《凝聚剂絮凝剂》PPT课件.ppt

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1、絮凝剂投配系统絮凝剂投配系统 凝聚作用与絮凝作用两词均源自拉丁语。前者拉丁语凝聚作用与絮凝作用两词均源自拉丁语。前者拉丁语“coagulare”意为聚集意为聚集(together)，即把两个或多个不同，即把两个或多个不同的个体拉拢在一起。后者拉丁文的个体拉拢在一起。后者拉丁文“flocculare”意为形成意为形成絮体。絮体。 就胶体化学而言，就胶体化学而言，凝聚作用意指加入凝聚剂后，在水凝聚作用意指加入凝聚剂后，在水溶液中的胶体粒子的稳定性遭受破坏，降低了彼此间互溶液中的胶体粒子的稳定性遭受破坏，降低了彼此间互相排斥的力量，而形成细小絮体的过程。相排斥的力量，而形成细小絮体的过程。絮凝作用也

2、指絮凝作用也指粒子的稳定性遭受破坏后，借聚合物及搅动能量而彼此粒子的稳定性遭受破坏后，借聚合物及搅动能量而彼此接触，因而形成较大颗粒絮体的过程。接触，因而形成较大颗粒絮体的过程。简而言之，凝聚简而言之，凝聚作用可称作用可称电性中和电性中和，絮凝作用可称，絮凝作用可称架桥反应架桥反应。 凝聚和絮凝在实际中是很难截然分开的两种过程和凝聚和絮凝在实际中是很难截然分开的两种过程和作用。作用。 一般天然水中游离的水分子是很少的，大约只占一般天然水中游离的水分子是很少的，大约只占0.1%，其存在的形态绝大部分是数个分子的集合如，其存在的形态绝大部分是数个分子的集合如(H2O)n。水分子的两个氢和一个氧结合

3、呈现一个非对称。水分子的两个氢和一个氧结合呈现一个非对称结构，这种结构，这种非对称结构使水具有双极性非对称结构使水具有双极性，因而它易于附，因而它易于附着在水中杂质的表面上形成着在水中杂质的表面上形成水合层水合层。少量的水电离成氢。少量的水电离成氢离子和氢氧根离子存在于水中。这些离子与水中所含杂离子和氢氧根离子存在于水中。这些离子与水中所含杂质相互作用后，使水的性质产生了一定的差异。质相互作用后，使水的性质产生了一定的差异。 含于水中的杂质有混入或溶解于水中的某些气体、含于水中的杂质有混入或溶解于水中的某些气体、液体和固体，其中包括有机物和无机物。液体和固体，其中包括有机物和无机物。 按胶体化

4、学的观点，分散于水中的这些物质，由于按胶体化学的观点，分散于水中的这些物质，由于其分散的程度不同可分为三种类型：一为其分散的程度不同可分为三种类型：一为悬浮液悬浮液与与悬浊悬浊液液，其颗粒直径大于，其颗粒直径大于0.2m，这种体系属于动力学不稳，这种体系属于动力学不稳定的，借重力作用终究能沉淀下来。其次是定的，借重力作用终究能沉淀下来。其次是真溶液真溶液，其，其分散相的颗粒直径小于分散相的颗粒直径小于1nm，是单相、均衡的，属于热，是单相、均衡的，属于热力学稳定体系。第三是力学稳定体系。第三是胶体溶液胶体溶液，其分散相颗粒的大小，其分散相颗粒的大小在在1-200nm范围内，它介于真溶液的上限和

5、悬浮液的下范围内，它介于真溶液的上限和悬浮液的下限之间，不能用一般过滤方法去除，由于颗粒在水中做限之间，不能用一般过滤方法去除，由于颗粒在水中做布朗运动也不能借重力而下沉，它可以是聚集体，也可布朗运动也不能借重力而下沉，它可以是聚集体，也可以是单一的大分子。以是单一的大分子。 从物理学观点看，不论是悬浮体系、溶解体系或胶从物理学观点看，不论是悬浮体系、溶解体系或胶态体系，其不同之处仅是颗粒的大小不同而已。其分态体系，其不同之处仅是颗粒的大小不同而已。其分类是：粒径在类是：粒径在0.2m -1mm范围内，属范围内，属悬浮体系悬浮体系；粒；粒径径1nm者，属者，属溶解体系溶解体系；粒径在；粒径在1

6、nm-0.2m范围内，范围内，属属胶态体系胶态体系。按国际标准化机构的规定，以通过。按国际标准化机构的规定，以通过0.45m的滤膜作为划分体系的界限。的滤膜作为划分体系的界限。从工程设计上概从工程设计上概括起来说，水中的杂质可简单地分为溶存物与不溶解括起来说，水中的杂质可简单地分为溶存物与不溶解的悬浮物。的悬浮物。 在原水的预处理过程中，向水中投加凝聚剂后其在原水的预处理过程中，向水中投加凝聚剂后其所发生的凝聚作用是非常复杂的反应过程，它涉及水所发生的凝聚作用是非常复杂的反应过程，它涉及水中分散介质的性质、各种凝聚剂的特性、分散介质与中分散介质的性质、各种凝聚剂的特性、分散介质与各种凝聚剂的相

