第30卷第11期Vol.30NO．11重庆工商大学学报（自然科学版）J Chongqing Technol Business Univ.（Nat Sci Ed ）2013年11月Nov．2013
文章编号：1672－058X （2013）11－0076－04
无机絮凝剂在水处理中的应用现状
安雅敏1，邱建2，徐瑞1，袁光伟2，蒋佳凌1，刘尚俭1，彭图恒
1（1．重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆400067，2．重庆工商大学环境保护研究所，重庆400067）
收稿日期：2013－06－20；修回日期：2013－07－06．
*基金项目：三峡库区典型排污口监测（JJ2013/002）．
作者简介：安雅敏（1989-），女，内蒙古赤峰人，硕士研究生，从事水处理理论与技术研究．
摘要：主要介绍了水处理絮凝剂的种类；叙述了无机絮凝剂在钢铁废水、印染废水、油田水、焦化废水以及垃圾渗滤液处理中的应用以及研究现状，并对无机絮凝剂在水处理中的应用做了展望。
关键词：无机絮凝剂；废水处理；应用现状
中图分类号：O628文献标志码：A
目前，我国水环境污染不断地增加，水源污染危机日益严重。供水紧张和污水净化成为我国面临的主要难题之一。随着人们环保意识的增强和我国可持续发展战略的实施，防止污染和保护环境的工作已经引起各级政府的高度重视。党的第十八次全国代表大会更是将生态文明建设提升到了与经济、政治建设同样的地位。因此工业水处理和环境保护要求也在不断的提高，随之废水处理的方法也在日益增多，有生化法、吸附法、化学氧化法、离子交换法、电渗析法、絮凝沉淀法等等。其中絮凝沉淀法作为一种物理化学处理法，因工艺简单，效率高，费用较低等优点而应用最为广泛。
在现代水处理中絮凝剂的种类很多，按其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类，其中无机絮凝剂因其应用广，成本低而得到较大规模的使用。
1无机絮凝剂的分类
无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两类，铝盐以硫酸铝、氯化铝为主，铁盐以硫酸亚铁、氯化铁为主；按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系；按分子量可分为普通无机盐和高分子系两大类。
普通无机盐絮凝剂包括氯化铝、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最早是由美国开发的，迄今为止一直是重要的无机絮凝剂之一［1］；无机高分子絮凝剂是20世纪60年代在传统的铝盐、铁盐的
基础上发展起来的一类新型的水处理剂。按无机高分子复合絮凝剂的主要成分不同，可分为聚硅酸铝盐无机高分子复合絮凝剂、聚硅酸铁盐无机高分子复合絮凝剂和聚合铝铁盐无机高分子复合絮凝剂［2］。
2无机絮凝剂在水处理中的应用
絮凝沉淀法是物化法中的一种，在废水处理中占有重要地位。它是指在絮凝剂的作用下废水中的胶体和细微悬浮物以及部分有机物凝聚为絮凝体然后予以分离去除的水处理方法。它最终能实现污染物的无
害化处理，其特点为反应速度快、适用范围广、脱色效果好、易控制、不易产生二次污染等。
目前国内外普遍采用絮凝技术来提高水质，既经济又简便，因此絮凝技术被广泛应用于循环用水、工业废水的处理及污泥脱水等过程。
2．1钢铁废水处理中的应用
钢铁工业作为高污染、高水耗的资源型产业，外排废水量约占全国总排废水量的8%，是用水和废水排
放的大户。钢铁废水具有色度高、
浮油多、主要污染物浓度变化大、水质不稳定等特点［3］。絮凝剂可以脱除水中的微细颗粒、胶体物质，降低水中的COD 值，还可以对废水进行除磷和脱色等作用［4］，因此絮凝剂在钢铁废水处理中占有重要地位。戴竹青等［5］采用均匀设计法以聚合氯化铝为絮凝剂处
理炼铁厂废水，
得到定量描述试验内在规律的多元非线性回归方程。考察了影响COD 去除效果的主要因素。结果表明，在一定试验条件下，COD 去除量、去除率均与pH 值有关，
pH 值的最佳值在6 8之间。当pH 值一定时，COD 去除量、去除率存在最佳值，
COD 去除效率随着PAC 投入量的增加而降低。无机高分子絮凝剂具有原料易得、
价格便宜、脱色效率高等优点，其中聚合氯化铝和聚合硫酸铁被广泛应用于各大钢铁厂的废水处理中。包钢总排污水处理中心加药系统就用到了聚合硫酸铁和聚合氯化铝，
投药地点分别是沉淀池和过滤工艺进水管，但运行过程中发现了一些问题，如大多数无机絮凝剂对COD 的去除率偏低，药剂用
量大，
沉渣多，而且还会引起二次污染。综上可知絮凝剂在钢铁废水的处理工艺中起着不可或缺的作用，因此新型絮凝剂开发研究日益增多。在“资源节约型、环境友好型”的两型社会目标下，有针对性地开发廉价、高效、环保的絮凝剂，是今后钢铁废水处理中新型絮凝剂研发的一个重要方向。
2．2印染废水处理中的应用
印染废水是棉、毛、化纤等纺织产品在预处理、染色、印花和整理过程中所排放的废水，是工业生产中产生的主要带色废水［6］。印染废水的色度高、水量大、COD 浓度高、含多种有机物成分且具有毒性，有一定的
抗生物降解性和抗氧化性，因此印染废水已成为我国各大水域的重要污染源。目前COD 浓度高、B /C 值较小、可生化性较差、色度高、组分复杂等是印染废水处理的主要难点
［7］。许琦等［8］对硫酸亚铁、PAC 、聚铁（PFS ）和氯化铝等常用药剂处理印染废水的性能进行了对比实验，结果PAC
的脱色效果最好，
PFS 的COD Cr 去除率最高。李硕文等［9］研究制备了性能稳定、效果良好的无机高分子絮凝剂聚硅酸硫酸铝，并同其他常用无机絮凝剂进行对比，结果表明，其对染色废水具有良好的处理效果。郭雅妮等［10］采用不同方法制备出两种聚硅酸铝絮凝剂（1#和2#），用其处理印染废水，结果表明其去除COD 及
脱色性能较好，同时还可提高废水的可生化性，有利于废水的后续生化处理。张兆红［11］开发应用PFS －H 2
O 2复合法处理印染废水，处理效果显著，处理后的水可达到国家规定的排放标准。夏畅斌等［12］研究利用煤
矸石及硫铁矿烧渣作原料制备PSAAF 并用于印染废水的处理，结果表明，PSAAF 有良好的除浊、脱色和除
COD 性能，尤其对亲水性染料，具有独特的去除效果，其脱色机理是水合铝、铁离子的凝聚作用和聚硅酸的絮凝而产生的共沉淀。李国文等［13］选取碱式氯化铝作为絮凝剂，采用絮凝—气浮技术处理纺织印染废水，
并推广到实际水处理工程中，运行效果较好。朱雪梅等［14］用含铁、铝金属核和含活性二氧化硅的交联剂进
行硼的改性，合成了一种新型的含硼无机高分子聚硅酸铝铁絮凝剂（PFASSB ），对印染废水的絮凝实验表
明，PFASSB 去除COD 的能力远大于聚铁、聚铝，特别对印染废水的SS 和色度具有最佳的去除效果。刘永山等［15］用以聚合氯化铝、聚合硫酸铁为主的复合聚合物作净水剂，处理印染废水，其COD 去除率为70% 90%，脱色率可达96%。
综上所述絮凝法是处理印染废水色度的一种主要治理途径，因此在理论研究的基础上开发新型、高效、广谱的絮凝剂，开展优化合成工艺，寻找产品最适宜的条件十分重要。随着絮凝技术的不断完善，絮凝法在印染废水处理中将发挥更大的作用。
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2．3油田水处理中的应用
