混凝絮凝
第3章_凝聚和絮凝
排 斥 势 能 E R
r
r
Er E Emax
(a)
0
a
c
间 x 距
吸 引 势 能 EA
Ea
图 6-2 3-2
相 作 势 与 粒 离 系 互 用 能 颗 距 关
（ a)双 层 叠 电 重 ； (b)势 变 曲 能 化 线
3.2 混凝机理
一.铝盐在水中的化学反应 铝盐最有代表性的是硫酸铝Al2(SO4)3⋅18H2O,溶 于水后,立即离解铝离子,通常是以[Al(H2O)6]3+存在. 在水中,会发生下列过程。 1. 过 配位水分子发生水解： [Al(H2O)6]3+――[Al(OH)(H2O)5]2++ H+ ……. 其结果是：价数降低，pH降低，最终产生――Al (OH)3沉淀
。 胶
H值的影响 (2) 水的pH值的影响 (3) 水的碱度的影响 (4) 水中浊质颗粒浓度的影响 (5) 水中有机污染物的影响 (6) 混凝剂种类与投加量的影响 (7) 混凝剂投加方式的影响 (8) 水力条件的影响
3.3 混凝剂
一.混凝剂 种类有不少于200 300种 200－ 种类有不少于200－300种 其分类见表3-1 其分类见表3
3.1 胶体的稳定性
一.胶体的稳定性 胶体的稳定性
动力学稳定性 聚集稳定性
布朗运动对抗重力。 布朗运动对抗重力。 胶体带电相斥（憎水性胶体） 胶体带电相斥（憎水性胶体） 水化膜的阻碍（亲水性胶体） 水化膜的阻碍（亲水性胶体）
两者之中,聚集稳定性对胶体稳定性的影响起关键作用。 两者之中,聚集稳定性对胶体稳定性的影响起关键作用。 对胶体稳定性的影响起关键作用
G= p
µ
当 当 能 ，
混凝沉淀及絮凝剂选择
合成高分子絮凝剂具有分子量高、絮凝能力强、使用方便等优 点，但同时也存在成本高、残余单体具有毒性等问题。
03
天然高分子絮凝剂主要包括淀粉、木质素、壳聚糖等，其优点在 于环保、安全、易生物降解，但同时也存在絮凝能力相对较弱的
问题。
高分子絮凝剂
高分子絮凝剂主要包括阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型等种类。
02
絮凝剂种类及选择
无机絮凝剂
无机絮凝剂主要包括铁盐、铝盐等传 统无机盐类，其作用机理主要依赖于 离子之间的电中和作用和双电层压缩 。
无机絮凝剂具有原料易得、价格低廉 等优点，但同时存在投加量大、腐蚀 性强、含盐量高等缺点。
有机絮凝剂
01
有机絮凝剂主要包括合成高分子絮凝剂和天然高分子絮凝 剂两大类。
对有机物去除的影响
总结词
混凝剂对有机物的去除效果因有机物的性质而异，对于某些溶解度较小的有机物，混凝剂能够提高其 去除率。
详细描述
对于一些溶解度较小的有机物，混凝剂可以通过吸附架桥作用将其从水中去除。但对于一些溶解度较 大的有机物，混凝剂的作用相对较小，可能需要结合其他处理方法进行去除。
对总磷的去除影响
要点二
详细描述
传统的混凝沉淀技术虽然成熟，但处理效率不高，能耗大 ，占地面积大。因此，研究新的混凝剂、优化反应条件和 提高设备效率是未来的重要研究方向。此外，开发新型的 沉淀池和澄清器也是重要的研究方向。
混凝沉淀与其他工艺的联合应用
总结词
为了更好地满足处理要求和提高处理效率， 混凝沉淀常常与其他工艺联合应用。
混凝沉淀是一种常用的水处理方法， 广泛应用于工业和城市污水处理、饮 用水处理等领域。
混凝沉淀的原理
混凝剂投加到水中后，通过电性中和、吸附架桥等作用，使水中悬浮物和胶体颗 粒脱稳，聚集成为较大的絮状物，从而容易沉降和分离。
如何区分絮凝剂还是混凝剂
如何区分絮凝剂和混凝剂？絮凝？混凝？在水处理药剂中，应用最广泛的是当属混凝与絮凝、聚合氯化铝与聚丙烯酰胺了。
那么两者在使用过程中具体有哪些注意事项？凝聚：投加混凝剂后水中的胶体失去稳定性，胶体颗粒互相凝聚，结果形成众多的“小矾花”。
絮凝：凝聚过程中形成的“小矾花”通过吸附、卷带、架桥等作用，形成颗粒较大絮凝体的过程。
混凝：是凝聚、絮凝两个过程的总称。
是水中胶体粒子及微小悬浮物的聚集过程。
也就是说“混凝”包含了从原水投药到水混合、药反应（脱稳、絮凝）再到形成大颗粒的絮凝物的整个过程。
而絮凝是指胶体颗粒脱稳后，从形成微小絮凝物形成大絮体的阶段。
