混凝剂与助凝剂.pptx

第四节第四节 混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂(一一)混凝剂的分类混凝剂的分类第四节第四节 混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂 (二二)无机混凝剂无机混凝剂 传统无机混凝剂和无机高分子混凝剂。传统无机混凝剂和无机高分子混凝剂。铝盐铝盐 硫酸铝（硫酸铝（AlAl2 2(SO(SO4 4)3 318H18H2 2O O）明矾（明矾（K K2 2SOSO4 4AlAl2 2(SO(SO4 4)3 324H24H2 2O O）由由于于铝铝的的比比重重小小，在在水水温温低低的的情情况况下下，絮絮粒粒较较轻轻而而疏松，处理效果较差。疏松，处理效果较差。pHpH有效范围较窄，在有效范围较窄，在5.5-85.5-8之间之间。投加量大。投加量大。第四节第四节 混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂 (二二)无机混凝剂无机混凝剂 以以 铝盐铝盐 为例，介绍混凝的过程：为例，介绍混凝的过程：在水中，Al3+以Al(OH)63+的形态存在，发生水解：Al(H2O)63+=Al(OH)(H2O)52+H+Al(OH)(H2O)52+=Al(OH)2(H2O)4+H+Al(OH)2(H2O)4+=Al(OH)3(H2O)3+H+（1）pH4时，水中以Al(H2O)63+为主；（2）pH45时，以Al(OH)(H2O)52+、Al(OH)2(H2O)4+及少量的Al(OH)3(H2O)3；（3）pH78时，水中以Al(OH)3(H2O)3为主。（4）pH9时，水中产生Al(OH)3沉淀。水解过程水解过程第四节第四节 混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂 单核络合物通OH-桥键缩聚桥键缩聚成单核羟基络合物：Al(H2O)63+Al(OH)(H2O)52+Al2(OH)(H2O)105+H2O 两个单羟基络合物可缩合成双羟基双核络合物：OH 2Al(OH)(H2O)52+=(H2O)4Al Al(H2O)44+2H2O OH 生成物Al2(OH)2(OH)84+还可进一步缩合成Al3(OH)4(H2O)105+缩合产物同时也会发生水解反应：Al3(OH)4(H2O)105+Al3(OH)5(H2O)94+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铝离子在水中化学反应的全过程第四节第四节 混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂 Al Al3+3+在水中的存在状态和在水中的存在状态和pHpH有关有关：在在pH pH 较低时，较低时，高电荷低聚合度的络合物占多数；高电荷低聚合度的络合物占多数；在在pH pH 较高时，较高时，低电荷高聚合度的络合物占多数。低电荷高聚合度的络合物占多数。其中：其中：对对于于高高电电荷荷低低聚聚合合度度的的水水解解聚聚合合物物，主主要要起起到到压压缩缩双双电层和吸附架桥作用；电层和吸附架桥作用；对对于于低低电电荷荷高高聚聚合合度度的的水水解解聚聚合合物物，主主要要起起到到吸吸附附架架桥作用和沉淀网捕作用；桥作用和沉淀网捕作用；对对于于高高聚聚合合度度的的水水解解沉沉淀淀物物，以以吸吸附附、网网捕捕、卷卷带带作作用为主。用为主。第四节第四节 混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂 铁盐铁盐 三氯化铁（三氯化铁（FeClFeCl3 36H6H2 2O O）硫酸亚铁（硫酸亚铁（FeSOFeSO4 47H7H2 2O O）生成的絮粒在水中的沉淀速度较快；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；处理浊度高、水温较低的废水，效果比较显著；FeClFeCl3 3容易吸水潮解，故不易保管；腐蚀性强，对混容易吸水潮解，故不易保管；腐蚀性强，对混凝土也产生腐蚀作用；生成凝土也产生腐蚀作用；生成Fe(OH)Fe(OH)2 2它的溶解度很大，残它的溶解度很大，残留水中的留水中的FeFe2+2+会使处理后的水带色，会使处理后的水带色，第四节第四节 混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂 无机高分子混凝剂无机高分子混凝剂 聚合氯化铝聚合氯化铝 (碱式氯化铝，简称碱式氯化铝，简称PAC)PAC)化学通式为化学通式为AlAl2 2(OH)(OH)n nClCl6-n6-n m m,式中式中n5n5，m10m10。