凝剂种类和助凝剂

(1.20) 氢氧化镁胶体与水中杂质吸附后下沉 ，形成的污泥送至碳酸化池 。通入 二氧化碳，使之生成碳酸氢镁。
(1.21) 经真空过滤后 ，其滤液即可重复加以利用 。过滤后的污泥经浮选去除粘 土，余下的碳酸钙经离心分离后，送往焙烧窖焙烧，生成二氧化碳与生石灰。
(1.22) 以上碳酸氢镁与生石灰都可再投入原水中重复使用。
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 。
3． 三氯化铁 三 氯 化 铁 (FeCl 3·6H 2O) 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 )。
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： B 为 40～ 60％。
，例 如 n＝ 4 时 ，碱 化 度
。一 般 要 求
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 丙 烯 酰 胺 (PAM)为 非 离 子 型 聚 合 物 。 它 的 产 量 占 高 分 子 混 凝 剂 生 产 总 量 的 80％ ，是 一种 最重 要 的 和 使 用最 多的 高 分 子 混 凝剂 。 在 我 国 西 北 地区 用来 处理高浊度水，也称为三号絮凝剂，其结构式为 ：
(1.17)
(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 。
(1.23) 二氧化碳则送入碳酸化池。
以上各种化学剂都可重复使用 ，既可节省药剂 ，又可减少污泥量 。该工 艺 流 程 ， 根 据 实 际 使 用 结 果 表 明 ， 镁盐 回收 率可 达 80％ 以上 ，镁 盐 形 成 的 矾花 比铝盐的大且重，易于沉淀。 该项工艺可以与石灰软化法软水工艺结合使用。 假 如 河 流 水 或 地 下 水 中 Mg2+含 量 较 高 ， 就 有 可 能 不 投 加 新 碳 酸 镁 而 完 全 进 行 循 环。
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。
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，其反应式为
(1.15)
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。
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。
6. 有 机合 成高 分子混 凝剂 高分子混凝剂一般都是线型高分子聚合物 ，它们的分子呈链状，并由很
多链节组成，每一链节为一化学单体，各单体以共价键结合。聚合物的分子量 是各单体的分子量的总和，单体的总数称聚合度。高分子混凝剂的聚合度即指 链 节 数 ，约 从 1000 ～ 5000 ，低 聚 合 度 的 分 子 量 从 1000 至 几 万 ，高 聚 合 度 的 分 子 量从几千至几百万，高分子混凝剂溶于水中，将生成大量的线型高分子。 高分子聚合物的单体含有可离解官能基团时，沿链状分子长度就具有大量可离 解 基 团 ， 常 见 的 有 —COOH、 —SO3H、 —PO3H2、 —NH3OH、 —NH2OH 等 。 基 团 离 解 即形成高聚物离子。根据高分子在水中离解的情况，可分成阴离子型、阳离子 型 和 非 离 子 型 。当 单 体 上 的 基 团 在 水 中 离 解 后 ，在 单 体 上 留 下 带 负 电 的 部 位 (如 得 到 － SO3-或 － COO-)，此 时 整 个 分 子 成 为 带 负 电 荷 的 大 离 子 ，这 种 聚 合 物 称 阴 离 子 型 聚 合 物 ； 当 在 单 体 上 留 下 带 正 电 的 部 位 (如 得 到 —NH3+、 － NH2+)而 整 个 分 子成为一个很大的正离子时，称为阳离子型聚合物；不含离解基团的聚合物则 称 为 非 离 子 型 聚 合 物 。有 时 在 单 体 上 同 时 带 有 正 电 和 负 电 的 部 位 ，这 时 就 以 正 ， 负电的代数和代表高分子离子型的电荷。
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 。
5． 碳酸镁 铝盐与铁盐作为混凝剂加入水中形成絮体随水中杂质一起沉淀于池底 ，
作为污泥要进行适当处理以免造成污染。大水厂产生的污泥量甚大，因此不少 人曾尝试用硫酸回收污泥中的有效铝、铁，但回收物中常有大量铁、锰和有机
色度，以致不适宜再作混凝剂。 碳 酸 镁 在 水 中 产 生 Mg(0H)2 胶 体 和 铝 盐 、 铁 盐 产 生 的 A1(OH)3 与 Fe(OH)3
4． 硫酸亚铁 硫 酸 亚 铁 FeS0 4·7H 20 是 半 透 明 绿 色 结 晶 体 ， 易 于 溶 水 ， ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 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+