因此，絮凝只是混凝的一个步骤！那么，什么是聚合氯化铝和聚丙烯酰胺？P A C聚合氯化铝（简称P A C），又称为碱式氯化铝或羟基氯化铝。
通过它或它的水解产物使污水或污泥中的胶体快速形成沉淀，便于分离的大颗粒沉淀物。
P A C的分子式为[A L2(O H)n C l6-n]m，其中n为1-5的任何整数，m为聚合度，即链节的的数目，m的值不大于10。
P A C的混凝效果与其中的O H和A L的比值(n值大小)有密切关系，通常用碱化度表示，碱化度B=[O H]/(3[A L])X100%。
B要求在40-60%，适宜的P H范围5-9。
P A M聚丙烯酰胺（简称P A M），俗称絮凝剂或凝聚剂，属于混凝剂。
P A M 的平均分子量从数千到数千万以上，沿键状分子有若干官能基团，在水中可大部分电离，属于高分子电解质。
根据它可离解基团的特性分为阴离子型聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺、和非离子型聚丙烯酰胺。
聚丙烯酰胺P A M外观为白色粉末，易溶于水，几乎不溶于苯，乙醚、酯类、丙酮等一般有机溶剂，聚丙烯酰胺水溶液几近是透明的粘稠液体，属非危险品，无毒、无腐蚀性，固体P A M有吸湿性，吸湿性随离子度的增加而增加，P A M热稳定性好;加热到100℃稳定性良好，但在150℃以上时易分解产中氮气，在分子间发生亚胺化作用而不溶于水，密度：1.302m g/l(23℃)。
第5章 凝聚与絮凝
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5.3 混凝剂与助凝剂
5.3.1混凝剂 混凝剂种类很多，按其分子量大小可划分为无
机盐类与高分子混凝剂两大类。
◆无机盐类混凝剂，应用最广的是铝盐，如硫酸
铝、硫酸钾铝和铝酸钠等；其次是铁盐，如三
氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铁等。
◆高分子混凝剂，又可分为无机和有机两大类。
无机类中，使用较广的是聚合氯化铝；有机类
第2篇 水的物理、化学及物理化学处理
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1
第5章 凝聚和絮凝
• 混凝：水中胶体粒子以及微小悬浮物的聚集过程称为
混凝，是凝聚和絮凝的总称。
• 凝聚：水中胶体失去稳定并形成微小聚集体的过程。 • 絮凝：脱稳胶体相互聚结成大的絮凝体的过程。 • 应用：广泛用于给水处理，也可用于工业水处理及城
◆胶体的溶剂化作用稳定性：亲水性胶体颗粒与水分子的发生作用，使胶体颗 粒周围包裹一层较厚的水化膜，阻碍两胶体颗粒相互靠近，使胶体颗粒保持 分散状态而稳定。
结 论：对于憎水胶体而言，动力稳定性和带电稳定性起主要作用。 对于亲水胶体而言，水化作用稳定性占主导地位，带电稳定性则处于 次要地位。
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◆ 吸附作用驱动力包括:静电引力、氢键、配位 键、范德华引力等。
◆ 当药剂投加量过多时，ζ电位可反号，胶体发 生再稳现象。
◆ 根据DLVO理论，只要ζ电位降至ζk，使排斥 能峰Emax=0胶体即可发生凝聚，此时的ζ电位
称为临界电位（ζk）。
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3. 吸附-架桥作用机理
吸附架桥作用是指高分子物质与胶粒的吸附与桥 连。高分子链的一端吸附了某一胶粒后，另一端又吸 附另一胶粒，形成“胶粒-高分子-胶粒”的絮凝体。 架桥模型示意见下图。
常见的混凝剂、助凝剂和絮凝剂
化铁
FeCl3·6H2O
（1）对金属（尤其对铁器）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料管也会因发热而引起变形
（2）不受温度影响，矾花结得大，沉淀速度快，效果较好
（3）易溶解，易混合，渣滓少
（4）适用最佳pH值为6.0~8.4
聚合
氯化铝
[Aln(OH)mCl3n-m]
（通式）
简写PAC