7、互作用条件及它们彼此间的一系列反各种凝聚剂的相互作用条件及它们彼此间的一系列反应等，因而凝聚是受物理、化学及动力学等各方面的应等，因而凝聚是受物理、化学及动力学等各方面的作用力所影响的。作用力所影响的。 近年来，由于胶体化学的发展和高分子聚合物凝近年来，由于胶体化学的发展和高分子聚合物凝聚剂的应用，对电中和胶体吸附有了进一步的研究。聚剂的应用，对电中和胶体吸附有了进一步的研究。因而在凝聚作用的理论上了较趋向一致的看法，即因而在凝聚作用的理论上了较趋向一致的看法，即双双电层压缩机理。电层压缩机理。 水中水中胶体微粒胶体微粒一般带有一般带有负电荷负电荷，这可能是由于：它，这可能是由于：它们表面的一

8、些成分溶于水后被水中的一些带正电离子们表面的一些成分溶于水后被水中的一些带正电离子所置换，使胶体表面产生多余的负电荷；胶体微粒有所置换，使胶体表面产生多余的负电荷；胶体微粒有选择地吸附了一些负电荷，因而造成它带负电；有效选择地吸附了一些负电荷，因而造成它带负电；有效胶体表面的化学结构的基团离解，当离解后显示电性。胶体表面的化学结构的基团离解，当离解后显示电性。 胶体微粒表面带电荷，必然要吸引水中带异电荷胶体微粒表面带电荷，必然要吸引水中带异电荷的离子。如胶体带正电荷，则吸引了水溶液中许多负的离子。如胶体带正电荷，则吸引了水溶液中许多负离子，它们被吸附在微粒的表面上，因而形成了一个离子，它们被吸

9、附在微粒的表面上，因而形成了一个固定层固定层。这种静电吸引作用使其在水溶液中产生一种。这种静电吸引作用使其在水溶液中产生一种浓度梯度，在浓度梯度，在热运动热运动及及分散介质分散介质(水水)的极性的极性作用下，作用下，胶体微粒所吸引的这些负离子又有朝向相反方向力图胶体微粒所吸引的这些负离子又有朝向相反方向力图离开向着离开向着浓度低的水溶液扩散浓度低的水溶液扩散的趋势。的趋势。 当吸引和扩散达到平衡时在其当吸引和扩散达到平衡时在其外侧就形成了一个所谓的外侧就形成了一个所谓的扩散层扩散层。固定层的厚度大约是固定层的厚度大约是(2-3)10-7mm，不随温度而变化，但扩散层厚度则不随温度而变化，但扩散

10、层厚度则较大，且随温度和其他因素而变化。较大，且随温度和其他因素而变化。这种固定层和扩散层总称为这种固定层和扩散层总称为“双电双电层层”。当这种颗粒在水中移动、两。当这种颗粒在水中移动、两相之间产生剪切力形成滑动时，滑相之间产生剪切力形成滑动时，滑动面的电位称为动面的电位称为电位。一般认为电位。一般认为扩散层愈厚则扩散层愈厚则电位越高，胶体微电位越高，胶体微粒的电荷和胶体微粒间的斥力也越粒的电荷和胶体微粒间的斥力也越大，因而这种胶体溶液的稳定性就大，因而这种胶体溶液的稳定性就大。大。滑动面电势固体斯特恩面 电位的高低成为凝聚反应好与坏的一个重要因素电位的高低成为凝聚反应好与坏的一个重要因素。当

11、投加高当投加高价电解质能使颗粒表面的电荷减小，同时使扩散层受到压缩，这样价电解质能使颗粒表面的电荷减小，同时使扩散层受到压缩，这样电位就降低，促进了凝聚。电位就降低，促进了凝聚。 对于两个带对于两个带相同电荷相同电荷的微粒，在其扩散层未接触前的微粒，在其扩散层未接触前两个微粒并不发生任何关系。当两个微粒接近到其扩散两个微粒并不发生任何关系。当两个微粒接近到其扩散层重叠时，重叠区内离子将同时受到两微粒的作用，使层重叠时，重叠区内离子将同时受到两微粒的作用，使离子产生重新分布的趋势，由于静电力的不平衡，产生离子产生重新分布的趋势，由于静电力的不平衡，产生微粒间互相排斥而分离微粒间互相排斥而分离。排

12、斥力以排斥势能来表示，它。排斥力以排斥势能来表示，它同微粒间的同微粒间的距离距离以指数规律以指数规律成反比成反比。另一方面，胶体微。另一方面，胶体微粒相互接近时，还受到范德华粒相互接近时，还受到范德华引力引力作用。微粒相距愈近，作用。微粒相距愈近，虽吸引大，但由于带同号电荷，斥力也大；虽吸引大，但由于带同号电荷，斥力也大；当微粒间距当微粒间距离小到粒子间斥力和引力相等时，两颗粒处于平衡离小到粒子间斥力和引力相等时，两颗粒处于平衡。加加入电介质，使排斥势能降到一定程度，两微粒就发生凝入电介质，使排斥势能降到一定程度，两微粒就发生凝聚。聚。 水中悬浮胶体微粒与凝聚剂的反应，是水中悬浮胶体微粒与凝聚

13、剂的反应，是金属离子金属离子、凝聚剂水解产生的凝聚剂水解产生的高价络合离子高价络合离子与与胶体微粒表面胶体微粒表面产生产生吸附吸附、浓缩浓缩，降低降低胶体微粒胶体微粒表面电荷表面电荷，从而发生，从而发生凝聚凝聚。这是金属离子或络合离子与胶体微粒的官能团之间的这是金属离子或络合离子与胶体微粒的官能团之间的配位结合，属于化学吸附反应，并非物理作用。配位结合，属于化学吸附反应，并非物理作用。 利用扩散层压缩等凝聚理论都难以确切地体现出利用扩散层压缩等凝聚理论都难以确切地体现出外加电解质的临界浓度与水中悬浊质的量与质的关系外加电解质的临界浓度与水中悬浊质的量与质的关系。在实践中已证明，同样在实践中已证