我国油田采用注水开发的方式，即以注入高压水驱动原油开采出来，随着开发的进行，采出原油的含水率逐渐上升，原油脱水后将产生大量的含油污水需要处理，把处理后的净化水代替地下水回注到地层中去，形成了循环利用水源开发油田的好方式，既保护了环境又获得了可靠的注水水源。但是油田污水中含有许多机械杂质悬浮物，以及油水分离后的残余油珠。这种水如果直接进入回注系统首先会促使细菌繁殖，给细菌提供了极好的营养源；油滴和悬浮物能大量吸附加入的杀菌剂和有机缓蚀阻垢剂，使这些药剂不能起到应有的杀菌、缓蚀、阻垢作用，油滴对某些悬浮物是很好的粘结剂，从而使过滤器很快堵塞或效率降低［16］。随着油田开发的深入，油田污水的处理成为一个难题。无机絮凝剂应用历史悠久，在油田水处理中有广泛应用。
当前在西欧、美国，无机高分子絮凝剂的生产已达到工业化和规模化。我国聚铝与聚铁的生产已建立起独具特色的工艺路线，满足了我国油田水处理的基本需要。在理论上，JohnEvanBenschoten等对PAC的水解反应进行了研究。汤鸿霄院士等对聚铝和聚铁的溶液化学与形态分布的研究成果已达到了国际水平，处于世界前沿［17］。
2．4焦化废水处理中的应用
焦化废水是煤制焦炭、煤气净化及焦化产品回收过程中产生的以含酚类、油类等为主的高浓度难处理
－N、挥发酚等污染物浓度高对人类、水产及农作物有极大危害，必须处理后才能工业废水［18］，废水中的NH
3
排放［19］。
兴虹等［20］研究了以炼钢污泥为原料制备聚合硫酸铁（PFAS）的方法，确定了合理的生产工艺和制备条件，用该絮凝剂处理焦化废水，并与聚合硫酸铁（PFS）的处理效果比较，结果表明，出水的CODcr、总氰化物、挥发酚、色度去除率分别提高约16．9%、12．5%、5．1%和5．3%。李广亮［21］研究发现硅藻土与铝盐和铁盐等无机絮凝剂复配后对焦化废水的处理效果会显著提高，与氯化铝复配的吸附效果要优于与氯化铁复配［22］；硅藻土与氯化铝复配时，当m（氯化铝）/m（硅藻土）为1时，其对焦化废水的处理效果最佳，COD、浊度、色度和UV254去除率分别为40．14%，38．82%，37．81%，11．56%；与氯化铁复配时，当m（氯化铁）/m （硅藻土）为1时，其对焦化废水的处理效果最佳，COD、浊度、色度、UV254去除率分别为36．01%，33．45%，19．35%，5．87%。
2．5垃圾渗滤液处理中的应用
目前对垃圾渗滤液的处理已有一些报道，采用的处理工艺大多都是物化法生化法等絮凝。刘智峰［23］等实验研究发现以硫酸铝作为絮凝剂对垃圾渗滤液进行预处理不但成本较低、操作简单、容易控制而且对色度、COD的去除有很好的效果。其最佳反应条件为：pH为6、温度为40?、搅拌时间为15min、投加量为16g。此时色度明显减弱COD的去除率可达79．8%。
3展望
絮凝剂的应用使水处理技术跨上新的台阶。目前需要深入研究其形态特征，提高产品质量和稳定性。无机低分子絮凝剂容易生产，价格低廉，但其存在一些缺点，如残留在水中的铝离子会导致二次污染；铁离子本身带有颜色，并对设备有腐蚀作用；投加量大，效果不明显等。故现在已很少使用无机低分子类絮凝剂。而无机高分子絮凝剂具有絮凝效果好，残留铝铁离子少的特点，是今后无机絮凝剂的主要研究和发展方向。
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AN Ya-min 1，QIU Jian 2，XU Ｒui 1，YUAN Guang-wei 2，JIANG Jia-ling 1，
LIU Shang-jian 1，PENG Tu-heng 1
（1．School of Environment and Bioengineering ，Chongqing Technology and
Business University ，Chongqing 400067，China ，2．Environmental Protection Institute ，
Chongqing Technology and Business University ，Chongqing 400067，China ）
Abstract ：This paper mainly introduces the types of water treatment flocculants ，describes the application of inorganic flocculants to the steel wastewater ，dying wastewater ，oilfield water ，coking wastewater and landfill leachate treatment and research status ，and prospects the application of inorganic coagulant to water treatment．
Key words ：inorganic flocculant ；wastewater treatment ；application status
责任编辑：田静97第11期安雅敏，等：无机絮凝剂在水处理中的应用现状
污水处理絮凝剂 一、概述 造纸生产中用水多、消耗化学药品多、污染非常严重，在造纸工业中的污水处理剂也是一种非常重要的化学助剂。污水处理最常用的是絮凝沉淀剂。絮凝剂是能使溶胶变成絮状沉淀的凝结剂。絮凝剂能使分散相从分散介质中分离出絮状沉淀，其凝结作用称为絮凝作用。用于促进废液中废物沉降、过滤、澄清等过程的普通絮凝剂，包括无机物和有机高分子。两者可单独使用，也可配合使用，但配合使用比单独使用效果更佳。 1．絮凝原理制浆造纸的废液中所含杂质范围很大，从呈稳定的胶体状态的杂质，到只有流动状态下的悬浮，以至在静止时沉淀的较大颗粒等杂质。它们在水中不容易沉淀，必须添加药剂改变物质的界面特性，使分散的胶体聚合，然后形成大颗粒，使这些胶体粒子易于沉降或浮上分离，此过程称为絮凝。在废水处理中，水中胶体粒子多数带负电荷，这些带负电荷的粒子吸引水中的阳离子，而排斥阴离子，这也是胶体粒子得以稳定的原因。因此，在胶体粒子表面附近，阳离子浓度高，阴离子浓度低。这样胶体粒子表面形成Zeta电位。絮凝剂多为电解质，加人水中电离出带相反电荷的部分与腔体粒子的电荷中和，粒子间斥力作用也随之消失，便可形成大颗粒而沉降，水即可澄清。一般认为，如果将粒子表面Zeta 电位降到±5V，可以得到良好的絮凝效果。由此看出，微小粒子聚集形成大颗粒的絮凝作用是由于静电力、化学力或机械力的作用或三者共同作用的结果，这就是一般絮凝的原理。 2．絮凝过程及其影响因素絮凝过程主要包括4个阶段 ①向废水中添加絮凝剂； ②絮凝剂在液体中扩散； ③为了使絮凝剂和悬浮物粒子接触而进行搅拌； ④为了使接触后的粒子成为大而重的颗粒而进行的搅拌。实际上这些阶段有的也很难分开。 从以上过程看，絮凝是一种物理化学过程，所以，影响因素较多，除了废液中胶体粒子的种类、胶体粒子的大小、表面特性、胶体粒子的浓度和絮凝剂的种类与特性等因素外，还包括溶液的pH值，共存物质(特别是盐类)的种类和浓度，反应温度和温度变化，搅拌的方法及絮凝剂用量等等。 总之，胶体粒子的絮凝是较复杂的过程，影响因素是多方面的。所以，最好的方法是对实际废水进行絮凝试验，选出最佳絮凝剂及其絮凝条件。 