第四章-混凝剂和助凝剂课件

混凝剂种类有很多，分：无机混凝剂品种较少，主要为铁盐、铝盐及其聚合物有机混凝剂品种较多一般水处理中常用无机类的，下面介绍几种常见的。一、混凝剂混凝剂种类有很多，分：一、混凝剂1（一）无机盐混凝剂

1、硫酸铝：Al2(SO4)·18H2O

白色结晶体，分为：精制：Al2O3≮15%，不溶性杂质≯0.5%，价贵，少用。粗制：Al2O3≮14%，不溶性杂质≯2.4%，价廉，多用。特性：混凝效果好，腐蚀性小，使用方便，但水温低时，效果不及铁盐。明矾AL2(SO4)3•K2SO4•24H2O

（一）无机盐混凝剂2

2、三氯化铁：FeCl3·6H2O（铁盐中最常用的）褐色结晶体特性：易溶解，结成的矾花重，比铝盐形成的密实，易沉淀，适用于低温、低浊水，效果优于硫酸铝，但腐蚀性大。混凝机理与硫酸铝相似，但混凝特性略有不同。2、三氯化铁：FeCl3·6H2O（铁盐中最3

3、硫酸亚铁：FeSO4·7H2O

半透明的绿色结晶体，俗称“绿矾”特性：Fe2+效果不如Fe3+

；受温度影响小，腐蚀性高，水中色度较高时，不宜采用；使用时，一般采用氯化法将Fe2+氧化为Fe3+

，氯和其的比例为1：8。3、硫酸亚铁：FeSO4·7H2O4（二）高分子混凝剂

1.聚合氯化铝，简称PAC。无机高分子混凝剂系Al(OH)3的中间产物，一般为溶液。（1）化学式：

1）聚合氯化铝：

[Al2(OH)nCl6-n]mm——聚合度n——OH数

n＝１～５ｍ≤１０当ｎ＝５，ｍ＝２时，分子式为（二）高分子混凝剂5

2）碱式氯化铝

Aln(OH)mCl3n-m

如Al6(OH)14Cl4，Al13(OH)34Cl5

溶于水后，离解

Al13(OH)34Cl5

[Al13(OH)34]5++5Cl-

由于[Al13(OH)34]5+电荷高，聚合度高，有利于脱稳、吸附架桥，是一种最优形态。2）碱式氯化铝Al13(OH)34Cl5[Al13(6（2）其性能可用碱化度B衡量

B=如Al4(OH)10Cl2

B=

B，越利于吸附架桥，但过高易产生沉淀，故B=50～80%

­（2）其性能可用碱化度B衡量B=如Al4(7聚合氯化铝做混凝剂时，与无机盐类混凝剂相比，具有很多优点：1.形成絮凝体速度快，絮凝体大而密实，沉降性能好。2.投加量相对与无机盐类混凝剂低；3.对原水水质适应性好，无论是低温、低浊、高浊、高色度、有机污染等原水，均保持较稳定的处理效果；4.最佳混凝pH值范围宽，最佳投加量范围宽，一定范围内过量投加不会造成水的pH值的大幅下降，不会突然出现混凝效果很差的现象；5.由于聚合氯化铝的盐基度比无机盐高，因此在配置和投加过程中药剂对设备的腐蚀程度小，处理后水的pH值和碱度变化也较小。聚合氯化铝做混凝剂时，与无机盐类混凝剂相比，具有很多优点：8

2.聚合铁聚合硫酸铁（PFS），已投入使用聚合氯化铁（PFC），正在研究

分

聚合硫酸铁

[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]mn<2,m>10制作：氧化

FeSO4Fe2(SO4)3

氧化过程中，部分OH取代SO4→聚合硫酸铁2.聚合铁聚合硫酸铁（PFS），已投入使用聚合氯化铁9

特性：采用聚合硫酸铁作为混凝剂，其优点在于：混凝剂用量少；絮凝体形成速度快、沉降速度快；有效的pH值范围宽；与三氯化铁比腐蚀性大大降低；处理后水的色度和铁离子含量均降低。

特性：采用聚合硫酸铁作为混凝剂，其优点在于：混凝剂用量10（1）天然高分子混凝剂

主要有动物胶、淀粉、甲壳素等。

特点：电荷密度小，分子量较低，且易发生降解而失去活性。3.