14、明，同样浊度浊度、pH值值和和碱度碱度下，在凝聚下，在凝聚处理中其所用的处理中其所用的凝聚剂量凝聚剂量也常有所也常有所不同不同，这主要是悬，这主要是悬浊液中的物质性质不同，导致凝聚的效果也不同。如浊液中的物质性质不同，导致凝聚的效果也不同。如果用果用阳离子交换容量阳离子交换容量，则可体现出悬浊质的量与其特，则可体现出悬浊质的量与其特性。性。 由于水中所含的由于水中所含的胶体物质不同胶体物质不同，交换能力交换能力也也不同不同。Langmuir曾用不同交换容量的粘土进行凝聚试验，得曾用不同交换容量的粘土进行凝聚试验，得出以下结论：出以下结论：(1) 交换容量低交换容量低时，需要的时，需要的凝聚剂量

15、凝聚剂量也也少少。但。但有效凝聚有效凝聚区区变变窄窄，这在实际应用中较难控制。，这在实际应用中较难控制。(2) 如交换容量如交换容量高高，则，则临界凝聚浓度临界凝聚浓度也相应地也相应地高高；(3) 如欲投药量少且能取得最大凝聚效果，则应使凝聚如欲投药量少且能取得最大凝聚效果，则应使凝聚剂水解后与胶体微粒的交换容量达到适当平衡；剂水解后与胶体微粒的交换容量达到适当平衡；(4) 交换容量达到交换容量达到250mol/L 时，才不会有再稳出现，时，才不会有再稳出现，此时控制也容易；此时控制也容易； 根据河村劝的实验，得出几种不同性质的悬浊质与根据河村劝的实验，得出几种不同性质的悬浊质与其交换容量的关

16、系为：高岭土其交换容量的关系为：高岭土表土表土胶质粘土胶质粘土硅藻土。硅藻土。 胶质粘土胶质粘土的交换容量为的交换容量为52mmol/100g。从其试验看，。从其试验看，胶质粘土的水虽胶质粘土的水虽凝聚剂用量大凝聚剂用量大，但使用的，但使用的有效凝聚范围有效凝聚范围也也大大，因而运行时安全。，因而运行时安全。 可见，利用阳离子交换容量可反映出不同性质粘土可见，利用阳离子交换容量可反映出不同性质粘土的水在凝聚过程中其交换容量也不同这样一个量的概念。的水在凝聚过程中其交换容量也不同这样一个量的概念。水中所含粘土的量与性质将直接影响到凝聚效果水中所含粘土的量与性质将直接影响到凝聚效果。如果。如果离子

17、交换容量大，用在异向凝聚的过程中，则可取得较离子交换容量大，用在异向凝聚的过程中，则可取得较好的凝聚效果。好的凝聚效果。 自自1884年美国开发使用年美国开发使用硫酸铝硫酸铝(AS)以来，铝盐在以来，铝盐在水处理工业中占有重要地位。到本世纪水处理工业中占有重要地位。到本世纪60年代，年代，聚合聚合氯化铝氯化铝(PAC)以其优越的净水性能被广泛应用。迄今以其优越的净水性能被广泛应用。迄今为止，铝盐在饮用水处理中使用最广泛，产量最大。为止，铝盐在饮用水处理中使用最广泛，产量最大。据日本水协报道，据日本水协报道，PAC与与AS相比，浓度与投加量相等相比，浓度与投加量相等情况下情况下需碱量需碱量后者比

18、前者约多后者比前者约多1倍，且倍，且PAC除浊、除菌除浊、除菌的效果均优于的效果均优于AS。 三价金属铝在水中的存在形态是带有三价金属铝在水中的存在形态是带有6个结晶水个结晶水的的Al(H2O)63+。当。当pH值小于值小于4时，这种时，这种水合铝离子水合铝离子是水是水中存在的主要形态。如中存在的主要形态。如pH值升高值升高，水合离子就产生结，水合离子就产生结合水的水解过程，生成合水的水解过程，生成各种羟基铝离子各种羟基铝离子；如；如pH值继续值继续升高，则其水解就继续进行，最后生成升高，则其水解就继续进行，最后生成氢氧化铝氢氧化铝沉淀沉淀物。物。 一般一般pH值约在值约在5左右即会出现左右即

19、会出现氢氧化铝胶体氢氧化铝胶体、pH值达值达到到7以上以上，三价铝就成为存在的主要形态三价铝就成为存在的主要形态，但，但pH值达到值达到8附近又重新溶解附近又重新溶解，水解成，水解成带负电荷的阴离子带负电荷的阴离子。可见，。可见，pH值偏低值偏低，则是，则是高电荷低聚合度的多核络合离子高电荷低聚合度的多核络合离子占主要地占主要地位；位；pH值升高值升高时，则不断地转化时，则不断地转化低电荷高聚合度低电荷高聚合度的无机的无机高分子电解质并占主要地位；再进一步提高高分子电解质并占主要地位；再进一步提高pH值则又生值则又生成成中性的而聚合度无限大的难溶氢氧化铝中性的而聚合度无限大的难溶氢氧化铝。 硫