（1）净化效率高，耗药量少，过滤性能好，对各种工业废水适应性较广
（2）贮存温度5~45℃，使用pH值7~9，按1：50~1：100稀释后投加，投加量一般为20~100mg/L，也可与其他混凝剂配合使用
（3）对于印染厂、染料厂、油墨厂等工业废水处理具有其他混凝剂不能达到的脱色效果
天然植物改性高分絮凝剂
（1）由691化学改性制得，取材于野生植物，制备方便，成本较低
（2）温度适应性高，pH适用范围宽（可在pH=5~9的范围内），因而可不投加碱剂
（3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好
（4）设备简单，操作方便，成本较三氯化铁低
（5）是无机高分子化合物
（二）常用的有机合成高分子混凝剂及天然絮凝剂
常用的有机合成高分子混凝剂（又称絮凝剂）及天然絮凝剂见下表。
常用有机合成高分子混凝剂及天然絮凝剂
K2SO4·24H2O
（1）同精制硫酸铝
（2）现已大部分被硫酸铝所代替
硫酸
亚铁
（绿矾）
FeSO4·7H2O
（1）腐蚀性较高（2）矾花形成较快，较稳定，沉淀时间短（3）适用于碱度高，浊度高，pH=8.1~9.6的水，不论在冬季或夏季使用都很稳定，混凝作用良好，当pH值较低时（<8.0），常使用氯来氧化，使二价铁氧化成三价铁，也可以用同时投加石灰的方法解决
混凝和絮凝
二、混凝和絮凝
混凝步骤
第一步：将化学混凝剂加入池水中，并进行充分搅拌。
问题讨论：是在没有游泳的客人时加入混凝剂还是在客人 多的时候加入混凝剂？
第二步：化学混凝剂在水中发生水解和聚合，亦即通过
复杂的化学和物理反应，而形成分散的肉眼可见的细小混凝物。
第三步：絮凝阶段，通过池水的流动，增加细小凝聚物
的相互碰撞，使之吸附聚合成为可沉降的一团团的絮状物。这 种不溶性的大块沉淀物将夹带着水中的悬浮物、胶体，吸附那 些不能被氯化破坏和引起水色的有机质，使之一起沉淀。
二混凝和絮凝混凝剂遇水形成带阳电荷的胶体中和水中胶体颗粒的负电荷破坏胶体的稳定性使混悬的颗粒相互凝聚结絮形成的絮状物又有很强的吸附架桥能力可吸收周围的混悬物质逐渐增大体积和重量最后因重力作用而下沉使水沉清
水处理(water treatment)
净化
利用理化方法，改善水 的物理和化学性状。常 用方法为沉淀、混凝、 过滤。其它还有脱色、 除臭味、除铁、除氟、 软化、淡化等等。
01
循环过滤
02
非循环过滤
课堂作业
案例分析
某游泳池约2500立方米，全年对外开放，最近有客人投诉池 水发绿，游完泳后发现身上出了小疙瘩并且很痒，请你根据目前 所学知识分析其原因，并且对该泳池进行水处理。
谢谢观看！
主讲人：邓红
絮状物比重大，沉降较快；pH值宽(pH3.5～11)；低温时 效果亦好。缺点是易产生色、味；具有强酸性，对设备有腐蚀作 用。
二、混凝和絮凝
（二）混凝剂和助凝剂
１、净水植物 有混凝作用的：量天尺、仙人掌、木棉树与木瓜等； 有助凝作用的：榆树、土肉桂、钝叶樟、木芙蓉等。 净水植物多只用于野外少量水处理。
二、混凝和絮凝
絮凝剂和混凝剂区别
众所周知，在水处理药剂中，应用较为广泛的一般为混凝剂与絮凝剂，即聚合氯化铝与聚丙烯酰胺。
但如果为两者具体有何区别，却很少有人会知道。
所以，下边为大家整理了以下有关资料，以供大家参考。
1、混凝剂
水中悬浮的颗粒在粒径小到一定程度时，其布朗运动的能量足以阻止重力的作用，而使颗粒不发生沉降。
这种悬浮液可以长时间保持稳定状态。
而且，悬浮颗粒表面往往带电（常常是负电），颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大，从而增加了悬浮液的稳定性。
而混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电，使颗粒“脱稳”。
于是，颗粒间通过碰撞、表面吸附、引力等作用，互相结合变大，以利于从水中分离。
2、絮凝剂
絮凝剂是聚合物的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程。
“架桥”就是聚合物分子上不同链段吸附在不同颗粒上，促进颗粒与颗粒聚集。