从诸多因素影响来看，只要废液和絮凝剂一定，最为重要的影响因素就是胶体粒子浓度和搅拌条件。胶体粒子越浓，粒径犬小越不均匀，粒子间接触的几率越大，絮凝效果越好。同时搅拌仅对絮凝效果有很大影响。为了便于胶体粒子与絮凝剂有良好的接触，搅拌越剧烈效果越好。而在絮凝颗粒生长过程中，搅拌太剧烈则使颗粒破坏或长不大，此时则应缓慢搅拌。所以絮凝过程中，加入絮凝剂后搅拌应先快后慢。加入絮凝剂在溶液中电离出离子的电荷和絮凝剂的用量也影响很大。一般电离出离子电荷越高，浓度越大，絮凝效果越好。除化学法外，造纸厂废水处理还可采用机械法、沉降法、过滤法、离心分离法、生物化学法等，且各种方法均有一定的效果。废水应用何种方法处理，需要根据其中所含物质的成分及浓度、要求净化的程度、排放标准、回收废物的综合利用等诸多因素来考虑。为了提高废水处理的效率，可将多种方法合用。常常采取的是多级综合处理法： 一级处理：即预处理，常用物理机械法和化学法如筛选、沉降、混凝、浮选、调整pH 值等除去固体物、酸、碱等。 二级处理：一般采用生化处理，以除去被微生物分解或氧化的有机物和悬浮体。．如废
1 絮凝原理 餐饮废水中污染物主要以胶体形式存在。胶体本身既具有巨大的表面自由能、有较大的吸附能力，又具有布郎运动的特性，从而颗粒间有较多碰撞的机会，似乎可以粘附聚合成大的颗粒，然后受重力作用而下沉。但是由于同类的胶体微粒带着同性的电荷，它们之间的静电斥力阻止微粒间彼此接近而聚合成较大颗粒；其次，带电荷的胶粒和反离子与周围的水分子发生水化作用，形成一层水化壳，也阻碍各胶粒的聚合。投加铝盐等无机盐后，发生金属离子水解和聚合反应过程，被吸附的带正电荷的多核络离子能够压缩双电层、降低ζ电位，使胶粒间最大排斥能降低，从而使胶粒脱稳[1]。 使用无机盐絮凝剂处理的同时，有机高分子也常作絮凝剂使用。高分子絮凝剂有较好的架桥和吸附作用，和无机盐絮凝剂共同使用可以加快反应速度，提高处理效果。 2 实验方法 絮凝剂配成1g/L的溶液。烧杯搅拌实验在磁力搅拌器上进行，每次实验水样为200mL，水样取自某星级宾馆的餐饮废水，经初沉后用0.1mol/L稀盐酸和0.1mol/L氢氧化钠精确调pH值到要求值。操作程序为：在快速搅拌下投加絮凝剂反应2min后，改变搅拌速度为慢速，继续搅拌10min，静沉20min后，距上液面 约5cm处吸取部分上清液测定剩余浊度及CODcr[2]。 3 结果与讨论 3.1 絮凝剂的选择 各种絮凝剂的用量为2mL，试验温度为22～29℃，取絮凝处理后的上清液，测定CODcr及浊度，结 果见表1。 从表1可以看出，分别采用碱式氯化铝、硫酸铁、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铝钾、硫酸铝钾+聚丙烯酰胺处理餐饮废水，其中硫酸铝钾+聚丙烯酰胺去除废水CODcr效果最好，这说明单独使用一种无机盐作絮凝剂，效果不如复合絮凝剂使用效果好，为此选用硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作絮凝剂。 3.2 絮凝条件的优化 确定了硫酸铝钾+聚丙烯酰胺作为絮凝剂后，对最佳絮凝条件进行摸索试验。 从图1中可看出，随着加药量的增加，絮凝后浊度呈现先增加，后降低，再增加的趋势，说明加药量不是越多越好，其最佳投药量为：200mL水样加入3.2mL硫酸铝钾+聚丙烯酰胺。确定了最佳投药量后，在此基础上实验确定最佳pH值，结果如图2。沉淀速度与pH的关系曲线见图3。
第30卷第11期Vol.30NO．11重庆工商大学学报（自然科学版）J Chongqing Technol Business Univ.（Nat Sci Ed ）2013年11月Nov．2013 文章编号：1672－058X （2013）11－0076－04 无机絮凝剂在水处理中的应用现状 安雅敏1，邱建2，徐瑞1，袁光伟2，蒋佳凌1，刘尚俭1，彭图恒 1（1．重庆工商大学环境与生物工程学院，重庆400067，2．重庆工商大学环境保护研究所，重庆400067） 收稿日期：2013－06－20；修回日期：2013－07－06． *基金项目：三峡库区典型排污口监测（JJ2013/002）． 作者简介：安雅敏（1989-），女，内蒙古赤峰人，硕士研究生，从事水处理理论与技术研究． 摘要：主要介绍了水处理絮凝剂的种类；叙述了无机絮凝剂在钢铁废水、印染废水、油田水、焦化废水以及垃圾渗滤液处理中的应用以及研究现状，并对无机絮凝剂在水处理中的应用做了展望。 关键词：无机絮凝剂；废水处理；应用现状 中图分类号：O628文献标志码：A 目前，我国水环境污染不断地增加，水源污染危机日益严重。供水紧张和污水净化成为我国面临的主要难题之一。随着人们环保意识的增强和我国可持续发展战略的实施，防止污染和保护环境的工作已经引起各级政府的高度重视。党的第十八次全国代表大会更是将生态文明建设提升到了与经济、政治建设同样的地位。因此工业水处理和环境保护要求也在不断的提高，随之废水处理的方法也在日益增多，有生化法、吸附法、化学氧化法、离子交换法、电渗析法、絮凝沉淀法等等。其中絮凝沉淀法作为一种物理化学处理法，因工艺简单，效率高，费用较低等优点而应用最为广泛。 在现代水处理中絮凝剂的种类很多，按其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类，其中无机絮凝剂因其应用广，成本低而得到较大规模的使用。 1无机絮凝剂的分类 无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两类，铝盐以硫酸铝、氯化铝为主，铁盐以硫酸亚铁、氯化铁为主；按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系；按分子量可分为普通无机盐和高分子系两大类。 普通无机盐絮凝剂包括氯化铝、硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最早是由美国开发的，迄今为止一直是重要的无机絮凝剂之一［1］；无机高分子絮凝剂是20世纪60年代在传统的铝盐、铁盐的 基础上发展起来的一类新型的水处理剂。按无机高分子复合絮凝剂的主要成分不同，可分为聚硅酸铝盐无机高分子复合絮凝剂、聚硅酸铁盐无机高分子复合絮凝剂和聚合铝铁盐无机高分子复合絮凝剂［2］。 2无机絮凝剂在水处理中的应用 絮凝沉淀法是物化法中的一种，在废水处理中占有重要地位。它是指在絮凝剂的作用下废水中的胶体和细微悬浮物以及部分有机物凝聚为絮凝体然后予以分离去除的水处理方法。它最终能实现污染物的无
