混凝剂比较

《混凝剂比较》由会员分享，可在线阅读，更多相关《混凝剂比较（23页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、混 凝 剂 的 比 较1 硫 酸 铝硫 酸 铝 含 有 不 同 数 量 的 结 晶 水 ， Al2(SO4)318H2O，其 中 n=6、 10、 14、 16， 18 和 27， 常 用 的 是 Al2(SO4)318H2O 其 分 子 量 为 666.41， 比 重 1.61， 外 观 为 白 色 ，光 泽 结 晶 。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

2、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 1020 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 5.58 之 间 ， 其 有 效pH

3、 值 随 原 水 的 硬 度 含 量 而 异 ： 对 于 软 水 ， pH 值 在 5.76.6； 中 等 硬 度 的 水 为 6.67.2； 硬 度 较 高 的 水 则 为7.27.8。 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 。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

4、 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

5、 求 含 氧 化 铝 (Al2O8)10 以 上 ， 碱 化 度 为 5080 ， 不 溶 物 1 以 下 等 。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-nm， 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

6、 。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 ： ， 例 如 n 4时 ， 碱 化 度 。 一 般 要 求 B 为40 60 。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

7、， 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 59 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 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

8、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 ，

9、 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 。3 三 氯 化 铁三 氯 化 铁 (FeCl36H2O)是 一 种 常 用 的 混 凝 剂 ， 是 黑 褐色 的 结 晶 体

10、 ， 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 )。三 氯 化 铁 加 入 水 后 与

11、 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 范 围 为p

12、H6.011.0， 最 佳 投 放 范 围 pH6.0-8.4， 缺 点 是 溶 液 具有 强 腐 蚀 性 ， 处 理 后 的 水 的 色 度 比 用 铝 盐 高 。4 硫 酸 亚 铁硫 酸 亚 铁 FeS047H20 是 半 透 明 绿 色 结 晶 体 ， 易 于 溶水 ， 在 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 ，

13、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+ (1.16)当 水 的 pH 值 8.0 时 ， 则 可 加 入 石 灰 去 除 水 中 CO2(1.17)石 灰 用 量 可 按 下 式 估 算 ：CaO=0.37a+1.

14、27CO2 (1.18)式 中 aFeSO4的 投 加 量 (毫 克 /升 )；CO2水 中 CO2的 含 量 (毫 克 /升 )。当 水 中 没 有 足 够 溶 解 氧 时 ， 则 可 加 氯 或 漂 白 粉 予 以 氧 化 ：(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

15、 用 范 围 较 宽 ， 在 5.011 间 。6. 有 机 合 成 高 分 子 混 凝 剂 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 ：我 国 有 的 产 品 聚 合 度 大 2 万 9 万 ， 分 子 量 可 达 150 万800 万 。高 分 子 混 凝 剂 的 凝 聚 作 用 主 要 通 过 以 下

16、 二 方 面 进 行 。 (1)由 于 氢 键 结 合 、 静 电 结 合 、 范 德 华 力 等 作 用 对 胶 粒 有 较强 的 吸 附 结 合 力 。(2)因 为 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 。为 了 使 高 分 子 混 凝 剂 能 更 好 地 发 挥 架 桥 和 吸 附 作 用 ，理 论 上 应 使 高 分 子 的 链 条 延 伸 为 最 大 长 度 并 使 可 以 电 离 的基 团 达 到 最 大 电 离 度 ， 其 目 的 是 为 了 产 生 最 多 的 带 电 部 位 ，有 利 用 吸 附 和 由 于 这 些 带 电 部 位 的 同 号 电 荷 的 相