有机混凝剂（1）天然高分子混凝剂3.有机混凝剂11（2）人工合成高分子混凝剂①阴离子型：主要含-COOM(M为H+或金属离子)或-SO3H的聚合物，如阴离子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚苯乙烯磺酸钠（PSS）等。②阳离子型：主要是含有-NH3+、-NH2+的聚合物，如阳离子聚丙烯酰胺（APAM）等。③非离子型：所含基团未发生反应的聚合物。如非离子型聚丙烯酰胺（NPAM）和聚氧化乙烯(PEO)等。（2）人工合成高分子混凝剂12聚丙烯酰胺

有机高分子聚合物，也称“3#絮凝剂”，用PAM表示。分子结构为链节或单体

n

酰胺基—CH2CH—CONH2链节数或聚合度

n=2～9万 m=150～600万聚丙烯酰胺有机高分子聚合物，也称“3#絮凝剂13

碱化水解：

[R-CONH2]n+χH2O+χNaOH→[R-CONH2]n-χ·[R-COO-Na+]χ+χNH4OH

收卷缩状态得以伸展，吸附架桥作用增强。碱化水解：14

水解度：酰胺基转化为羧基的百分数。控制为30～40%较好。特性：吸附架桥显著高浊度水—絮凝剂低浊度水—助凝剂问题：制造复杂，价格高单体有微毒，为安全起见，投量＜2mg/l适用水解度：适用15高分子混凝剂的作用：

靠氢键、静电、范德华力的作用对胶粒强烈的吸附作用。高聚合度的线型高分子在溶液中保持适当的伸展形状，从而发挥吸附架桥作用，把许多细小颗粒吸附后，缠结在一起。与其他混凝剂共同使用时的注意事项：

当废水低浊度时，宜先投其他混凝剂；当废水浊度高时，应先投加高分子混凝剂。高分子混凝剂最佳投加量的确定。在高分子混凝剂使用时，应尽量采用较低的浓度。高分子混凝剂的作用：16无机铝系硫酸铝明矾聚合氯化铝（PAC）聚合硫酸铝（PAS）适宜pH：5.5~8铁系三氯化铁硫酸亚铁硫酸铁（国内生产少）聚合硫酸铁聚合氯化铁适宜pH：5~11，但腐蚀性强有机人工合成阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物国外开始增多，国内尚少阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）两性型：使用极少天然淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等微生物絮凝剂无铝系硫酸铝适宜pH：5.5~8铁系三氯化铁适宜pH：5~117

(3)混凝剂研究发展方向无机复合聚合物混凝剂：聚合硫酸铝铁（PFAS）、聚合氯化铝铁（PFAC）、聚合硫酸氯化铁（PFSC）、聚合硫酸氯化铝（PASC）、聚合铝硅（PASi）、聚合铁硅（PFSi）、聚合硅酸铝（PSA）、聚合硅酸铁（PSF）无机－有机复合：

聚合铝/铁-聚丙烯酰胺、聚合铝/铁-甲壳素、聚合铝/铁-天然有机高分子、聚合铝/铁-其它合成有机高分子有机高分子絮凝剂：

阳离子有机化合物天然改性高分子絮凝剂：无毒易降解，如甲壳素等多功能絮凝剂：絮凝、缓蚀阻垢、杀菌灭藻微生物絮凝剂(3)混凝剂研究发展方向无机复合聚合物混凝剂：18

(一)定义

当单用混凝剂不能取得良好效果时，可投加某些辅助药剂以提高混凝效果，这种辅助药剂称为助凝剂。

(二)作用

改善絮粒结构，增大颗粒粒度及比重。调整废水的pH和碱度，使其达到最佳的混凝条件。

二、助凝剂(一)定义二、助凝剂19(三)分类

A、pH调整剂：调节废水的pH符合混凝处理工艺要求。常用石灰、硫酸、氢氧化钠等。

B、絮凝结构改良剂：投加絮体结构改良剂以增大絮体的粒径、密度。常用骨胶、活化硅酸、海藻酸钠、