹽復(fù)原菌的生長(zhǎng)提供了養(yǎng)分，從而加大了殺菌工序的負(fù)擔(dān)。

去油力強(qiáng)、絮凝速度快，具有殺菌效能，同時(shí)具有一定的緩蝕阻垢性能。77.(2)含色污水的處理

對(duì)疏水性、親水性染料均具有較好的脫色效果。而通常的無(wú)機(jī)或高分子絮凝劑僅對(duì)疏水性染料有較佳的脫色效果。78.4、環(huán)氧氯丙烷與胺反響產(chǎn)物1〕與氨的反響79.含仲胺基，無(wú)季銨基。故絮凝效率不高。80.2〕與伯胺的反響叔胺基；季銨基很少，絮凝效率不高。季銨化產(chǎn)物(CH3)2SO481.3〕與仲胺的反響

但由于其相對(duì)分子質(zhì)量較低，且主鏈中的季銨基有位阻效應(yīng)，故絮凝效率比理想的要低。82.改性：參加少量的R-NH2(或二亞乙基三胺)，以增加分子量。83.〔二〕陰離子型絮凝劑

功能基主要是:1、丙烯酰胺－丙烯酸共聚物結(jié)構(gòu)：84.生產(chǎn)方法：之一：之二：得到水解度低于50％的產(chǎn)物得到高水解度（70％以上）的產(chǎn)物-CONH2與-COOH的比例決定共聚物的性質(zhì)和絮凝作用。最常用的是含羧基5～30％。85.應(yīng)用：廣泛用于制糖、造紙、油田鉆井等工業(yè)用水和廢水處理。一般與無(wú)機(jī)絮凝劑并用。多適用于中性或堿性溶液。具有澄清、凈化、促進(jìn)降解、利于過(guò)濾等特點(diǎn)。特點(diǎn)：86.絮凝原理：

在水中伸展度大，具有良好的架橋性能。對(duì)于帶正電荷的膠體微粒有電中和及靜電吸附作用。對(duì)帶負(fù)電荷的膠體微粒具有強(qiáng)的活性吸附能力(范德華引力、氫鍵、配位鍵等作用)。87.2、聚苯乙烯磺酸鹽〔一般要將其與無(wú)機(jī)絮凝劑合用〕合成方法：88.〔三〕非離子型絮凝劑聚丙烯酰胺〔PAM〕、聚乙烯醇、聚乙烯胺、聚氯化乙烯等。89.◆PAM分類：按相對(duì)分子質(zhì)量大小分類：

低相對(duì)分子質(zhì)量(<100萬(wàn))的PAM分散劑

中相對(duì)分子質(zhì)量(100～1000萬(wàn))

紙張的干強(qiáng)劑

高相對(duì)分子質(zhì)量(1000～1500萬(wàn))絮凝劑

超高相對(duì)分子質(zhì)量(>1700萬(wàn))的PAM用于三次采油〔四〕聚丙烯酰胺的反響及應(yīng)用90.按離子特性分類：非離子型：陰離子型：91.

陽(yáng)離子型：水溶液狀陽(yáng)離子聚丙烯酰胺；粉狀陽(yáng)離子聚丙烯酰胺；淀粉改性的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。92.◆化學(xué)性質(zhì)1、水解反響在H+介質(zhì)中水解，反響較復(fù)雜，產(chǎn)品易局部的轉(zhuǎn)化為酰亞胺，而導(dǎo)致不溶于H2O。在中性介質(zhì)中，水解速率很低，在OH-條件下水解較好！93.反響易控制到要求的水解度，水解反響隨水解度的提高而減慢。一般用于制取低水解度〔≤50％〕的水解體。94.2、羥甲基化反響95.3、曼尼奇〔Mannich〕反響