2003年第1期 矿 产 与 地 质第17卷2003年2月M I N ERAL R ESOU RCES AND GEOLO GY总第94期 水处理絮凝剂研究进展① 肖筱瑜,张 静,李 蘅 (桂林矿产地质研究院,广西桂林541004) 摘 要:概述了国内外无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂和复合絮凝剂的研 究进展和应用。 关键词:水污染防治工程;絮凝剂;综述;研究进展 中图分类号:X703 文献标识码:B 文章编号:1003-5663(2003)01-0090-06 水是生命的起源,是人类和生物赖以生存的物质。目前世界水污染问题日趋严重,水处理问题也变得越来越严峻。絮凝沉淀法作为一种成本较低的水处理方法被广泛采用[1]。其水处理效果的好坏很大程度上取决于絮凝剂的性能,絮凝剂是絮凝法水处理技术的核心[2]。通常,絮凝剂可分为四类:①无机絮凝剂; ②合成有机高分子絮凝剂;③天然高分子絮凝剂;④复合型絮凝剂[1]。 1 无机絮凝剂 1.1 无机盐类絮凝剂 无机盐类絮凝剂主要分为铝盐和铁盐。19世纪末美国首先将硫酸铝用于给水处理。常用铝盐有硫酸铝、氯化铝和明矾;铁盐有氯化铁和硫酸铁等。铁盐形成的矾花比重大,易沉降,处理低温浊水比铝盐好,适宜的pH值在5.0～11之间,较之铝盐的5.5～8要宽得多。但氯化铁溶液的腐蚀性强,易造成设备的腐蚀,而且处理后的水的色度比用铝盐时高[3～4],A l3+在水中的高残留量会导致二次污染,进入人体后可诱发老年痴呆症、铝性骨病、铝性贫血症等。因此,目前常用铁盐类絮凝剂。 1.2 无机盐聚合类絮凝剂(IPF) 为了克服二次污染及腐蚀设备的问题,在20世纪60年代末开发出聚合氯化铝絮凝剂[5]。目前,日本、西欧聚合类絮凝剂的生产已达工业化和规模化,其生产占絮凝剂总产量的30%～60%。我国1983年也成功研制了聚合硫酸铁并用于电厂水处理。无机高分子絮凝剂在我国已形成系列产品,但生产厂家大多规模不大,工业化程度不高,产品质量也不够稳定。可喜的是汤鸿霄等对聚铝和聚铁的溶液化学与形态研究已达世界水平[6]。近年,无机高分子絮凝剂的生产单位日渐增多,规模亦有所扩大。在我国絮凝剂市场上,无机高分子絮凝剂占絮凝剂总产量的80%。絮凝剂种类主要有:聚合氯化铝(PA C)、聚合硫酸铝(PA S)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合硫酸氯化铝(PA CS)、聚合硫酸氯化铝铁(PA FCS)、聚合硅酸铝(PA S I)、聚合硅酸铁(PFS I)、聚合硅酸铁铝(PFA S I)、聚合硫酸硅酸铁(PFSS)和聚磷酸氯化铝(PPA C)等[6]。 1.2.1 聚合氯化铝(PA C) 在各类无机高分子絮凝剂中,聚合氯化铝产量最大,应用范围最广。其制备过程可以为:在一定量的A lC l3(2.5m o l L)溶液中加入适量经加热的去离子水溶解后的无水N a2CO3,再经物化处理得到PA C。其分子式为[A l2(O H)n C l6-n]m(其中n为1～5之间的任一整数,m为≤10的整数)。在PA C中,A l3+和C l-的半径比能形成四次配位,具有一定的配位效应。同时与O H-具有相似的配位构型,能够出现羟氯铝配位体,电性影响相对减弱[5]。PA C较稳定,对高浓度、高色度及低温水都有较好的混凝效果,它形成矾花快,且颗粒大而重,易沉淀,絮凝效果是传统铝盐 09 ①收稿日期:2002-11-06 作者简介:肖筱瑜(1975-),女,广西桂林市人,助理工程师,主要从事环保材料研究。
有机高分子絮凝剂的简介以及在水处理中 的应用 关键词：有机高分子絮凝剂污水处理PAM 应用展望 摘要：絮凝剂按照其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中 有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。絮凝剂是一种带有正性集团中和水中的带电集团。以降低其电势，使其处于不稳定的状态，然后利用一些聚合的性质利用各种理化方法从中分离出来。而为了达到这种效果使用的药剂一般称为絮凝剂。絮凝剂主要用于污水处理。 我国的无机絮凝剂品种开发较齐全，应用也很广泛，石化企业的炼厂污水处理中，目前普遍采用的絮凝剂为聚合氯化铝等无机絮凝剂。而在有机高分子絮凝剂的品种开发上不如国外齐全，国外研究了各种用途的系列高分子絮凝剂，而国内我们在实际应用中可供筛选的有机絮凝剂不多。有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比,具有用量少、絮凝速度快、受共存盐类pH值及温度影响小、生成污泥量少、并且容易处理等优点,因而有着广阔的应用前景。今后有待于加强开发、应用。 无机高分子絮凝剂。 近年来,研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂成为热点。无机高分子絮凝剂的品种在我国已逐步形成系列:阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PPS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等;阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PASS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASL)、聚合硅酸铁(PFSB、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。⑽ 有机高分子絮凝剂用于污水处理始于50年代末。有机高分子絮凝剂比无机絮凝剂有用量小、絮凝能力强、反应速度快、受外界环境影响小、产生废渣少易处理等优点在发达国家已得到迅速发展，近年来，有机高分子絮凝剂新产品不断问世，产品类型、规格更加齐全;功能也逐步多样化。 有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。从化学结构上可以分为以下3种类型：聚胺型-低分子量阳离子型电解质；季铵型-分子量变化范围大，并具有较高的阳离子性；丙烯酰胺的共聚物-分子量较高，根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团，具有链状、环状等多种结构。⑴ 加入絮凝剂就是使水与杂质快速、比较彻底的分离开来。 天然有机高分子絮凝剂 在近代水处理中，天然高分子絮凝剂由于电荷密度较小，分子量较低，但容易发生生物降解而失去其絮凝活性，所以很少直接应用。所以要对其进行改性七十年代以来，美、英、法、日和印度等国结合本国的天然高分子资源，重视化学改性有机高分子絮凝剂的研究。目前国外大的商品高分子絮凝剂公司近130家.约生产400种不同牌号的商品絮凝剂，其中20%为
中国石油大学油田化学实验报告 实验日期： 2011/11/1 成绩： 班级：石工09-10 学号： 09021452 姓名：任 婷教师： 同组者：周霞 絮凝剂在污水处理中的应用 一、实验目的 1．观察絮凝剂(即混凝剂与助凝剂)净化水的现象，了解絮凝剂在污水处理中的作用机理和使用性质。 2．掌握一种寻找絮凝剂最适宜质量浓度的方法。 二、实验原理 水的净化可使用各种絮凝剂。在絮凝剂中，能使水中泥沙聚沉的物质叫混凝剂。常用的混凝剂主要有无机阳离子型聚合物，如羟基铝、羟基锆等，这些无机阳离子型聚合物可在水中解离，给出多核羟桥络离子，中和固体悬浮物表面的负电性。此外，也可用三氯化铁、三氯化铝和氧氯化锆等化学剂通过水解、络合、羟桥作用，形成多核羟桥络离子，起到羟基铝、羟基锆同样的作用。 混凝剂并非用得越多越好。因混凝剂使用浓度过高将使泥沙表面吸附过量的铁离子而带正电，致使铁的多核羟桥络离子对它失去聚沉作用。因此，混凝剂的使用应有一个最适宜的质量浓度。 配合混凝剂使用，从而使它的净化效果提高、用量减少的物质叫助凝剂。助凝剂多是水溶性高分子。高分子的分子(或其缔合分子)可将被混凝剂聚结起来的泥沙颗粒进一步聚结，从而加快它的聚沉速度。常用的助凝剂有部分水解聚丙烯酰胺、钠羧甲基纤维素和褐藻酸钠等。 同样，助凝剂也并非用得越多越好。因助凝剂超过一定质量浓度，就可在水中形成网状结构，反而妨碍了泥沙颗粒的聚沉。因此，助凝剂的使用也有一个最适宜的浓度。 三、仪器、药品与材料 1．实验仪器 电子天平(感量0.001g)、具塞比色管、小滴瓶、小烧杯、温度计。 2．药品与材料 三氯化铁(化学纯)、部分水解聚丙烯酰胺(工业品)。