制备：以铝灰或含铝矿物作原料，采用酸溶法或碱制备：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溶法加工制成的。参考书：参考书：碱式氯化铝碱式氯化铝李润生李润生 A A 对水质适应性较强，适用对水质适应性较强，适用pHpH范围广，范围广，5-95-9之间；之间；B B 絮凝体形成快，比重大，沉降性好；絮凝体形成快，比重大，沉降性好；C C 投药量低。投药量低。D D 碱化度较高，对设备的腐蚀性小，处理后的水碱化度较高，对设备的腐蚀性小，处理后的水pHpH和碱度下降较小。和碱度下降较小。第四节第四节 混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂 聚合硫酸铁聚合硫酸铁(碱式硫酸铁碱式硫酸铁)()(简写简写PFS)PFS)化学通式为化学通式为FeFe2 2(OH)(OH)n n(SO(SO4 4)3-n/23-n/2 m m式中式中n10n10。A A 适用范围广：适用范围广：pH 4-11pH 4-11；低水温，混凝效果稳定；低水温，混凝效果稳定；B B 用量小，絮凝体沉降性能好；用量小，絮凝体沉降性能好；C C COD COD去除率和脱色效果好；去除率和脱色效果好；D D 处理后水中铁残留量低，腐蚀性较小。处理后水中铁残留量低，腐蚀性较小。第四节第四节 混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂(三三)有机混凝剂有机混凝剂 天然高分子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、人工合成高分子混凝剂，水处理中常用阴离子型、阳离子型、非离子型阳离子型、非离子型3 3种高分子混凝剂。种高分子混凝剂。(1)(1)天然高分子混凝剂天然高分子混凝剂 主要有动物胶、淀粉、甲壳素等。主要有动物胶、淀粉、甲壳素等。特点：特点：电荷密度小，分子量较低，且易发生降解电荷密度小，分子量较低，且易发生降解而失去活性。而失去活性。第四节第四节 混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂(2)(2)人工合成高分子混凝剂人工合成高分子混凝剂 阴阴离离子子型型：主主要要含含-COOM-COOM(M(M为为H H+或或金金属属离离子子)或或 -SO-SO3 3H H的的聚聚合合物物，如如阴阴离离子子聚聚丙丙烯烯酰酰胺胺(CPAM)(CPAM)和和聚聚苯苯乙乙烯烯磺酸钠（磺酸钠（PSSPSS）等。）等。阳阳离离子子型型：主主要要是是含含有有-NH-NH3 3+、-NH-NH2 2+和和-N-N+R R4 4的的聚聚合物，合物，如阳离子聚丙烯酰胺（如阳离子聚丙烯酰胺（APAMAPAM）等。）等。非非离离子子型型：所所含含基基团团未未发发生生反反应应的的聚聚合合物物。如如非离子型聚丙烯酰胺（非离子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM）和聚氧化乙烯）和聚氧化乙烯(PEO)(PEO)等。等。聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺 简称简称PAMPAM，又称三号混凝剂，又称三号混凝剂，PAMPAM的分子结构通式为：的分子结构通式为：PAMPAM是线状水溶性高分子，其分子量在是线状水溶性高分子，其分子量在300-1800300-1800万。万。阴离子聚丙烯酰胺阴离子聚丙烯酰胺(CPAM)(CPAM)阳离子聚丙烯酰胺（阳离子聚丙烯酰胺（APAMAPAM）非离子型聚丙烯酰胺（非离子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM）两性离子型聚丙烯酰胺（两性离子型聚丙烯酰胺（NPAMNPAM）-CH2-CH-n,CONH2 第四节第四节 混凝剂与助凝剂混凝剂与助凝剂（3 3）高分子混凝剂的作用：）高分子混凝剂的作用：靠靠氢氢键键、静静电电、范范德德华华力力的的作作用用对对胶胶粒粒强强烈烈的的吸吸附附作用。作用。高高聚聚合合度度的的线线型型高高分分子子在在溶溶液液中中保保持持适适当当的的伸伸展展形形状状，从从而而发发挥挥吸吸附附架架桥桥作作用用，把把许许多多细细小小颗颗粒粒吸吸附附后后，缠结在一起。缠结在一起。