常用的絮凝剂有哪些

我国目前常用的混凝剂有：

铝系：硫酸铝、明矾、聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PAS）

铁系：三氯化铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铁（PFC）

有机高分子混凝剂：聚丙烯酰胺（PAM）

优缺点：

硫酸铝

优点是，价格较低，使用便利，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响。缺点是，当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮体较松散；不溶杂质含量较多。

聚合氯化铝（PAC）

优点是，1应用范围广；2易快速形成大的矾花，沉淀性能好，投药量一般比硫酸铝低；3、适宜的PH值范围较宽(在5～9间)； 4、水温低时，仍可保持稳定的混凝效果； 5、其碱化度比其他铝盐、铁盐为高，因此药液对设备的侵蚀作用小。

三氯化铁

极易溶于水；沉淀性好，处理低温水或低浊水效果比铝盐的好。

缺点是，氯化铁液体、晶体物或受潮的无水物腐蚀性极大，调制和加药设备必须考虑用耐腐蚀材料硫酸亚铁 不如三价铁盐那样有良好的混凝效果；残留在水中的 Fe2+会使处理后的水带色。

聚合硫酸铁

投加剂量少；絮体生成快；对水质的适应范围广以及水解时消耗水中碱度少

聚丙烯酰胺（PAM）

常作助凝剂以配合铝盐和铁盐作用，效果显著。

水.业/导,航网'为您解`答。

1.低分子无机混凝剂 目前应用最广泛的简单无机型絮凝剂是铁系、铝系金属盐。主要有三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铝。三氯化铁(Fe:常用的是六水合三氯化铁(FeCl3•6H20)形成的矾花沉淀性好,处理低温水或低浊度水效果比铝盐好,适宜pH值范围较宽,但处理后水的色度比铝系的高,有腐蚀性。

硫酸亚铁(FeS04•H20)离解出的Fe2+只能生成最简单的单核络合物,不如二价铁盐那样有良好的混凝效果。硫酸铝(Al2(S04)3)是废水处理中使用最多的絮凝剂,使用便利,絮凝效果好,当水温低时水解困难,形成的絮体较松散,它的有效pH值范围较窄。明矶(Al2(S04)3•K2S04.24H20)的作用机理与硫酸铝同。

2.无机高分子絮凝剂 无机离分子絮凝剂混凝效果高、价格低,有逐步成为主流药剂的趋势。我国此类絮凝剂的开发成绩显著。无机高分子絮凝剂的品种有阳离子型，如聚合氯化铝(PACL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)、聚亚铁和阴离子型，如聚合硅酸〔PS〕。

聚合氯化铝(PAC)：对各种废水都可以达到好的絮凝效果，能快速形成大的矾花,沉淀性能好，适宜的pH值范围较宽(pH在5-9之间),且处理后水的pH值和碱度下降较小。水温低时,仍可保持稳定的絮凝效果，其碱化度比其它铝盐、铁盐为高,因此药液对设备的侵蚀作用小。

聚合硫酸铁(PFS)：混凝体形成速度快,密集且质量大且沉降速度快。尤其对低温低浊水有优良的处理效果，适用水体pH值范围(pH在4-11之间),腐蚀性小。实验表明,用聚铁净化水,可降低亚硝氮及铁的含量。因此,它是优良安全的饮用水混凝剂剂,有取代对人体有害的聚合铝混凝剂的趋势。

聚亚铁：可将高价金属离子还原成低价金属离子,且不需酸化。该混凝剂在水体中具有电荷中和与吸附架桥双重功能。与活性剂共用，可使胶体物质转变为混凝体,同时除去废水中的Cu、Zn、Ni等金属离子,成为高效电镀废水净化剂。