水处理药剂概述及絮凝剂的种类和特点 1 我国工业废水现状 我国对废水污染的治理与西方发达国家相比起步较晚，在借鉴国外先进处理技术经验的基础上，引进、消化并开发了大量的废水处理新技术，某些项目已达到国际先进水平。这些新技术的投产运行为缓解中国严峻的水污染现状，改善水环境发挥了至关重要的作用。 据相关资料显示，在我国工业废水排放量中，化工、造纸、纺织及煤炭行业废水排放总和几乎占到一半，是工业废水排放大户。 近年来，我国工业废水处理量达到300-370亿吨，处理率约为62%，虽然已取得显著进步，但仍有很大提升空间。 在当前国污水处理实际应用中，传统的、比较成熟的技术和设备还是以下几种常用的处理方法。 1.1工业废水的物理处理 定义：应用物理作用没有改变废水成分的处理方法称为物理处理法。 操作单元：气浮、吸附、萃取、沉淀、过滤、磁选等。废水经过物理处理过程后不会改变污染物的化学本性，适用于简单的将污染物和水分离的情况。1.2工业废水的化学处理
定义：应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法称为化学处理。 操作单元：中和、化学沉淀、药剂氧化还原、臭氧氧化、电解、光氧化法等。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。 1.3工业废水的物理化学处理 定义：废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。 操作单元：混凝、气浮、吸附、离子交换、电渗析、扩散渗析、反渗透、超滤等。污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。 1.4工业废水的生物处理 定义：是利用微生物的代作用氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的方法称为生物处理。 操作单元：好氧生物处理、厌氧生物处理，生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。 2 水处理中使用的药剂种类
新型絮凝剂在废水处理中的应用 【摘要】目前，随着工业化进程的加快，生产过程产生的废水量迅速增加，废水处理问题已经引起了国家的重视，随着“水十条”的颁布，企业在生产过程中不得不面临污水处理的问题。混凝技术是水处理中一种常用技术，该方法操作方便，可以快速、高效的处理各种废水。其中絮凝剂的选择是水处理效果的关键技术，本文针对无机、有机和复合絮凝剂在水处理中的应用进行探讨，同时，针对一种新型的有机、无机混合的国外絮凝剂进行简单介绍。 【关键词】絮凝剂；水处理；聚丙烯酰胺；环保 1、概述 絮凝剂是水处理中常用的化学药剂，其性能的好坏，关系到水处理后水质的状况。其絮凝原理是通过絮凝剂中的化学物质与废水中不容易沉淀的胶体颗粒、金属离子等杂质进行结合，形成较大的颗粒，从而除去水中的杂质。该过程通常由静电力、化学力和机械力三者共同作用的结果。絮凝剂作用过程通常包括四个阶段：（1）絮凝剂均匀分散到水中；（2）絮凝剂在废水中扩散；（3）絮凝剂与悬浮颗粒充分接粗；（4）絮凝剂和废水中悬浮颗粒共同沉降。沉降后的废水可以采取沉降法、过滤法、离心法将沉降物与水分离，从而去除废水中的杂质，使工业废水能够达到国家排放要求，进行直接排放。 常见的具有絮凝效果的化学物质有无机絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。下面我们将主要从这前两方面进行简单总结。
2、无机絮凝剂 无机絮凝剂主要是可以水解成胶体状化合物的无机盐，按照其发展过程，可以分为三类：无机低分子絮凝剂、无机高分子絮凝剂、多核复合絮凝剂。 表一：各种常见絮凝剂 常见的絮凝剂中，无机低分子絮凝剂的优点是比较经济、用法简单，也是现在工厂里最常用的污水絮凝方法，但是其用量大，絮凝效果不好，而且成本高，对金属等具有较强的腐蚀性能，因此，限制了其使用前景。在其基础上，人们合成了很多无机的聚合物絮凝剂，该类絮凝剂比常见的无机低分子絮凝剂效果好，主要在于它们可以提供大量的络合离子，而且能够强烈的吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联，使胶体聚集、沉降。在絮凝剂的研究基础上有了很大的进步。 多核复合絮凝剂是在无机单核高分子絮凝剂的基础上发展起来的一类絮凝剂，由于其含有多核或者多配位基团，兼有多种无机单核高分子絮凝剂的优良性能，也受到越来越多人的关注。 2.1 聚合氯化硫酸铁（PFCS） 吴宇峰等人【1】以FeSO4为原料，首选将其部分氧化，然后在氯气条件下，进行氧化、水解、聚合，合成了PFCS，该絮凝剂在相同条件下，具有比PFS和
博之源净水 地址：河南·巩义·大峪沟工业区 巩义市博之源净水材料有限公司 报价单 产品名称 产品规格 主要含量 价格(元/吨) 市场价 絮 凝 剂 系 列 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 2000万分子 16700 纯品18000-14000 阴离子聚丙烯酰胺 粉状 2000万分子 17000 纯品19000-14500 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1200万分子 60离子度 32200 纯品34000-24000 阳离子聚丙烯酰胺 粉状1200万分子 60离子度 32000 纯品38000-26000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1300万分子 50离子度 30500 纯品35500-23000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1300万分子 40离子度 29500 纯品34500-25000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1400万分子 25离子度 27600 纯品33000-23000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1400万分子 10离子度 27000 纯品32500-23000 非离子聚丙烯酰胺 颗粒 1400万分子 18400 纯品20000-14000 两性离子聚丙烯酰胺 颗粒 1200万分子 21200 纯品26000-18000 聚丙烯酸钾 颗粒75%固含量 钾11-15% 19000 纯品21000-13000 聚合氯化铝 （滚筒式）颗粒 30-31% 2420 2500-2000 聚合氯化铝 （滚筒式）颗粒 28% 2240 2300-1800 聚合氯化铝 （滚筒式）颗粒 26%（大货） 