20、酸铝，又名明矾，硫酸铝，又名明矾，分子式：分子式：Al2(SO4)3.xH2O 性能：性能：外观为灰白色粉末或块状晶体。在空气中长期外观为灰白色粉末或块状晶体。在空气中长期存放易吸潮结块。由于有少量硫酸亚铁存在而使产品表面存放易吸潮结块。由于有少量硫酸亚铁存在而使产品表面发黄。易溶于水，水溶液呈酸性反应，难溶于醇。过饱和发黄。易溶于水，水溶液呈酸性反应，难溶于醇。过饱和溶液在常温下结晶为无色单斜晶体的溶液在常温下结晶为无色单斜晶体的18水合物，水合物，8.8以以下结晶为下结晶为27水合物。水合物。 硫酸铝是硫酸铝是目前市面上最常见的凝聚剂目前市面上最常见的凝聚剂。当添加于水中。当添加于水中时，

21、能迅速被溶解，解析出时，能迅速被溶解，解析出SO42-。铝离子与水而水解。铝离子与水而水解。在原水中，铝离子被在原水中，铝离子被6个水分子包围，形成带三价正电荷，个水分子包围，形成带三价正电荷，以以Al(H2O)63+八面体存在。在八面体存在。在pH值大于值大于3时，水合分子逐时，水合分子逐步被步被OH-所取代。当水解时，将有各种不同的水化分子进所取代。当水解时，将有各种不同的水化分子进行聚合反应。在适当的行聚合反应。在适当的pH值之下，在水处理过程中值之下，在水处理过程中(如原如原水净化及冷石灰软化法水净化及冷石灰软化法)，水解作用及聚合反应将迅速发，水解作用及聚合反应将迅速发生，形成各种不

22、同的单核子和多核子络合物。生，形成各种不同的单核子和多核子络合物。 硫酸铝是硫酸铝是目前市面上最常见的凝聚剂目前市面上最常见的凝聚剂。当添加于水中。当添加于水中时，能迅速被溶解，解析出时，能迅速被溶解，解析出SOSO4 42-2-。铝离子与水而水解。铝离子与水而水解。在原水中，铝离子被在原水中，铝离子被6 6个水分子包围，形成带三价正电个水分子包围，形成带三价正电荷，以荷，以Al(HAl(H2 2O)O)6 63+3+八面体存在。在八面体存在。在pHpH值大于值大于3 3时，水合分时，水合分子逐步被子逐步被OH-OH-所取代。当水解时，将有各种不同的水化所取代。当水解时，将有各种不同的水化分子

23、进行聚合反应。在适当的分子进行聚合反应。在适当的pHpH值之下，在水处理过值之下，在水处理过程中程中( (如原水净化及冷石灰软化法如原水净化及冷石灰软化法) )，水解作用及聚合，水解作用及聚合反应将迅速发生，形成各种不同的单核子和多核子络反应将迅速发生，形成各种不同的单核子和多核子络合物。合物。 硫酸铝铵硫酸铝铵又名铵明矾又名铵明矾分子式：分子式：(NH4)2SO4.Al2(SO4)3.24H2O性能性能：白色透明结晶硬块硫酸铝铵：白色透明结晶硬块硫酸铝铵( (十二水合物十二水合物) )，为，为无色透明的正八面体结晶。无色透明的正八面体结晶。硫酸铝铵主要用作净化污水的混凝剂。在用作处理污硫酸铝

24、铵主要用作净化污水的混凝剂。在用作处理污水的混凝剂时，为了提高絮凝效果，应通过实验确定水的混凝剂时，为了提高絮凝效果，应通过实验确定絮凝条件絮凝条件( (如如pHpH值范围、投加量等值范围、投加量等) )。碱式氯化铝碱式氯化铝又名多羟基聚合氯化铝、聚氯化铝又名多羟基聚合氯化铝、聚氯化铝分子式：分子式：AlAl2 2(OH)(OH) n nClCl6-6-n n m m性能性能：纯品为褐色透明液体。是高效水处理剂和凝聚：纯品为褐色透明液体。是高效水处理剂和凝聚沉降剂。用于各类水厂生活用水净化，也可用于废水沉降剂。用于各类水厂生活用水净化，也可用于废水处理。在原水浊度为处理。在原水浊度为50-10

25、00mg/L50-1000mg/L时按时按6-15mg/L6-15mg/L的剂的剂量投加。量投加。 碱式氯化铝是由铝灰为主要原料生产碱式氯化铝是由铝灰为主要原料生产的无机高分子净水剂。因铝灰中的铝的无机高分子净水剂。因铝灰中的铝分子是金属状态的，比矿石状态的铝分子是金属状态的，比矿石状态的铝分子活跃，所以混凝效果非常明显。分子活跃，所以混凝效果非常明显。其净水效果大大优于一般的净水品。其净水效果大大优于一般的净水品。特别是对工业污水、造纸、印染等污特别是对工业污水、造纸、印染等污水有独特的功效。水有独特的功效。 由于铝盐水解产物的絮凝作用，各种铝盐作为净水由于铝盐水解产物的絮凝作用，各种铝盐作

26、为净水剂被广泛应用于饮用水工艺中。近剂被广泛应用于饮用水工艺中。近10年的研究表明，铝年的研究表明，铝经各种渠道进入人体后，通过蓄积和参与许多生物化学经各种渠道进入人体后，通过蓄积和参与许多生物化学反应，能将体内必需的营养元素和微量元素置换流失或反应，能将体内必需的营养元素和微量元素置换流失或沉积，干扰破坏各部位的生理功能，导致人体出现诸如沉积，干扰破坏各部位的生理功能，导致人体出现诸如铝性脑病、铝性骨病、铝性贫血等中毒病症。铝性脑病、铝性骨病、铝性贫血等中毒病症。 世界卫生组织对水中残留铝含量的限制标准为世界卫生组织对水中残留铝含量的限制标准为0.2mg/L，美国定为，美国定为0.05 mg