聚合硫酸铝(PAS)：去除浊度效果显著，并有较广的温度使用范围和对原水的适用范围。不仅可处理工业用水,还可处理工业废水。聚合硫酸铝混凝剂国外已有报道。

聚合硅酸(PS)：目前对聚合硅酸制备方法、聚合机制、聚合度的影响因素匀己研究较为透彻。研究发现,可利用中和所达到pH值的不同来控制聚合速度。聚硅酸具有很强的粘结聚集能力和吸附架桥作用。杨修造等[16]对聚硅酸的胶凝特性进行了研究,证明了聚硅属阴离子型。聚 文档冲亿季，硅酸的最大缺点是产品性质不稳定,故不能成为独立商品。

(二)有机高分子混凝剂

有机高分子混凝剂具有用最少、混凝速度快，受盐类、pH值及温度影响小,生成污泥量少且易处理等优点,有广阔的应用前景。

目前使用的混凝剂主要有合成和天然改性两种。

聚丙烯酰胺：在合成的有机高分子絮凝剂中,聚丙烯酰胺的应用最多。聚丙烯酰胺有非离子型、阳离子型和阴离子型三种。它们的分子量均在50-600万之间。由于这类絮凝剂存在一定量的残余单体丙烯酰胺,不可避免地带来了毒性。高分子量(106以上)的聚丙烯酸纳属阴离子型混凝剂,有强的混凝作用且无毒。聚丙烯酸纳对悬浮于水介质中的细粒子产生非离子吸附,使粒子间产生交联。它对具有金属氢氧化物这类正电荷的胶体粒子更显示出其优良的性能。

聚二甲基二丙烯基氯化铵：阳离子型高分子化合物,用于水处理能获得比目前较常用的无机高分子絮凝剂和有机高分子混凝剂聚丙烯酰胺更好的处理效果,可单独使用,也可与无机混凝剂并用。 淀粉衍生物：可以吸附带负电荷的有机或无机悬浮物质。近年来淀粉聚丙烯酰胺接枝共聚物的研究已取得了一定的进展。 甲壳素衍生物：对甲壳素进行分子改良得到的壳聚糖是一种很好的混凝剂。

植物胶改性多功能处理剂：进入70年代以来,国外陆续开发了一些兼具混凝、缓蚀等多种功能的合成有机高分子处理剂,这些药剂不仅具有良好的混凝性能,而且还有缓蚀、杀菌等作用。

(三)复合型混凝剂

高效复合型混凝剂是近年来才发展起米的,其发展非常迅猛,种类比较多,它的作用机理在于离子间的相互增效作用。

聚合氯化铝铁：可利用煤石为原料制得，兼具有铁盐和铝盐的特性，在pH值7.O-8.2的范围内,其去除浊度效果和絮体沉降性能都优于聚合铝。

聚合硫酸氯化铝铁：以铝土矿等为原料制得,其组成为含有多核聚铁及聚铝与氯根、硫酸根配位的复合型无机高分子,兼备铁、铝混凝剂的优良性能。在某些方面,具有比PAC更好的效果。并且其生产工艺简单，成本低，在水处理中具有广阔的应用价值。

聚氯硫酸铁：利用硫酸/盐酸混酸溶解轧钢废钢渣的溶出液为原料,可制得聚氯硫酸铁。它具有电荷中和与吸附架桥功能,形成的矾花大,沉降快,污泥脱水性能好,无二次污染。

聚合硫酸铝铁：以硫酸亚铁为原料在酸性条件下反应l小时,即得到盐基度20%以上的复合聚合硫酸铝铁,它对污水具有很好的混凝效果。

聚磷氯化铝：聚磷氯化铝比PAC具有更强的吸附性能,且混凝反应速度快,生成的矾花大等优点。

聚磷氯化铁：在聚合氯化铁中引入适量的P043-能制得,研究表明P043-在聚合铁中的含量有一定的范围,超出此范围混凝效果反而下降。

聚硅氯化铝：用聚硅酸与聚合氯化铝可制得性能优异的聚硅氯化铝。 聚硅酸铁铝：其实验结果体现了电中和、吸附架桥、沉淀网捕作用的综合效应。适应pH值范围宽、贮存期长(超过1个月)、易操作、用药量少、沉降性能好，用药量范围宽等优点。