1840 1900-1600 硫酸亚铁 颗粒 七水 1000 1200-800 碱式氯化铝 （滚筒式）颗粒 24% 1670 1700-1500 聚合硫酸铁 （喷雾式）粉末 18.5% 2530 2800-2500 硫酸铝 片/颗粒/粉末 16% 1900 2000-1700 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 1800万分子 13800 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 1600万分子 12100 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 1400万分子 10800 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 1200万分子 10150 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 1000万分子 9900 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 800万分子 9500 复配16000-12000 阴离子聚丙烯酰胺 颗粒 500万分子 8650 复配16000-12000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1000万分子 60离子度 27600 复配29000-20000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒800万分子 60离子度 21900 复配28000-20000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒1000万分子 50离子度 25900 复配28000-20000 阳离子聚丙烯酰胺 颗粒800万分子 50离子度 19600 复配28000-20000 以上价格为含税不含运费单价。 博知源牌水处理化学品保证有效含量和使用量达到国家标准。
污水处理絮凝剂主要用途 2009-02-25 15:59 一、废水处理药剂污泥脱水、污水处理的分类 聚丙烯酰胺按离子特性可以分为非离子型，阴离子型，阳离子型和两性离子型。其中阳离子型聚丙烯酰胺是污水处理的有效絮凝剂。阳离子聚丙烯酰胺作为絮凝剂，主要应用于工业上的固液分离过程，包括沉降、澄清、浓缩及污泥脱水等工艺。 对于单独使用高分子量絮凝剂未能产生预期效果的，则通过与硫酸铝、聚氯化铝和其它无机絮凝剂组合使用的方法来改善其效果等方式克服，逐步形成并完善了自己的产品系列。 产品介绍： 类别：阳离子 适用范围：活性污泥、脱水处理、造纸、食品、生活废水、含油等废水处理。类别：阴离子 适用范围：化工、食品、染色、纤维、金属加工等弱酸性至碱性废水处理。 类别：非离子 适用范围：造纸废水、金属加工、工业废水、炼钢废水、矿业等强酸至中碱性废水。 类别：复合型 适用范围：有机性难脱水污泥的絮凝脱水处理等。 二、聚丙烯酰胺高分子絮凝剂主要用途 高分子絮凝剂主要用途除可作为一般饮用水的处理外，亦可用于各种工业的排放水、都市废水、油井工程、制糖业以及造纸业等，在使用时应视待处理系统的条件及水质状况，选取最适当的产品种类。 1、污水处理：在使用铝盐、铁盐等各种无机混凝剂、絮凝剂的污水处理系统内，如需要处理的水量超过了澄清池的处理能力或由于其它因素造成水中絮体来不及沉降而外漂，只需添加0.1-2ppm的PAM助凝，即可明显提高沉降效果。而且，处理后水的COD和色度指标也会有明显的改善。注意：所用的无机混凝剂或絮凝剂须与本品有较好的适配性。 2、污泥浓缩：使用0.3-2ppm可以减小生化池和污泥浓缩池内污泥和水的比例，提高了生化池和污泥浓缩池的利用率。可将污泥浓度由3-10g/L提高到 30-100g/L，大大减小了下一步污泥脱水过程的污泥体积，提高了污泥脱水设备和人员的效率。 3、污泥脱水：各种浓缩后的污泥须使用PAM进行脱水干涸。污泥脱水过程中PAM 的型号和投加量以及脱水后泥饼的干燥度视污泥种类的不同而有别，故需对各种不同型号产品进行试验选择。 4、油井工程：少量的本系列产品可大大提高水的粘度，因此它大量用于石油工业的三次采油，钻井泥浆等油井作业中。 5、造纸化学剂：造纸工业是用水最多的工业之一，是使用水溶性聚合物的大户，
文章编号:1001-7445(2004)增-0153-03 废水处理过程中絮凝剂的应用 林桂炽,黄玲珍 (广东省水产学校,广东广州510320) 摘要:目前,随着工业废水排放量的迅速增加,废水处理问题的日益突出.混凝法是一种被广泛采用和成本低 廉的处理方法,它能够极大地提高水处理的效率.其中一个关键问题是絮凝剂的选择,本文就无机、有机和复 合絮凝剂在水处理中的应用和性能进行探讨,同时,就部分新型的絮凝剂进行介绍. 关键词:絮凝剂;废水处理;应用;性能 中图分类号: 文献标识码:A 1 絮凝剂处理水的作用原理 将不同絮凝剂按一定比例调成水混凝剂,定量均匀溶于废水中形成胶体溶液.经过絮凝作用废水中悬浮微粒形成矾花,在沉降过程中矾花互相碰撞,使絮状物颗粒变大逐渐沉淀于底部.上清液通过布水槽、溢流堰由上部进入多功能池.上清液胶体通过河沙、炉渣、石子等滤料形成动态膜.动态膜具有吸附分散颗粒,去除悬浮有机物微粒的能力.废水中悬浮有机物微粒通过沙层、炉渣层等滤料微孔,定时自流过滤除去废水中杂质. 2 絮凝剂介绍 2.1 有机高分子絮凝剂 有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类.常见的有聚二乙基二甲基氯化氨,聚胺,天然聚合物(改性淀粉、腐植酸等),聚丙烯酸钠,阳离子型、非离子型和阴离子型聚丙烯酰胺.有机高分子絮凝剂在水处理中投加量少,絮凝速度快,受共存盐类、介质及环境温度影响小,生成污泥量也少;而且有机高分子絮凝剂大分子中可带-COO -,-NH -,-SO 3-,-OH -等亲水集团,具有链状、环状等多种结构,利于污染物进入絮体,脱色性好. 由于大多数有机高分子絮凝剂本身或其水解、降解产物有毒,而且合成价格较高,故开发和利用受到一定限制,单独应用实例较少. 2.2 无机絮凝剂 (1)无机低分子絮凝剂 无机低分子絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等,其中硫酸铝最早是由美国开发的,迄今为止一直是重要的无机絮凝剂之一.但用于水处理时,低分子絮凝剂存在着成本高,腐蚀性大,在某些场合效果还不理想等缺点. (2)无机高分子絮凝剂 无机高分子絮凝剂是60年代后在传统的铝盐、铁盐的基础上发展起来的一类新型的水处理剂,和传统药剂相比,它能成倍地提高效能,且价格相应较低,因而有逐步成为主流药剂的趋势.目前,在日本、俄罗斯、西欧以及我国,无机高分子絮凝剂都已有相当规模生产和应用,聚合类药剂生产占絮凝剂总产量的30%～60%[1]. 第29卷增刊 2004年9月广西大学学报(自然科学版)Jour nal of G uangx i U niv er sity (N at Sci Ed)Vo l.29,Sup. Sept.,2004 a 收稿日期:200305作者简介:林桂炽(1977广东省水产学校助理讲师.
