混凝剂絮凝剂

水处理药剂，张建国，第二章絮凝剂，1，定义和分类2，絮凝和混凝理论3，絮凝剂的结构，制造和性能4，影响絮凝剂效果的工艺条件5，絮凝剂的卫生安全，1，定义和分类，天然水或工业水中的泥沙，颗粒非常细的灰尘，腐殖质这些杂质与水一起形成溶胶状态的胶体粒子，通过布朗运动和静电排斥力显示沉淀稳定性和聚合稳定性，通常不能用重力的自然沉降方式去除，必须添加絮凝剂破坏溶胶的稳定性，使较小的胶体粒子凝聚成较大的颗粒，然后沉淀。1 .絮凝剂或凝固剂定义：水溶液中溶质、胶体或悬浮粒子产生絮凝沉淀的水处理剂。絮凝剂、絮凝剂、絮凝剂复合絮凝剂代码：XN(HG2762-1996)表2-1，2。无机絮凝剂分类合成有机高分子絮凝剂天然有机高分子絮凝剂微生物絮凝剂，2，絮凝和混凝理论，1。固体粒子双层结构中的悬浮物质或固体粒子通常吸附表面的正离子或负离子或极性分子，在固体-液体两相界面的电荷分布不均匀，可能产生电位水的胶体状态下分布。胶核：构成水-溶胶粒子的核心(杂质)电位离子：胶核表面的离子(胶体表面部分电离或胶在水中吸附离子)类似塑料核具有相同的电位离子，具有相同的电荷(细菌，粒子为负电荷的胶体，Fe(OH)3，Al)电位离子与原子核紧密结合，难以分离。半离子：核表面的电位差温层通过静电作用将水中电荷符号相反的离子吸引到称为半离子的胶核周围。双层：由电位离子和半离子形成。吸附层：可与核一起移动的离子层。扩散层：不随核移动的离子层。胶体粒子：核和吸附层为一体。胶束：微粒和扩散层，2。固液分散系统的稳定性固体粒子之间存在斥力和重力。斥力：胶体粒子的双层作用力是固体粒子间距离的函数。重力：范德华重力是固体粒子之间距离的函数。3 .絮凝剂作用机制胶体粒子稳定后均匀分散的胶体粒子与大粒子结合在一起从液体中沉淀，这称为凝聚。絮凝：胶体粒子可逆絮凝(可以简单搅拌)冷凝：胶体粒子不可逆絮凝(简单搅拌不分散)，絮凝机理：(1)随着电解质作用于双层，电解质在固体粒子表面形成的双电层的有效厚度减少，范德华重力占优势，相互吸干，最终到达絮凝。胶体中半离子吸附层的厚度一般很薄。只有一层或多层离子，而半离子扩散层很厚。其厚度与水的离子强度有关。=*CiZi 2:离子强度ci:溶液中存在的第I离子浓度Zi:第I离子的原子在水中电解质浓度增加时离子价格增加，离子强度增加，电双层厚度减小。高价离子对扩散层厚度的影响更大。a .离子强度增加，相同离子间的相互排斥增加，扩散层的空间体积减少。b .高价离子将一些半离子压缩成半离子吸附层，减少电位，减少扩散层厚度。c .果冻宾对高价离子有强烈的吸附作用，使高价离子进入扩散层和吸附层，取代低价离子，使双电层中的离子数减少，成为压缩扩散层，从而减少电电位。因此，电解质由于直接压缩和高价离子的离子交换及吸附作用，最终减少了胶束的扩散层，电电位减少，直到整个半离子从扩散层流入吸附层，电电位为0。此时，在颗粒的吸附层中，正相反，颗粒变成电中性，进入等电状态，水溶胶系统的稳定性将被消除，颗粒间的排斥作用大大减弱，胶体间发生聚集沉淀。(2)吸附架桥机制添加少量聚合物电解质时，颗粒对高分子物质有强吸附作用，因此高分值肠管的一端吸附在一个微球表面，另一端吸附在另一个微球上，形成一个高分子链。高分经商系就像各美立间桥梁，将微粒连接起来形成凝聚体，最终定居下来。聚合物的吸附桥作用，(3)在沉淀物卷扫机制水中添加了大量铝或铁盐等药品后，在水中形成了高聚合度的氢氧化物，可以吸附权位上的微粒，使其沉淀。三、絮凝剂的结构、制备及性能，1 .无机絮凝剂自然数中的大部分金属与许多配合物(其中最重要的无机配合物是OH-、Cl-、SO42-和HCO3-)形成各种复合物，分子结构的差异决定了水体中化学行为的差异。高价金属离子的配位化合物可以以单核和多核两种配位形式存在于水体中。