混凝剂与助凝剂.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第四节 混凝剂与助凝剂,(,一,),混凝剂的分类,第四节 混凝剂与助凝剂,(,二,),无机混凝剂,传统无机混凝剂和无机高分子混凝剂。,铝盐,硫酸铝（,Al,2,(SO,4,),3,18H,2,O,）,明矾（,K,2,SO,4,Al,2,(SO,4,),3,24H,2,O,）,由于铝的比重小，在水温低的情况下，絮粒较轻而疏松，处理效果较差。,pH,有效范围较窄，在,5.5-8,之间。,投加量大。,第四节 混凝剂与助凝剂,(,二,),无机混凝剂,以 铝盐 为例，介绍混凝的过程：,在水中，,Al,3+,以,Al(OH),6,3+,的形态存在，发生水解：,Al(H,2,O),6,3+,=Al(OH)(H,2,O),5,2+,+H,+,Al(OH)(H,2,O),5,2+,=Al(OH),2,(H,2,O),4,+,+H,+,Al(OH),2,(H,2,O),4,+,=Al(OH),3,(H,2,O),3,+H,+,（,1,）,pH4,时，,水中以,Al(H,2,O),6,3+,为主；,（,2,）,pH4,5,时，,以,Al(OH)(H,2,O),5,2+,、,Al(OH),2,(H,2,O),4,+,及少量的,Al(OH),3,(H,2,O),3,；,（,3,）,pH7,8,时，,水中以,Al(OH),3,(H,2,O),3,为主。,（,4,）,pH9,时，,水中产生,Al(OH),3,沉淀。,水解过程,第四节 混凝剂与助凝剂,单核络合物通,OH,-,桥键缩聚,成,单,核羟基络合物,：,Al(H,2,O),6,3+,+Al(OH)(H,2,O),5,2+,+Al,2,(OH)(H,2,O),10,5+,+H,2,O,两个单羟基络合物可缩合成,双羟基双核络合物,：,OH,2Al(OH)(H,2,O),5,2+,=(H,2,O),4,Al Al(H,2,O),4,4+,+2H,2,O,OH,生成物,Al,2,(OH),2,(OH),8,4+,还可进一步缩合成,Al,3,(OH),4,(H,2,O),10,5+,缩合产物同时也会发生,水解反应,：,Al,3,(OH),4,(H,2,O),10,5+,Al,3,(OH),5,(H,2,O),9,4+,+H,+,水解,与,缩聚,两种反应交替进行，最终生成聚合度极大的中性氢氧化铝，浓度超过其溶解度时析出氢氧化铝沉淀。,铝离子在水中化学反应的全过程,第四节 混凝剂与助凝剂,Al,3+,在水中的存在状态和,pH,有关,：,在,pH,较低时，,高电荷低聚合度的络合物占多数；,在,pH,较高时，,低电荷高聚合度的络合物占多数。,其中：,对于高电荷低聚合度的水解聚合物，主要起到,压缩双电层和吸附架桥作用；,对于低电荷高聚合度的水解聚合物，主要起到,吸附架桥作用和沉淀网捕作用；,对于高聚合度的水解沉淀物，以,吸附、网捕、卷带作用为主。,第四节 混凝剂与助凝剂,铁盐,三氯化铁（,FeCl,3,6H,2,O,）,硫酸亚铁（,FeSO,4,7H,2,O,）,生成的絮粒在水中的沉淀速度较快；,处理浊度高、水温较低的废水，效果比较显著；,FeCl,3,容易吸水潮解，故不易保管；腐蚀性强，对混凝土也产生腐蚀作用；生成,Fe(OH),2,它的溶解度很大，残留水中的,Fe,2+,会使处理后的水带色，,第四节 混凝剂与助凝剂,无机高分子混凝剂,聚合氯化铝,(,碱式氯化铝，简称,PAC),化学通式为,Al,2,(OH),n,Cl,6-n,m,式中,n5,，,m10,。,制备：以铝灰或含铝矿物作原料，采用酸溶法或碱溶法加工制成的。,参考书：,碱式氯化铝,李润生,A,对水质适应性较强，适用,pH,范围广，,5-9,之间；,B,絮凝体形成快，比重大，沉降性好；,C,投药量低。,D,碱化度较高，对设备的腐蚀性小，处理后的水,pH,和碱度下降较小。,第四节 混凝剂与助凝剂,聚合硫酸铁,(,碱式硫酸铁,)(,简写,PFS),化学通式为,Fe,2,(OH),n,(SO,4,),3-n/2,m,式中,n10,。,A,适用范围广：,pH 4-11,；,低水温，混凝效果稳定；,B,用量小，絮凝体沉降性能好；,C,COD,去除率和脱色效果好；,D,处理后水中铁残留量低，腐蚀性较小。,第四节 混凝剂与助凝剂,(,三,),有机混凝剂,天然高分子混凝剂,人工合成高分子混凝剂，水处理中常用阴离子型、阳离子型、非离子型,3,种高分子混凝剂。,(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。,第四节 混凝剂与助凝剂,(2),人工合成高分子混凝剂,阴离子型：,主要含,-COOM,(M,为,H,+,或金属离子,),或,-SO,3,H,的聚合物，,如阴离子聚丙烯酰胺,(CPAM),和聚苯乙烯磺酸钠（,PSS,）,等。,阳离子型：,主要是含有,-NH,3,+,、,-NH,2,+,和,-N,+,R,4,的聚合物，,如阳离子聚丙烯酰胺（,APAM,）,等。,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。,聚丙烯酰胺,简称,PAM,，,又称三号混凝剂，,PAM,的分子结构通式为：,PAM,是线状水溶性高分子，其分子量在,300-1800,万。,阴离子聚丙烯酰胺,(CPAM),阳离子聚丙烯酰胺（,APAM,）,非离子型聚丙烯酰胺（,NPAM,）,两性离子型聚丙烯酰胺（,NPAM,）,-,-,CH,2,-,CH,-,-,n,CONH,2,第四节 混凝剂与助凝剂,（,3,）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。,