混凝剂水解产物与胶粒之间的作用有四种:压缩双电层、吸附一电中和作用、吸附一架桥和网捕作用. (1)压缩双电层作用是指向原水中投加电解质，加入电解质后，水中与胶粒上反离子 具有相同电荷的离子浓度便随之增加。这些离子可与胶粒吸附的反离子发生交换或挤入吸附层，使胶粒所带电荷数减少，降低zeat电位，使扩散层厚度缩小 当电解质浓度足够大时，可使zeat电势为零，此时相应的状态称为等电态，这时的胶体非常容易聚沉。根据DLVO理论，压缩双电层不仅与混凝剂量有关，还与混凝剂中金属离子价数有关。在相同浓度下，电解质离子破坏胶体稳定性的能力随离子价的增高而加大. DLVO理论成功的解释了胶体的稳定及聚沉作用，但它忽视了水中反离子水解形态的 专属化学吸附能力，不能解释出现在混凝过程中的胶粒改变电性而重新稳定的现象。 (2)吸附一电中和理论能够解释压缩双电层理论所不能说明的一些问题，如高价混凝剂水解引起的胶体脱稳现象。高价混凝剂在水中水解缩聚形成带正电的高分子物，由于静电作用，带负电的胶粒与带正电的水解产物之间发生表面吸附，产生电中和现象，导致胶体zeat电位降低，发生凝聚。当胶粒吸附足够多的正电荷时，其电性发生改变，变成正电荷胶体，重新形成稳定。 “吸附一电中和”作用与“压缩双电层”作用，虽然最终都可使胶体的zeat电位降低，但两者的作用方式不同。“吸附一电中和”是异号电荷聚合离子或高分子直接吸附在胶核表面，使得总电位变化甚至变号，而压缩双电层则是依靠溶液中反离子浓度的增加使胶体扩散层厚度减小，导致zeat电位降低。胶核表面总电位并未变化，且不可能变号。 (3)吸附一架桥理论是指链状高分子聚合物对胶体的强烈吸附，或者两个同号胶粒吸附在同一个异号胶粒上，即胶粒与胶拉间的架桥联接作用。当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“胶粒一高分子一胶粒”的絮体结构。 (4)网捕作用是当向水中投加铝盐或铁盐等含高价金属离子的化学药剂后，金属离子 经水解聚合可形成以水中胶粒为中心的胶体状沉淀物。这些沉淀物从水中析出的过程中，会吸附网捕，卷带水中的细小胶粒共同沉淀下来。当水中胶体杂质少时，这种作用所需絮凝剂量很大，反之，所需絮凝剂较少. 絮凝过程实际上是几种作用机理共同作用的结果，或者是在某种特定水质条件下以某一个机理为主。此外，絮凝机理除了与所用的絮凝剂的物化特性相关，还与所要处理的水质特性，如浊度、碱度、水中各种无机或有机杂质以及水力条件相关. 微絮凝深床过滤技术是省去沉淀过程将混凝、过滤及清洗过程在滤池内同步完成的一 种新型微絮凝过滤工艺技术，使污水在同一滤床单元体系中实现凝聚与分离成为可能 微絮凝直接过滤工艺以接触凝聚为主。原水加药混合后经微絮凝池使悬浮物产生微小的絮凝体，之后迅速进入滤料层接触絮凝，产生的絮凝体被滤料层吸附截留去除。由于微粒 在滤床间具有较大的亲和力，因此一旦微粒的zeat电位降低，它就会迅速在滤料层中凝聚，微粒间的吸力开始发挥作用。当zeat电位接近零时吸引力达到最大值，脱稳微粒之间相互吸附絮凝且不断被滤料截留而去除。在此过程中，絮凝是在滤料表层到深部逐步进行的，从而发挥滤料深层截污能力，达到过滤周期长、效果好的目的。该工艺不设沉淀池，不仅 节省了基建费用和空间，还可利用原有设备经过改造重复利用，真正实现节约成本，提高经济效益的日的。 用三氯化铝作混凝剂处理含盐量高、悬浮物超标的矿井水.将混凝剂加在机械过滤器前的来水管道中，使其在管道中与水充分混合后进入机械
第19卷 第4期沈 阳 化 工 学 院 学 报 Vol.19 No.4 2005.12JOURNAL OF SHENYANG INST ITUTE OF CH EM ICAL TECHNOLOGY Dec.2005 文章编号: 1004-4639(2005)04-0314-04 几种絮凝剂的絮凝效果研究 孙红杰1 , 张万忠2 , 谷晓昱 3 (1.大连民族学院化学工程系,辽宁大连116600; 21沈阳化工学院,辽宁沈阳110142; 3.北京化工大学,北京100029) 摘 要: 对比聚合氯化铝(PAC)、三氯化铁和硫酸铝3种常用的絮凝剂在不同水质条件下的凝聚除浊作用及电泳特征,并对这3种絮凝剂的絮凝原理进行详细分析.最终得到结论为PAC 对浊度去除率最好,三氯化铁次之,硫酸铝最差. 关键词: 絮凝剂; 聚合氯化铝; 三氯化铁; 硫酸铝中图分类号: T Q 085.412 文献标识码: A 收稿日期: 2004-10-10 作者简介: 孙红杰(1973-),女,辽宁抚顺人,讲师,硕士,主要从事环境污染控制方面的研究. 随着我国工农业生产的迅速发展,大量生产性和生活性污水排放量剧增,如不加以处理直 接排放,将引发一系列的环境问题.水处理领域中的治理方法很多,主要有生化法、絮凝沉降法、吸附法、电渗析法、离子交换法和化学氧化法等[1],其中絮凝沉降法是应用广、成本低的常用处理方法,而高效能的絮凝沉降处理过程关键在于恰当地选择和投加性能优良的絮凝剂,因此,了解和比较絮凝剂的絮凝特征、相适应的水质条件以及絮凝过程中搅拌强度是非常重要的[2,3].本实验从胶体化学基本观点出发,结合一系列试验,综合分析聚合氯化铝、三氯化铁和硫酸铝3种常用的絮凝剂的絮凝特性,并对水中TOC 去除效果进行对比. 1 实验部分 1.1 仪器与试剂1.1.1 仪器 浊度仪(美国HACH 公司);pH 值测定仪(美国HACH 公司);3型N 电位仪(包括电泳槽、显微测速装置、时间跟踪器和中央数据处理显示器);COD 测定仪(5000A,日本岛津);DC -506型六联浆拌式搅拌机. 1.1.2 试剂 三氯化铁;聚合氯化铝;硫酸铝;盐酸(AR 级):北京化工厂;氢氧化钠(AR 级):北京化工厂. 1.2 实验方法 (1)浊度水配制:配浊试验用水取自当地水库,配浊粘土取自水库上游,取回的粘土和水充分混合,静置2h 后,取上层悬浮液,浊度为10NTU. (2)在DC -506型六联浆拌式搅拌机上进行搅拌(该机能够一次设定9种不同转速,絮凝过程自动完成,具有参数记忆、计算、显示功能,如水温、转速及相应的水力梯度G 值的计算),每次可同时做6个水样,每个水样水量1000mL,并用1mol/L 的H Cl 溶液和1mol/L 的NaOH 溶液调节溶液pH 值至预定值.在快速搅拌状态下(120~180r/min)投加絮凝剂,搅拌1m in 后立即取样,在电泳仪上测定N 电位和电泳迁移率EM 值,然后继续慢速(40~90r/min)搅拌20m in 后停止,沉淀20min,用浊度仪测上清液的剩余浊度RT.