一般可为有机聚合物，多数分子量较高，并有特定的电性（离子性）和电荷密度（离
子度）。
同时，由于混凝剂/絮凝剂都是高分子物质，同一产品中大大小小的分子都有，所谓“分子量”只是一个平均概念。
所以，在用某一混凝剂或絮凝剂处理污水是，“电中和”和“架桥”作用会交织在一起同时发生。
并且絮凝过程是多种因素综合作用的结果。
就目前所知，絮凝过程与絮凝剂分子结构、电荷密度、分子量有关；与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、比表面积有关；与介质（水）的pH值、电导、水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素有关。
因此尽管有理论和经验可循，用实验来选择絮凝剂仍然是不可缺少的。
以上就是有关絮凝剂与混凝剂区别的一些简单介绍，希望对大家进一步的了解有所帮助。
污水处理中的混凝与絮凝剂应用
阴离子型絮凝剂
总结词
阴离子型絮凝剂是一种带负电荷的聚 合物，能够与带正电荷的悬浮物结合 ，实现快速沉降。
详细描述
阴离子型絮凝剂在碱性或中性环境中 表现出良好的絮凝效果，适用于处理 碱性废水、含重金属离子的废水等。
非离子型絮凝剂
总结词
非离子型絮凝剂不带电荷，通过物理吸附和桥接作用实现悬浮物的沉降。
THANKS
感谢观看
硫酸铝是一种常用的铝盐混凝剂 ，具有较好的混凝效果，但过量 使用会对环境造成影响。
聚合氯化铝
聚合氯化铝是一种高分子铝盐混 凝剂，具有较好的混凝和絮凝效 果，且对环境友好。
铁盐混凝剂
硫酸铁
硫酸铁是一种常用的铁盐混凝剂，具 有较好的混凝效果，但过量使用会对 环境造成影响。
聚合硫酸铁
聚合硫酸铁是一种高分子铁盐混凝剂 ，具有较好的混凝和絮凝效果，且对 环境友好。
污水处理中的混凝与絮凝剂应用
汇报人：可编辑 2024-01-03
目 录
• 污水处理概述 • 混凝剂的种类与特性 • 絮凝剂的种类与特性 • 混凝与絮凝在污水处理中的应用 • 混凝与絮凝剂的发展趋势与挑战 • 案例分析
01
污水处理概述
污水来源
来自家庭、商业和公共设 施的废水。
工业废水
生产过程中产生的各种废 水。
农业废水
来自养殖业、种植业等农 业生产活动。
污水处理的目标与流程
01
02
03
04
去除悬浮物和胶体
通过物理和化学方法去除不溶 性物质。
去除有机物
通过生物降解和化学氧化等方 法去除有机污染物。
去除营养物
控制氮、磷等营养物的排放， 防止水体富营养化。
消毒
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结束
பைடு நூலகம்
絮凝
絮凝是聚合物的高分子链在悬浮的颗 粒与颗粒之间发生架桥的过程。
“架桥”就是聚合物分子上不同链段 吸附在不同颗粒上，促进颗粒与颗粒聚集。
絮凝剂为有机聚合物，多数分子量 较高，并有特定的电性（离子性）和电 荷密度（离子度）。
实际过程要比上述理论复杂得多。 由于混凝剂/絮凝剂都是高分子物质，同 一产品中大大小小的分子都有，所谓 “分子量”只是一个平均概念。 所以，在用某一混凝剂或絮凝剂处 理污水是，“电中和”和“架桥”作用 会交织在一起同时发生。
絮凝过程是多种因素综合作用的结果，目 前仍有一些没有认清和解决的问题。就我们所 知，絮凝过程与絮凝剂分子结构、电荷密度、 分子量有关；与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、 比表面积有关；与介质（水）的pH值、电导、 水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素 有关。
因此尽管有理论和经验可循，用实验来选 择絮凝剂仍然是不可缺少的。
混凝与絮凝
混凝
混凝过程就是加入带正电的混凝剂 去中和颗粒表面的负电，使颗粒“脱 稳”。 于是，颗粒间通过碰撞、表面吸附、 范德华引力等作用，互相结合变大，以 利于从水中分离。
混凝剂是分子量低而阳电荷密度高的 水溶性聚合物，多数为液态。
它们分为无机和有机两大类。无机混 凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。