(1)分类铝铁聚硅酸铝，铝低分子量：硫酸铝钾(明矾)Al2(SO4)3K2SO424H2O，硫酸铝Al2(SO4)3，结晶氯化铝AlCl3nH2O，铝酸钠nno 铁等多价金属离子在水溶液中最先形成水合离子，水合离子的酸性离解，也就是水解产生氢氧化物或羟基collateral离子的水分子，也可以看作络合离子。 (2)铝盐、铁盐的水解过程和络合平衡，通过水解作用的配位体H2O逐渐OH-替换生成氢氧化物或氢氧化物，通过羟基交联将单核复合物转换为多核羟基复合物，多核交联离子通过水解降低产物的电荷，提高羟基数量，生成更高水平的多核复合物，水解和羟基桥凝固机制：带吸附脱碳的铝盐水分解物吸附在带负电的胶体表面，部分或全部胶体粒子表面电荷中和，胶体稳定，相互碰撞，粘合成大颗粒，凝聚辊扫沉淀絮沉淀过程辊扫其他胶体粒子后，沉淀在一起。易用性；水温低很难水解，凝聚体形成松散。使用范围小(pH 5.5 8)，添加量过多，水的pH值降低，影响混凝效果，使水发昏迷。添加：20 100mg/l特性：白色或灰白色粉末或块状结晶，易于湿凝。b .聚合氯化铝(polyaluminiumchloride，PAC)也是聚合铝或碱式氯化铝Al2(OH)nCl6-nxH2Omm10，n=3 容易溶于水，溶液是无色至黄褐色的透明液体。凝固机制1。胶体粒子的电中和和脱稳定；缩合二次粗颗粒的吸附桥接；去除水中有害离子的吸附和络合。特征：凝聚体快，颗粒大，重，容易沉淀，pH范围大(5 9)，透射度小于硫酸铝，浊度低，对色度及低温水的凝固效果好。但是水解过程中存在h分解，对水解不利，对形成Al(OH)3不利。(4)铁无机絮凝剂，特点：pH的应用范围大，受水温影响小，氢氧化物絮的形成速度快，密度高，沉淀速度快，净水效果好。价钱便宜。重金属、硫化物和生成的絮状物可以吸附去除油和聚合物，有效减少水中磷的含量。但是酸性强，腐蚀性强，Fe2形成水中杂质和可溶性复合物，使水怪变成黄色。a .氯化铁水合物FeCl36H2O物理和化学性质：黄棕色晶体，容易吸收水分，溶于水，溶解度随温度的增加而增加，溶液呈强酸性。凝固机制：P33，使用特性：适当的pH范围5 11；水解速度快，产品溶解度小，密度高，浓度低。腐蚀性强，必须注意设备的防腐蚀。处理后的色度比使用铝盐时高。b .硫酸亚铁FeSO47H2O理化性质：半透明绿色晶体，容易溶于水，溶解度随温度的增加而增加，具有腐蚀性，容易氧化成黄色或黄褐色碱剂2铁Fe(OH)SO4，水溶液呈弱酸性。凝固机制：Fe2只能形成单核复合物，必须氧化为Fe3，其机制与铝盐相同。溶特性：pH 8点Fe2容易被水的溶解氧氧化成Fe3，ph 8点，适当添加石灰以提高碱度和pH值，这就像水的溶氧不足时通过氯或添加次氯酸盐一样。c . polyferric(polymerrized ferroussulfate，PFS) Fe2 (oh) n (SO4) 3-n/2 m物理化学性质：红褐色粘性混凝机理P39，使用特性：适用pH范围大，一般为4 11，快速絮凝速度快，明矾花颗粒大、重、快沉淀，投药量低，脱色，重金属离子去除，水鳕鱼和BOD减少，凝固效果优于聚合铝。(5)复合无机高分子絮凝剂(inorganicpolymerflocculant)含有铝盐、铁盐、硅酸盐等多种絮凝或起到抗凝作用的物质。聚合硅酸铝PASC；聚硅酸铁PFSC；聚合氯化铁；聚硅酸铁铝；聚合氯化铝等。2 .有机高分子絮凝剂，(1)分类合成有机高分子絮凝剂特性：分子量、分子链官能团、市场优势、残留单体毒性限制了其在食品加工、给水处理、发酵工业中的应用；天然有机高分子絮凝剂特征：来源广，价格便宜，无毒，容易生物降解。作用机理分类：阳离子、阴离子、非离子型、两性型、(2)合成有机高分子絮凝剂的制备非离子合成有机高分子絮凝剂PAM是其中最常用、应用最广泛的一种：PAM、催化体系：过硫酸盐、硝酸盐(无机化合物体系)；过氧化酰基，偶氮二异丁基腈(有机化合物体系)；聚合方法：本体法、溶液法、沉淀法、反相悬浮法、乳液法等，负离子合成有机高分子絮凝剂a .