絮凝剂: 1.聚合氯化铝 产品名称聚合氯化铝 产品英文名Polyaluminium chloride 产品别名碱式氯化铝;羟基氯化铝 分子式[Al2(OH)nCl6-n]m 产品用途用于净水, 铸造, 造纸, 医药, 制革等工业CAS号1327-41-9 毒性防护 有腐蚀性，如不慎溅到皮肤上要立即用水冲洗干净。生产人员要穿工作服，戴口罩、手套，长筒胶靴。生产设备要密闭，车间通风应良好。 分子量174.45 物化性质 为无机高分子化合物，是介于氯化铝和氢氧化铝之间的产物，通过羟基而架桥聚合，分子中带数量不等的羟基。无色或黄色树脂状固体。其溶液为无色或黄褐色透明液体，有时因含杂质而呈黑色粘液。液体产品中氧化铝含量为8%以上，固体产品中氧化铝含量为20%～40%。有较强的桥吸附性能，易溶于水，水解过程中伴随有电化学、凝聚、吸附和沉淀等物理化学过程。有腐蚀 2.聚合氯化铝铁 聚合氯化铝铁产品是在聚合氯化铝和三氧化铁、铝盐和铁盐混凝剂水解和混凝机理的深入研究基础上发展而来，它集铝盐和铁盐混凝之优点，并引入多价阴离子－硫酸根离子，对铝离子和铁离子的形态都有明显的改善，聚合度也大为提高。外观：液体产品为褐色或红棕色透明体，无沉淀。固体产品为棕褐色、红棕色粉末或粒状。极易溶于水，可用于生活饮用水、工业用水及工业废水、生活污水处理。混凝效果除表现为剩余浊度色度降低外，还有絮体形成块，吸附性能高，泥渣过滤脱水性能好等特点，特别是在处理高浊度水时，低温低浊度水时，处理效果比明矾、聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氧化铁效果好。其中对于低温低浊度水的净化处理效果特别明显，可不加碱性助剂和其它混凝剂无法比拟的效果。理化指标指标名称指标聚合氯化铝铁液体固体相对密度（20°C）≥ 1.19 PH值（1％水溶液）3.5-5.0 3.5-5.0 氧化铝（AL2O3)含量％8.0-12.0 27.0-32.0 氧化铁（Fe2O3)含量 1.0-4.0 2.0-6.0 盐基度％60-95 60-95 水不溶物含量％≤ 0.5 1.5 砷（As）含量％≤ 0.0003 0.0006 锰（Mn)含量％≤ 0.045 0.01 铅（Pb)含量％≤ 0.001 0.003 汞（Hg）含量％≤ 0.00002 0.00006 硫酸根（SO42-）含量％≤ 3.5-9.6 3.5-10 3.三氯化铁 性质：经棕色液体。相对密度1.42。易与水混溶，水溶液呈酸性，对金属有氧化腐蚀作用。三氯化铁水溶稀释时，水解后生成氢氧化铁沉淀，有极强凝聚力。 用途：可用饮水的净水剂和废水的处理净化沉淀剂。也可用于无线电印刷电路及不锈钢蚀刻行业作蚀刻剂。 国家标准：工业级三氯化铁GB1621-79
絮凝剂的种类及作用 1 无机絮凝剂无机絮凝剂也称凝聚剂,主要应用于饮用水、工业水的净化处理以及地下水、废水淤泥的脱水处理等。无机絮凝剂主要有铁盐系和铝盐系两大类, 按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系, 按相对分子量又可分为低分子体系和高分子体系两大类。 1.1 无机低分子絮凝剂 传统的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐, 其作用机理主要是双电层吸附[4]。铝盐中主要硫酸铝(Al(SO4)3·18H2O)、明矾(Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O)、铝酸钠(NaAlO3)。铁盐主要有三氯化铁(Fe-Cl3·6H2O)、硫酸亚铁(FeSO4·6H2O)和硫酸铁(Fe2(SO4)3·2H2O )。硫酸铝絮凝效果较好, 使用方便,但当水温低时, 硫酸铝水解困难, 形成的絮凝体较松散, 效果不及铁盐。三氯化铁是另一种常用的无机低分子絮凝剂, 具有易溶于水, 形成大耳中的絮体、沉降性能好、对温度、水质和pH 的适应范围广等优点, 但其腐蚀性较强, 且有刺激性气味, 操作条件差[5～9]。无机低分子絮凝剂的优点是经济、用法简单, 但用量大、残渣多。絮凝效果比高分子絮凝剂的絮凝效果低 1.2 无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是20 世纪60 年代以来在传统的铁盐和铝盐基础上发展起来的一类新型水处理药剂。其絮凝效果好, 价格相对较低, 已逐步成为主流絮凝药剂。在日本、西欧和中国, 目前都已有相当规模的无机高分子絮凝剂的生产和应用, 其产量约占絮凝剂总产量的30%～60%[10]。近年来, 我国高分子絮凝剂的发展趋势主要是向聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂方向发展, 并已逐步形成系列: 阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等; 阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。生物聚合铁(BPFS) 2
聚丙烯酰胺絮凝剂絮凝机理 作者：admin 发表时间：2012-1-16 10:11:54 阅读：次 聚丙烯酰胺是应用最多的人工合成絮凝剂。其分子链很长，它的酰胺基（---CONH2）可与许多物质亲和、吸附形成氢键，这就使它能在吸附的粒子之间架桥，使数个甚至数十个粒子连接在一起，生成絮团，加速粒子孙下沉，使它成为最理想的絮凝剂。曾有试验在部分水解的聚丙烯酰胺溶液中加入氧化铝的水合物进，聚合的阴离子吸附在氧化铝的阳离子上，黏度就迅速地增加或胶弟化。 这同一般絮凝机理类似即一个分子能同时吸附几个粒子，使它们拉在一起，迅速沉降，沉降的速率取决于絮凝剂的浓度和悬浮固体的浓度。经过净水专家多年的水处理应用研究，普遍认为聚丙烯酰胺的絮凝要理是： （1）由于其具有极性基因—酰胺基，易于借其氢健的作用在泥沙颗粒表面吸附； （2）因其有很长的分子链，大数量级的长链在水中有巨大的吸附表面积，故絮凝作用好，能利用长链在颗粒之间架桥，形成大颗粒的絮凝体，加速沉降。 （3）借助于聚丙烯酰胺的絮凝——助凝，在净水处理的泥凝过程中可能发生双电离压缩，使颗粒聚集稳定性降低，在分子引力作用下颗粒结合起来，分散相的简单阴离子可以被聚合物阴离子基团所取代； （4）高分子和天然水组成中的物质和水中悬浮物，或在它之前投加的水解混凝剂的离子之间发生化学相互作用，可能是络合反应； （5）由于分子链固定在不同颗粒的表面上，各个固相颗粒之间形成聚合桥。 聚丙烯酰胺是一种化学性质比较活泼的高分子化合物。由于分子侧链上酰氨基的活性，使聚合物获得了许多宝贵的性能。非离子型PAM类絮凝剂由于不带离子型官能团，因此与阴离子型PAM类絮凝剂相比具有以下特点：絮凝性能受水PH值和盐类波动的影响小；在中型或碱性条件下，其絮凝效果（沉降速度）不如阴离子型，但在酸性的条件下却优于阴离子型，絮体强度比阴离子型高分子絮凝剂的强。阴离子型PAM 类絮凝剂的分子量通常比阴离子型或非离子型的聚合物低，其澄清性能主要是通过电荷中和作用而获得。这类絮凝剂的功能主要是絮凝带负电荷的胶体，具有除浊、脱色等功能，适用于有机胶体含量高的水处理。