因分子鏈上引入多個(gè)活性點(diǎn)，從而使澄清污水的速度加快。96.4、磺甲基化反響實(shí)際上是丙烯酰胺，羥甲基丙烯酰胺，磺甲基丙烯酰胺的三元共聚物。97.5、霍夫曼降解反響——聚乙烯胺98.PAM用途廣泛的原因：1、酰胺基的化學(xué)活性很大，可以和多種化合物反響而產(chǎn)生許多聚丙烯酰胺的衍生物。2、能與多種可形成氫鍵的化合物結(jié)合。具有許多寶貴的性能，如絮凝、增粘（稠）性、表面活性等。99.目前PAM消費(fèi)情況：興旺國(guó)家：水處理，造紙，選礦，洗煤。我國(guó)：采油工業(yè)，水處理，選礦和洗煤，造紙。我國(guó)每年進(jìn)口聚丙烯酰胺4萬(wàn)噸左右。100.〔五〕兩性型高分子絮凝劑一般由含有陰、陽(yáng)離子基團(tuán)的乙烯類單體通過(guò)自由基共聚反響以及高分子改性得到，其中陰離子基團(tuán)為羧基、磺酸基、硫酸基，陽(yáng)離子基團(tuán)為季銨鹽基、吡啶嗡離子基和喹啉嗡離子基。兩性高分子絮凝劑由于兼有陰、陽(yáng)離子基團(tuán)的特點(diǎn)，在不同介質(zhì)條件下荷電狀況可能不同，適于處理帶不同電荷的污染物，其pH值適用范圍寬，抗鹽性好。例：丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、二甲基二烯丙基氯化銨、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸共聚物101.〔六〕改性天然高分子絮凝劑進(jìn)入20世紀(jì)70年代以來(lái)，陽(yáng)離子型絮凝劑的研制開發(fā)呈現(xiàn)了明顯的增長(zhǎng)勢(shì)頭，日本、美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)等國(guó)家目前在廢水處理中都大量使用了陽(yáng)離子型絮凝劑。在已開發(fā)應(yīng)用的這類陽(yáng)離子型絮凝劑中，各國(guó)根據(jù)本國(guó)的天然高分子資源情況，通過(guò)化學(xué)改性制得的陽(yáng)離子型絮凝劑占了不小的比重。102.淀粉衍生物；纖維素衍生物；植物膠改性產(chǎn)物；多聚糖類及蛋白質(zhì)類改性產(chǎn)物等。常見(jiàn)的類型：103.1、木質(zhì)素水處理劑木質(zhì)素的結(jié)構(gòu)：

是地球上資源豐富的天然聚合物，在植物中的存在量?jī)H次于天然纖維素。官能團(tuán)多，可通過(guò)多種反應(yīng)改性工業(yè)來(lái)源：造紙工業(yè)的蒸煮沸水，含量65%~80%.104.應(yīng)用：木質(zhì)素磺酸鹽＋聚乙二醇OH-回流粘稠高聚物1、對(duì)水中懸浮固體有很好的絮凝效果。堿木質(zhì)素與HCHO交聯(lián)再磺化陰離子型高分子絮凝劑2、木質(zhì)素＋環(huán)氧氯丙烷Me3N陽(yáng)離子木質(zhì)素絮凝劑3、105.據(jù)統(tǒng)計(jì)，自然界中含淀粉的天然碳水化合物年產(chǎn)量達(dá)5000億噸，是人類可以取用的最豐富的有機(jī)資源，價(jià)格低廉。2、陽(yáng)離子淀粉

淀粉的結(jié)構(gòu)106.改性淀粉的種類繁多，污水處理中應(yīng)用的改性淀粉主要是：接枝共聚淀粉；陽(yáng)離子淀粉醚；磷酸酯淀粉。107.(1)淀粉－DADMAC(二烯丙基二甲基氯化銨)接枝共聚108.(2)淀粉－AM接枝共聚與丙烯酰胺共聚：109.與丙烯腈共聚：NaOH,H2O110.(3)與陽(yáng)離子醚化劑反響111.(1)分子量適度；(2)帶正電