常用絮凝剂介绍

常用絮凝剂介绍

1、概念

絮凝指通过搅拌使失去电荷的颗粒互相接触聚集在一起，导致形成絮状物(絮体)的过程。依工艺不同，该过程一般为几分钟。凝聚指胶体被压缩双电层而脱稳的过程。这个过程时间很短，一般不到1秒钟。一般情况下，凝聚和絮凝的过程很难截然分开，一般统称其为混凝过程。将能使水溶液中的溶质、胶体或悬浮颗粒产生絮状物沉淀的物质都叫做絮凝剂。2、絮凝剂简介

2.1金属盐类絮凝剂

2.1.1硫酸铝

应用硫酸铝进行污水的处理，它对水的有效pH范围较窄，约5.5～8.0。硫酸铝是历史最悠久，使用最广泛的一种无机絮凝剂，化学式Al2(SO4)3•nH2O，n最常见为14或18。工业固体产品为白色或灰色粉末或块状结晶，在空气中易吸潮结块。

一般认为硫酸铝以两种方式对水体中的胶体颗粒起凝聚作用：一是吸附脱稳(吸附絮凝)，当铝盐带正电的水解产物吸附在带负电的胶体颗粒表面，部分或全部中和胶体颗粒表面电荷，使胶体脱稳并相互碰撞粘结生长为大颗粒的絮凝过程；二是卷扫沉淀作用(沉淀型絮凝)，当铝盐的各种水解产物包裹在水中胶体颗粒表面，并可通过这些水解物种连接胶体颗粒物形成较大的絮体，在絮体的沉降过程中卷扫水中其他胶体颗粒后共同沉淀的过程。这两种作用形式通常认为可能会交互发生，宏观上可认为是混凝作用。硫酸铝的使用范围较广泛，可应用于饮用水净化，温度在25～40℃之间，低温条件下，硫酸铝水解困难，絮粒较轻而疏松，处理效果较差，同时，硫酸铝还存在诸如成本高，腐蚀性大，在某些场合处理效果不理想等缺点。因此，近年来在许多场合正逐渐被新的絮凝剂(如聚合氯化铝)所取代。

2.1.2三氯化铁三氯化铁，化学式FeCl3•6H2O，为黄褐色晶体，极易吸潮，易溶于水，具强腐蚀性。三氯化铁的混凝机理与硫酸铝相类似，最佳使用pH为5.0～6.0。与硫酸铝相比较，三氯化铁处理低温水时性能较好，絮状物强度较大，适用盐类范围较宽，除色能力强，消耗量较少。不足之处是Fe3+与某些有机物形成很强的有色可溶络合物，有可能增大水体的色度。因其具有强腐蚀性，对储存、运输、投加设备也提出了更高的防腐要求。

2．2高分子絮凝剂

2.2.1聚合氯化铝（PAC)

聚合氯化铝又叫羟基氯化铝，碱式氯化铝，化学通式为［Al2(OH)nCl6-n］m，其中n为1～

5的整数，m为≤10的整数。固体的聚合氯化铝为五色至黄色树脂状、粉末状；溶液为无色至黄褐色透明液体。

其混凝作用机理包括三个方面：一是对胶体颗粒的电中和脱稳的凝聚作用；二是对已凝聚的次生粗大颗粒进行吸附架桥的絮凝作用：三是除去水中有害离子的吸附和络合作用。

盐基度（或称碱化度）B是聚铝的一项重要质量指标，表达聚合物中羟基（OH）对铝的饱和程度和存在形态，对通式［Al2(OH)nCl6-n］m而言，B＝(［OH］/［Al］)×100％＝n/ 6×100％。理论上盐基度应介于16.7％～83.3％之间，大于100％的盐基度表明已转化为A l(OH)3，并发生沉淀。实验结果表明盐基度对混凝效果的影响非常明显，处理水的剩余浊度随盐基度的增高而降低，B接近90％时变化逐渐不敏感。