27、/L。我国也在。我国也在2000年暂行水年暂行水质目标中，增加了铝的标准值为质目标中，增加了铝的标准值为0.2mg/L。我国部分水。我国部分水厂的自来水铝含量的平均值约为厂的自来水铝含量的平均值约为0.29mg/L ，其偏高的，其偏高的原因可能与药剂的质量及絮凝过程不完善有关，导致部原因可能与药剂的质量及絮凝过程不完善有关，导致部分铝以氢氧化铝微粒存于水中。分铝以氢氧化铝微粒存于水中。 可采用如下方法降低自来水中铝的含量可采用如下方法降低自来水中铝的含量： (1)开发和采用能减少铝投加量的复合铝盐，例如使用开发和采用能减少铝投加量的复合铝盐，例如使用复合聚氯化铝，可在同等药耗条件下减少铝投加量

28、；复合聚氯化铝，可在同等药耗条件下减少铝投加量； (2)通过添加无毒的通过添加无毒的高分子絮凝剂高分子絮凝剂； (3)以新型的以新型的无铝絮凝剂无铝絮凝剂代替单铝盐、复铝盐或聚铝盐。代替单铝盐、复铝盐或聚铝盐。铁盐比铝盐的凝聚沉降速度快，沉渣量少，铁盐比铝盐的凝聚沉降速度快，沉渣量少，pH值适用范值适用范围广。如果能解决铁盐腐蚀较强和造色的问题，以铁盐代围广。如果能解决铁盐腐蚀较强和造色的问题，以铁盐代替铝盐是可行的。优质替铝盐是可行的。优质聚合硅酸铁聚合硅酸铁被认为是有应用前景的被认为是有应用前景的药剂；药剂； (4)改进凝聚沉淀技术改进凝聚沉淀技术。应根据实际情况，改进凝聚的。应根据实际情

29、况，改进凝聚的工艺和技术，尤其要注意选择适宜的药剂和合理的搅拌速工艺和技术，尤其要注意选择适宜的药剂和合理的搅拌速度和时间，促进絮体长大，通过强化凝聚来降低出水中残度和时间，促进絮体长大，通过强化凝聚来降低出水中残留铝的含量。留铝的含量。 铁盐形成的铁盐形成的矾花密度矾花密度和和强度强度较较大大，净水效果显著，净水效果显著，受受水温影响小水温影响小，pHpH值适用值适用范围广范围广，价格便宜价格便宜，对某些，对某些原水原水(硬水硬水)有较好的处理效果。但铁盐腐蚀性强对设有较好的处理效果。但铁盐腐蚀性强对设备要求高，且铁盐絮凝剂中备要求高，且铁盐絮凝剂中Fe2+与水中腐殖质等有机与水中腐殖质等有

30、机物可形成水溶性污物，造成自来水带色，故而南方水物可形成水溶性污物，造成自来水带色，故而南方水厂一般不直接使用。厂一般不直接使用。 聚合硫酸铁聚合硫酸铁(PFS)(PFS)是一种性能优越的是一种性能优越的无机高分子絮无机高分子絮凝剂凝剂，它是在硫酸铁分子簇的网络结构中引入了羟基，它是在硫酸铁分子簇的网络结构中引入了羟基，以以OH-架桥形成核络离子。架桥形成核络离子。PFS具有一些突出特点：如具有一些突出特点：如优良的凝聚性能，絮体沉降速度快，有较强的去除水优良的凝聚性能，絮体沉降速度快，有较强的去除水中中BOD、COD及重金属的能力，能降低亚硝氮和铁的及重金属的能力，能降低亚硝氮和铁的含量。含

31、量。 新近研究成功的新近研究成功的聚氯硫酸铁聚氯硫酸铁(PFCS)以硫酸以硫酸-盐酸混盐酸混酸溶解废钢渣的溶出液为原料制成，其成本低，与聚酸溶解废钢渣的溶出液为原料制成，其成本低，与聚合氯化铝合氯化铝(PAC)相比，相同水质的处理成本可降低相比，相同水质的处理成本可降低30%左右。左右。 近近10年来，我国以煤矸石、铁矿石等为原料制取年来，我国以煤矸石、铁矿石等为原料制取聚合氯化铝铁聚合氯化铝铁(PAFC)，它兼有铁盐和铝盐的特性，反，它兼有铁盐和铝盐的特性，反应速度快、沉降快、除浊效果好，但对以矿石和废渣应速度快、沉降快、除浊效果好，但对以矿石和废渣为原料生产的药剂，其重金属含量及作为饮用水

32、的卫为原料生产的药剂，其重金属含量及作为饮用水的卫生安全性无疑是应该强调的。生安全性无疑是应该强调的。 三价铁盐的作用相当于三价铝盐，也会形成水合单三价铁盐的作用相当于三价铝盐，也会形成水合单核络合物。铁盐水解后与硫酸铝水合的产物可当凝聚核络合物。铁盐水解后与硫酸铝水合的产物可当凝聚剂用，即剂用，即Fe(H2O)3(OH)3沉淀物、带正电荷的水合单核沉淀物、带正电荷的水合单核离子及多核离子络合物会吸附带负电荷的胶质粒子。离子及多核离子络合物会吸附带负电荷的胶质粒子。唯一不同的是，唯一不同的是，铁盐或亚铁盐铁盐或亚铁盐(氯化铁除外氯化铁除外)适用的适用的pH值范围值范围(4-11)较硫酸铝较硫酸