部分水解聚丙烯酰胺：PAM部分水解制备1后处理，a .丙烯酰胺和丙烯酸共聚物：配方2AM和丙烯酸是溶液，羧基含量5%-30%相对分子质量5106，B.2-丙烯酰胺-异丁基磺酸-丙烯酸三元共聚物，通过调节单体聚合的比例，共聚物的分子量和电荷密度，c .丙烯酸钠-乙烯醇共聚物，以及m和n的比例，来调节共聚物的电荷密度，以及、十六烷基三甲基溴化铵3360三曲溴铵、溴三甲基铵、溴铵、鲸熔融三甲基溴化铵；CTAB；CTMAB；HTAB；CTABr；两性肥皂，阳离子有机高分子絮凝剂，本品从白色或亮黄色晶体到粉末有刺激性气味；易溶于异丙醇，溶于水，冲击时会产生很多泡沫。阳离子、非离子、两性表面活性剂和相容性好。渗透、软化、乳化、抗静电、生物降解和杀菌效果好。，十六烷基三甲基溴化铵，用作天然、合成橡胶、硅油和沥青乳化剂；合成纤维、天然纤维和玻璃纤维抗静电剂、柔软剂；护发素；护发素。相转移催化；用于乳液发泡剂、表面活性剂、分析试剂、涤纶丝绸剂、皮革加脂剂、还用于助焊剂、焊膏生产中的表面活性剂，具有活性，对高光、虚拟焊接、钎焊前的饱腹作用也有一定的效果。聚丙烯酸酯季铵盐型，季铵盐聚合物是多功能的水处理剂：絮凝、杀菌、分散阻垢、防腐阳离子絮凝剂对水中带负电荷的胶体粒子有强吸附作用，非极性基团具有疏水性，能显着改变胶体粒子表面的截面状态和表面能量，显着提高胶体的可脱稳定性和沉淀性能。(3)合成有机高分子絮凝剂的结构和性能，结构特性分子量在103107水阶段之间；具有多种官能团电解质的特性。(3)合成有机高分子絮凝剂的结构和性质，结构特征a .平均相对分子质量及其分布相对分子质量分布不同，絮凝能力不同。低分子量聚丙烯酰胺(分散剂)m 100万重分子量聚丙烯酰胺(纸干强制)M 1700万向水库注入水和天然气，为油层补充能量，开采石油，称为二次油类。石油和天然气，水和岩石相互提高性能，开采更多石油，这被称为第三次石油生产。也称为采油(EOR)改进方法。提高采收率的方法很多，主要有：注入表面活性剂；聚合物浓水注入；碱驱注入；注入CO2驱动器；碱注和聚合物驱；惰性气体驱动注入；碳氢化合物混合相驱；燃烧油层。蒸汽注入驱动器等。b .平均离子的电荷密度和聚合物的相对活性，电荷密度的大小影响聚合物对胶体粒子的吸附，即聚集活性。阳离子类型：常用于水处理负离子类型：常用于造纸和水处理男女类型：常用于污泥脱水物理特性(以PAM为例)，a .溶解度(相对分子量、分子结构、温度、PH值、盐含量等)分子量对可接受性的影响不明显，高聚合物pap提高t可略微促进PAM溶解，并可能在T50时发生分解。溶于水的速度不受pH的影响，某些水解物如果pH值是碱性的，溶解度会提高。PH10.5，水解；未水解的PAM稀释溶液不受大多数无机盐的影响，但高价金属盐和羧基形成不溶性物质，可以析出45%的PAM(水解度也是45%)。物理特性(以PAM为例)，b .粘度(受浓度、PH、温度、剪切速度、共存盐和聚合物的相对分子质量影响)，PAM稀释水溶液的粘度和浓度类似于代数线性关系，提高温度会降低粘度，可能在同一供求中波动；纯PAM易于水解，稀水溶液pH从酸变为碱时，非离子PAM水解度增加，溶液粘度增加。物理特性(以PAM为例)，对c .盐类、微生物等的耐药PAM对许多无机盐电解质具有良好的耐药性，可与表面活性剂相容；帕姆对真菌有抵抗力，但对其他微生物没有抵抗力，保管时需要添加杀菌剂。d .降低流体的运动阻力水溶性聚合物，减少聚合物浓度和流体线速度不同的固体包含流体通过管线所需的能量。化学性质、侧链官能团酰胺的活性酰胺的化学活性很大。与各种化合物反应，生成各种帕姆衍生物也很容易，与多种化合物进