文档介绍：絮凝剂与助凝剂的简介
部门:药剂事业部
主讲人:李红
时间:2012年5月11日
一、定义
絮凝剂主要是带有正电(负)性的基团中和一些水中带有负(正)电性难于分离的一些粒子或者颗粒,降低其电势,使其处于不稳定状态,并利用其聚合性质使得这些颗粒集中,并通过物理或者化学方法分离出来。
一般为达到这种目的而使用的药剂,称之为絮凝剂。絮凝剂主要应用于给水和污水处理领域。
助凝剂是为了提高絮凝效果而投加的辅助药剂。助凝剂本身可以起凝聚作用,也可以不起凝聚作用,但它与絮凝剂一起使用时,能改善水的絮凝效果。根据其在絮凝过程中所起的作用不同,可以分为很多类别,如用来调节pH值的碱(常用石灰);用来破坏对絮凝剂有干扰的有机物的氧化剂,如氯;用来加快絮凝过程和增加牢固性的活化剂,如二氧化硅、活性炭或各种泥土等
而我们把絮凝剂和助凝剂又统称为混凝剂。
二、分类及特点
絮凝剂的种类很多,可以分为:
1、无机絮凝剂
2、有机絮凝剂
3、高分子絮凝剂
现将常用的絮凝剂列于下表
分类
絮凝剂
无机絮凝剂及无机聚合絮凝剂
无机盐类
硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁、氯酸钠、三氯化铁(铁盐絮凝剂)、聚合氯化铝(铝盐絮凝剂)、工业废水专用混凝剂(铝盐絮凝剂)、聚合硫酸铁(铁盐絮凝剂)、聚氯化铝铁(铁盐絮凝剂)
固体细粉
高岭土、膨润土、酸性白土、炭黑、飘尘
有机絮凝剂(表面活性剂)
阴离子型
十二烷基苯磺酸钠、松香酸钠、月桂酸钠、硬脂酸钠、油酸钠
阳离子型
氯化烷基三甲基铵、十八烷基二甲基二本二乙基酮
高分子絮凝剂
阴离子型
阴离子聚丙烯酰胺(PAM),500万—2000万不同分子量的PAM
阳离子型
低离子度、中离子度及高离子度类型的阳离子聚丙烯酰胺
非离子型
非离子聚丙烯酰胺
1、铝盐絮凝剂
常用作铝盐的絮凝剂有硫酸铝、明矾、聚合氯化铝、工业废水专用混凝剂等。
絮凝剂的效果在很大程度上决定于它的存在形态是否能对水中的胶体颗粒发挥最有效的絮凝作用。因为天然水中的粘土胶体带有一定的负电荷,所以絮凝剂的形态只有是适当正电荷适当聚合度的羟基多核络合离子,才能同时起电性中和及吸附架桥等各种作用,取得最优絮凝效果
聚合氯化铝也叫聚氯、聚合铝、聚氯化铝或碱式氯化铝,简称PAC,它是由简单的中间产物连接而成的高分子化合物,它与传统的无机絮凝剂硫酸铝相比,有以下优点:
(1)加药量少。与硫酸铝相比,Al2O3的含量高,可节省药耗,降低制水成本,其用量只相当于硫酸铝的三分之一左右。
(2)絮凝效果好。聚合氯化铝形成絮凝物的速度快,与硫酸铝相比致密而且大,易于沉降,所有可以减小澄清沉淀设备的体积。
(3)使用范围广。与硫酸铝相比适应性强,对于低浊度水、高浊度水、有色水都有很好的絮凝效果。而且水温低时,絮凝效果不明显下降。水的pH在6—8之间均可采用。
(4)腐蚀性较小。产品本身是无害的,投加后的生活饮用水均符合饮用水标准,即使过量投加也不会使水质恶化。
2、铁盐絮凝剂
常用的铁盐絮凝剂有聚合硫酸铁、聚氯化铝铁、三氯化铁等。
铁盐絮凝剂与铝盐絮凝剂相比有以下特点:
铁盐絮凝剂生成絮凝物的密度比铝盐絮凝剂大,所以沉降速度快,需要的设备小,其最优pH范围比铝盐宽;铁盐在絮凝过程中受温度的影响比铝盐小;残留于水中的Fe2+会使净化后的水带色,而且Fe2+还能与水中的腐殖质作用,生成不易沉降的颜色更深的溶解性物质。
3、助凝剂
最常用的助凝剂为聚丙烯酰胺,简称PAM。其特点为:
(1)在低加药量时,就能形成相当稳定的絮凝物。
(2)高分子絮凝物易受水的pH值和离子强度的影响,因此,水的pH值大小和和水中所含离子的种类、数量以及使用方法都可能影响絮凝效果。
(3)高分子絮凝剂一般不能提高除铁和除有机物的效果,所以在锅炉用水处理中,不能因为加了这类絮凝剂而降低其余絮凝剂的药量。
(4)聚丙烯酰胺有一定的毒性,所以我国规定饮用水中聚丙烯酰胺的最高允许浓度为1mg/L,。
三、絮凝机理
1、胶体的稳定性
粒径小的悬浮物及胶体杂质在水中长期保持分散悬浮状态的特性称为胶体的稳定性。其具有稳定性的主要原因有以下几方面。
(1)微粒的布朗运动。颗粒极小的悬浮物和胶体杂质,受到水分子的撞击次数较少,各方向的撞击力不平衡,且因微粒质量甚微,重力影响甚小,致使微粒在水中作无规则的高速运动并趋于均匀分散状态,故微粒在天然水中能够稳定存在。
(2)微粒间的静电斥力。天然水中的胶核是由众多的分子形成的集合体,胶核表面分布着相同的电荷的离子。它是由组成胶核物质的电离作用或吸附了溶液中的某种离子而形成。胶核表面的离子通过静电作用吸附溶液中带相反电荷的离子(反离子)。距胶核较近的反离