33、铝(5.5-6.5)为宽为宽。通常。通常硫酸铁及硫硫酸铁及硫酸亚铁凝聚剂的最适当的酸亚铁凝聚剂的最适当的pH值为值为8以上以上，因此，要保，因此，要保持这一持这一pH值，往往值，往往加入碱性物加入碱性物(如石灰、苏打、苛性如石灰、苏打、苛性碱碱)。 当氯化铁当氯化铁(FeCl3)被用作凝聚剂时，最适宜絮体形被用作凝聚剂时，最适宜絮体形成的成的pH值是值是5-6。因此，。因此，所有铁盐凝聚剂都具腐蚀性，所有铁盐凝聚剂都具腐蚀性，必须以耐酸的设备来储存或添加必须以耐酸的设备来储存或添加。 当当硫酸亚铁硫酸亚铁(FeSO4，俗称绿矾，俗称绿矾)添加于水中时，它会和添加于水中时，它会和碱度碱度(如如C

34、aCO3)产生反应，生成部分可溶的产生反应，生成部分可溶的Fe(OH)2，Fe(OH)2和水中溶解氧反应，生成不溶性的和水中溶解氧反应，生成不溶性的Fe(OH)3。然。然而由于而由于CO2的存在影响了的存在影响了Fe(OH)2的溶解度。的溶解度。通常加入石通常加入石灰以中和灰以中和CO2。如果配合曝气塔，则氧化作用更迅速且更。如果配合曝气塔，则氧化作用更迅速且更容易。理论上，一份的容易。理论上，一份的FeSO4.7H2O需需0.03份的份的O2来完成来完成氧化作用。所以，氧化作用。所以，1mg/L的的FeSO4.7H2O添加于水中，结添加于水中，结果可增加果可增加0.36mg/L的的SO42-

35、，并降低，并降低0.36mg/L的碱度的碱度(均以均以CaCO3表示表示) 当以当以Fe2(SO4)3作为凝聚剂加入水中时，它会与水中的作为凝聚剂加入水中时，它会与水中的碱度反应形成不溶性的碱度反应形成不溶性的Fe(OH)3，而且该反应，而且该反应不需添加石不需添加石灰。灰。每加入每加入1mg/L的的Fe2(SO4)3，会增加，会增加0.75mg/L的的SO42-，并减少并减少0.75mg/L的碱度的碱度(均以均以CaCO3表示表示)，CO2的含量会的含量会增加增加0.66mg/L。 为去除悬浮粒子，预计化学剂量的添加量，大约为为去除悬浮粒子，预计化学剂量的添加量，大约为50mg/L的的FeS

36、O4及及25mg/L的的Fe2(SO4)3。当然，一切以杯。当然，一切以杯瓶试验来评估。瓶试验来评估。三氯化铁三氯化铁分子式：分子式：FeCl3相对分子质量：相对分子质量：162.21性状：常用的净水剂。黑棕色结性状：常用的净水剂。黑棕色结晶，大部分是薄片状，属于立方晶，大部分是薄片状，属于立方晶系。吸湿性强，易溶于水、甲晶系。吸湿性强，易溶于水、甲醇、丙酮、乙醚和异丙醚。三氯醇、丙酮、乙醚和异丙醚。三氯化铁水溶液稀释时，能水解生成化铁水溶液稀释时，能水解生成棕色絮状氢氧化铁沉淀。棕色絮状氢氧化铁沉淀。聚铁聚铁又名聚合硫酸铁又名聚合硫酸铁分子式：分子式：Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m

37、n107107的聚氧化乙烯的聚氧化乙烯沉淀铜矿石沉淀铜矿石，用带末端，用带末端羟基的聚氧化乙烯或聚氧化乙烯与缩醛化合物的混合物作羟基的聚氧化乙烯或聚氧化乙烯与缩醛化合物的混合物作为为污泥处理剂污泥处理剂，絮凝，絮凝粘土水悬浊液粘土水悬浊液及及牛皮纸木质素牛皮纸木质素等，都等，都有良好的效果。有良好的效果。 聚氧化乙烯可用来凝聚许多类型的聚氧化乙烯可用来凝聚许多类型的煤的悬浮体煤的悬浮体。低至。低至5mg/L5mg/L的用量就能明显加快洗煤水沉降速度，处理后的泥的用量就能明显加快洗煤水沉降速度，处理后的泥浆比较厚密，易去垢，尤其对氧化煤悬浮液絮凝更有效，浆比较厚密，易去垢，尤其对氧化煤悬浮液絮凝

38、更有效，不需调不需调pHpH值。在这方面比值。在这方面比PAMPAM的絮凝能力强，滤饼的水分的絮凝能力强，滤饼的水分也由也由26.5%26.5%降到降到20.1%20.1%。聚氧化乙烯对于酸滤溶液中分离不。聚氧化乙烯对于酸滤溶液中分离不需要的需要的二氧化硅二氧化硅是非常有效的。在天然水中为去除二氧化是非常有效的。在天然水中为去除二氧化硅也可有效地使用硅也可有效地使用PEOPEO，用量为，用量为5-100mg/L5-100mg/L。此外，聚氧化。此外，聚氧化乙烯对粘土乙烯对粘土 ( (如高岭土、蒙脱土、伊利石、活性白土如高岭土、蒙脱土、伊利石、活性白土) )絮絮凝沉降特别有效，用量为凝沉降特别有