与硫酸铝相比较，聚合氯化铝具有如下的优点：

(1) 最佳使用pH值范围拓宽，适用于多种水质；

(2) 混凝效果对温度变化不敏感，即有良好的低温使用性能；

(3) 聚铝有小的酸度，投加后原水碱度降低较少(只有硫酸铝的1/6)，更适于处理碱度备用量不大的水；

(4) 水中盐含量增加较硫酸铝少；

(5) 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；

(6) 减少处理后水中铝的残留量；

(7) 对运输、投加设备的腐蚀作用小。因此，聚合氯化铝具有广阔的发展前景和优良的市场表现，是市场上的主力絮凝净水产品。

2.2.2聚合硫酸铁(PFS)

聚合硫酸铁又称聚铁或硫酸聚铁，化学通式为

［Fe2(OH)n(S04)3-n/2］m，n<2,m=f(n)。固体为淡黄或浅灰色树脂状颗粒，液体为红褐色粘稠液。聚合硫酸铁的混凝作用机理除与聚铝类似外，还由于其在水解时提供了多种组分的核羟基络合物，导致其絮体表面积大，结构紧凑致密，有一定的强度，在沉降过程中对胶体吸附量大，具有吸附共沉淀作用且容易发生卷扫沉积现象，大大提高聚铁的混凝效果。

聚合硫酸铁具有如下的特点：

(1) 适应的水质条件较宽，对原水水质变化适应性强，基本不用控制pH值；

(2) 絮凝速度快，矾花较大，沉降迅速；

(3) 澄清效率高，除浊能力强，消耗量较铝盐少；

(4) 对设备基本无腐蚀；

(5) 具有脱色、除重金属离子、降低水中COD、BOD浓度和提高加氯杀菌效果。

聚合硫酸铁是一种优良的无机高分子絮凝剂，应用十分广泛。

2.2.3聚丙烯酰胺(PAM)

现在国内生产的PAM分子量已达到1000万以上，国外同类产品达到了1500万以上。目前成熟的聚合方法有本体法、溶液法、沉淀法、乳液法等。亦可通过后处理引入各种官能团，使其在水溶液中具有阴、阳离子的各种特征，成为聚电解质。

聚丙烯酰胺(PAM)的酰胺基(—CONH2)可与许多物质亲和、吸附形成氢键。高分子量PA M在被吸附的粒子间形成“桥联”，使数个甚至数十个粒子连接在一起，生成絮团，加速粒子下沉。这使它成为最理想的絮凝剂。PAM絮凝剂主要用来处理上水和各种废水。与传统无机絮凝剂相比较的优点在于：品种多，能适应多种条件，剂量小、效率高、生成的泥渣少，后处理容易。

聚丙烯酰胺主要以两种形式的商品出售，一种是粉状的，一种是胶体。胶体不易运输，使用也不方便，常用的是粉状产品。人们可以根据具体情况的需要、胶体颗粒的性质和浓度、系统pH值等选择合适的絮凝剂。例如聚丙烯酰胺可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型四种，阳离子型主要用于水处理，阴离子型用于造纸、水处理，两性型用于污泥脱水处理。

聚丙烯酰胺产品中总是残留丙烯酰胺的单体，而单体是有毒物质，对哺乳类动物的神经有毒害作用，人的无害摄取量为0.5mg／Kg，美、英等国规定PAM的最大投加量不超过1. 0mg／L。

（1）溶解浓度和使用浓度

絮凝剂使用形式一般为稀溶液（阴、非离子一般在0.05%-0.3%,阳离子为0.1%-0.3%）,理论上讲,浓度越低分子链越易伸展,处理效果越好。但在实际使用过程中，如药剂初始配制浓度太低，一方面，溶液越稀稳定性越差；另一方面，配制设备体积太大。所以使用前一般先按0.3%左右的浓度配制。使用时一般要二次稀释为0.1-0.2%左右的浓度。

（2）使用方法

①使用时，一般应先配成水溶液，以使用中性不含盐类杂物的水为宜。

②粉状产品溶解时要经过溶胀阶段，故在溶解时为防止产品粘连，要将干粉产品徐徐均