39、效，用量为5 mg/L5 mg/L至粘土量的至粘土量的0.2%0.2%不等。不等。 这是一种这是一种阳离子型阳离子型絮凝剂。絮凝剂。白色固体粉末白色固体粉末或或无色透明液无色透明液体体。易溶于水易溶于水，易潮解易潮解，不溶于不溶于丙酮及甲醇等有机溶剂。丙酮及甲醇等有机溶剂。油田污水是油田回注水的主要来源之一。但由于污水具有油田污水是油田回注水的主要来源之一。但由于污水具有油量、含硫酸还原菌高、含有机色素及机械杂质高等特点，油量、含硫酸还原菌高、含有机色素及机械杂质高等特点，需要经过净化、杀菌、过滤等一系列工序严格处理，方可需要经过净化、杀菌、过滤等一系列工序严格处理，方可回收。否则，将严重腐蚀

40、输油设备、堵塞地层、降低注水回收。否则，将严重腐蚀输油设备、堵塞地层、降低注水量，直接影响油田开发。国内主要采用量，直接影响油田开发。国内主要采用碱式氯化铝或丙烯碱式氯化铝或丙烯酰胺酰胺使油质和机械杂质絮凝，但这两种净化剂都存在两种使油质和机械杂质絮凝，但这两种净化剂都存在两种弊病：一是絮凝速度慢，净化效果差，使得后序设备复杂弊病：一是絮凝速度慢，净化效果差，使得后序设备复杂化；二是聚沉的油质和大量机械杂质为硫酸盐还原菌生长化；二是聚沉的油质和大量机械杂质为硫酸盐还原菌生长提供养分，从而大大加重了杀菌工序的负担。提供养分，从而大大加重了杀菌工序的负担。二烯丙基二二烯丙基二甲基氯化铵的聚合物由于

41、其本身的优点甲基氯化铵的聚合物由于其本身的优点( (如去油力强，絮如去油力强，絮凝速度快凝速度快) )，现广泛地运用于油田污水的处理中。，现广泛地运用于油田污水的处理中。 通常的高分子絮凝剂或无机类絮凝剂对分散性染料通常的高分子絮凝剂或无机类絮凝剂对分散性染料( (疏水性疏水性) )的脱色效果较佳，但对的脱色效果较佳，但对亲水性的染料亲水性的染料( (活性染料、活性染料、酸性染料酸性染料) )的脱色、脱的脱色、脱CODCOD方面方面效果差效果差。尤其是对于那些相。尤其是对于那些相对质量小、亲水性基团数较多的染料无效。因此一般絮凝对质量小、亲水性基团数较多的染料无效。因此一般絮凝剂不能全部除色，

42、造成综合性污水处理成本高，处理困难。剂不能全部除色，造成综合性污水处理成本高，处理困难。 利用利用二烯丙基二甲基氯化铵二烯丙基二甲基氯化铵类高分子絮凝剂对污水进行类高分子絮凝剂对污水进行脱色实验，对疏水性染料和亲水性染料的污水处理都有效，脱色实验，对疏水性染料和亲水性染料的污水处理都有效，同时也降低同时也降低CODCOD的成分，而且毒性均在允许范围之内。的成分，而且毒性均在允许范围之内。 此外，这类高分子絮凝剂还广泛用于此外，这类高分子絮凝剂还广泛用于纺织丝绸纺织丝绸、造纸造纸等等工业污水处理工业污水处理，也可运用于，也可运用于自来水厂的水质自来水厂的水质处理。处理。 这类阳离子絮凝剂与其他阳

43、离子絮凝剂相比最大的特点这类阳离子絮凝剂与其他阳离子絮凝剂相比最大的特点是：它们能使用在是：它们能使用在含氯分散相的水中含氯分散相的水中，而不与氯化物起作，而不与氯化物起作用，从而在含氯分散相的水分散体中使用时，用，从而在含氯分散相的水分散体中使用时，不会降低其不会降低其絮凝效果絮凝效果。而其他阳离子絮凝剂却做不到这一点。而其他阳离子絮凝剂却做不到这一点。 这类阳离子絮凝剂根据所使用的这类阳离子絮凝剂根据所使用的胺胺的性质不同，可得到的性质不同，可得到不同品种、不同性能的阳离子絮凝剂不同品种、不同性能的阳离子絮凝剂。如。如仲胺仲胺与环氧氯丙与环氧氯丙烷反应产物：该聚合物用在烷反应产物：该聚合物

44、用在河水的絮凝处理河水的絮凝处理中能得到优良中能得到优良的絮凝效果；的絮凝效果；亚烷基多胺亚烷基多胺与环氧氯丙烷反应产物：这种絮与环氧氯丙烷反应产物：这种絮凝剂不仅对凝剂不仅对河水河水的净化是有效的，而且对处理的净化是有效的，而且对处理聚氯乙烯生聚氯乙烯生产中的有机废水产中的有机废水也是有效的，所得污泥体积很少。还可用也是有效的，所得污泥体积很少。还可用来处理来处理涂料胶乳涂料胶乳、塑料胶乳塑料胶乳及及纸厂废水纸厂废水。这种絮凝剂不仅。这种絮凝剂不仅单独使用是有效的，还可以与无机絮凝剂合并使用。单独使用是有效的，还可以与无机絮凝剂合并使用。 为透明粘稠的水溶液，具有氨臭味，为透明粘稠的水溶液，

45、具有氨臭味，pHpH值值8-11(5%8-11(5%水溶水溶液液) )。通常生产。通常生产20%-50%20%-50%浓度的水溶液。稳定性很好，但在浓度的水溶液。稳定性很好，但在酸存在下发生凝胶化。一般外观为黄色或无色。酸存在下发生凝胶化。一般外观为黄色或无色。 作絮凝剂。可有效捕集作絮凝剂。可有效捕集金属离子金属离子和和有机毒物有机毒物，是有效的，是有效的废水处理剂，而且还是纸张的增强剂，可提高纸浆的网上废水处理剂，而且还是纸张的增强剂，可提高纸浆的网上留着率，提高滤水性。聚亚乙基亚胺和其他物质并用，能留着率，提高滤水性。聚亚乙基亚胺和其他物质并用，能絮凝水中的无机和有机物质。通常对于絮凝水

46、中的无机和有机物质。通常对于砂石清洗废水、上砂石清洗废水、上水道用水、纸浆及造纸废水、染料厂废水、合成树脂厂悬水道用水、纸浆及造纸废水、染料厂废水、合成树脂厂悬浊液废水有效。浊液废水有效。 用于用于纸浆废液处理的脱色方面纸浆废液处理的脱色方面有显著效果。酸性或弱碱有显著效果。酸性或弱碱性下，用量为纸浆残留物的性下，用量为纸浆残留物的20%20%以下。以下。阳离子基团阳离子基团与纸浆与纸浆废水中着色物质的废水中着色物质的阴离子基团发生静电相互作用阴离子基团发生静电相互作用而成而成为难为难溶盐溶盐。与硫酸铝比较，用量。与硫酸铝比较，用量2-8g/L2-8g/L，脱色效果如下表，脱色效果如下表脱色剂

47、用量脱色剂用量 2g/L4g/L8 g/L脱色率脱色率/%苯胺苯胺-甲醛缩甲醛缩合物合物909597硫酸铝硫酸铝255068 如果将如果将苯胺苯胺改为改为苯酚苯酚，与甲醛反应也可制备絮凝剂，与甲醛反应也可制备絮凝剂，用于各种用于各种含树脂或表面活性剂的废水含树脂或表面活性剂的废水中，在中性或酸性时中，在中性或酸性时也有良好的澄清作用。如果用也有良好的澄清作用。如果用双氰胺双氰胺代替苯胺，制得的絮代替苯胺，制得的絮凝剂可用于硫酸法制纸浆废液处理。凝剂可用于硫酸法制纸浆废液处理。 1.通常硫酸铁及硫酸亚铁凝聚剂的最适当的pH值为(8)以上，因此，要保持这一pH值，往往加入(碱性物(如石灰、苏打、苛

48、性碱)。2. 所有铁盐凝聚剂都具腐蚀性，必须以(耐酸的)设备来储存或添加。3.当硫酸亚铁(FeSO4，俗称绿矾)添加于水中时，它会和碱度(如CaCO3)产生反应，生成部分可溶的Fe(OH)2，Fe(OH)2和水中溶解氧反应，生成不溶性的Fe(OH)3。然而由于CO2的存在影响了Fe(OH)2的溶解度。通常加入(石灰)以中和CO2。4.简而言之，凝聚作用可称(电性中和)，絮凝作用可称(架桥反应)。5.按胶体化学的观点，分散于水中的物质，由于其分散的程度不同可分为三种类型：(悬浮液与悬浊液)、(真溶液)、(胶体溶液)。凝聚剂主要用于(胶体)溶液中。6. 凝聚作用的机理主要是(双电层压缩)机理。7.

49、硫酸铝是目前市面上最常见的(凝聚)剂。8.铝盐凝聚剂最大的缺点是(出水残留铝对人体有影响)。9.环氧氯丙烷与胺反应产物这类阳离子絮凝剂与其他阳离子絮凝剂相比最大的特点是：它们能使用在(含氯分散相的水分散)中，不会降低其絮凝效果。而其他阳离子絮凝剂却做不到这一点。复习题复习题10.目前使用最广的无机高分子复合絮凝剂是(聚磷氯化铝(PPAC)。11.利用(量筒 )及(秒表)，测絮体的沉降速度及胶凝程度。12.大多数的胶体颗粒带有(负)电荷，13.利用(二烯丙基二甲基)氯化铵类高分子絮凝剂对污水进行脱色实验，对疏水性染料和亲水性染料的污水处理都有效，同时也降低COD的成分，而且毒性均在允许范围之内。

50、14. (二烯丙基二甲基)氯化铵的聚合物由于其本身的优点(如去油力强，絮凝速度快)，现广泛地运用于油田污水的处理中。 15. 聚丙烯酸酰胺是一大类系列产品。从相对分子质量大小来分类，可分为(低相对分子质量)聚丙烯酸酰胺 ；(中相对分子质量)聚丙烯酸酰胺 ；(高相对分子质量)聚丙烯酸酰胺 。作为絮凝剂，应该选择(中相对分子质量)聚丙烯酸酰胺 。16. (甲醛缩合物)絮凝剂用于纸浆废液处理的脱色方面有显著效果。17.聚丙烯酰胺系列产品按离子特性可分为阳离子型，主要用于(水处理)；阴离子型，主要用于造纸、水处理；非离子型，主要用于污泥脱水处理。18.铁盐凝聚剂的主要缺点是(腐蚀性强对设备要求高，造成