无机化合物还可与有机化合物组合形成复合型的混凝剂,如聚合铝/聚丙烯酰胺、聚合铁/甲壳素、聚合铝/阳离子有机高分子等等,复合型的高效混凝剂性能、经济、二次污染等方面的综合性能是最好的,目前混凝研究领域最热的也是复合型高效混凝剂。

(四)微生物混凝剂

有机型混凝剂尽管非常有效，但残留物有害,如丙烯酰胺单体是很强的致癌物,无机型及复合型混凝剂也存在残留问题。微生物混凝剂正是在此形势下开发的新一代混凝剂。

国内自90年代已开始进行研究，目前已经发现许多微生物如格兰氏阳性菌、格兰氏阴性菌和其它如土壤杆菌属、厄氏菌属、假单胞菌属等都能产生混凝物质。其中具有最强混凝作用的是红平红球菌(Rhodococcus erythropolis),这种细菌在旱田土壤中最常见,在沉降性良好的活性污泥微生物相中约占2%，用它开发的纯微生物混凝剂命名为NOC-1。

硫酸铝含有不同数量的结晶水，Al2(SO4)3•18H2O，其中n=6、10、14、16，18和27，常用的是Al2(SO4)3•18H2O其分子量为666.41，比重1.61，外观为白色，光泽结晶。

硫酸铝易溶于水，水溶液呈酸性，室温时溶解度大致是50%，pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90%以上。

2. 聚合氯化铝

聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂。六十年代， 日本在制造与应用方面做了大量工作，有逐步取代硫酸铝的趋势。我国在1973年曾在成都召开全国新型混凝剂技术经验交流会，会上对聚合氯化铝的产品质量提出了要求，其中要求含氧化铝(Al2O8)10%以上，碱化度为50-80%，不溶物1%以下等。

我国某些地区仍将聚合氯化铝称为碱式氯化铝[A1n(OH)mCl3n-m]，这是由于对它的基本化学式的不同理解而造成的。聚合氯化铝的化学式应表示为[Al2(OH)nC18-n]m，其中n可取1到5中间的任何整数，m为10的整数。这个化学式实际指m个A12(OH)nCl6-n(称羟基氯化铝)单体的聚合物。

聚合氯化铝中OH-与Al的比值对混凝效果有很大关系，一般可用碱化度B表示:

，例如n=4时，碱化度

。一般要求B为40~60%。

3. 三氯化铁

三氯化铁(FeCl3•6H2O)是一种常用的混凝剂，是黑褐色的结晶体，有强烈吸水性，极易溶于水，其溶解度随温度上升而增加，形成的矾花，沉淀性能好，处理低温水或低浊水效果比铝盐好。我国供应的三氯化铁有无水物、结晶水物和液体。液体、晶体物或受潮的无水物腐蚀性极大，调制和加药设备必须考虑用耐腐蚀器材(不锈钢的泵轴运转几星期也即腐蚀，用钛制泵轴有较好的耐腐性能)。

三氯化铁加入水后与天然水中碱度起反应，形成氢氧化铁胶体，其反应式为

(1.15) 以上反应式只是一个粗略的表示方法，实际上要复杂得多，当被处理水的碱度低或其投加量较大时，在水中应先加适量的石灰。

水处理中配制的三氯化铁溶液浓度宜高，可达46%。

三氯化铁的优点是形成的矾花比重大，易沉降，低温、低浊时仍有较好效果，适宜的pH值范围也较宽，缺点是溶液具有强腐蚀性，处理后的水的色度比用铝盐高。

4. 硫酸亚铁

硫酸亚铁FeS04•7H20是半透明绿色结晶体，易于溶水，在水温20时溶解度为21%。

硫酸亚铁离解出的Fe2+只能生成简单的单核络合物，因此，不如三价铁盐那样有良好的混凝效果。残留于水中的Fe2+会使处理后的水带色，当水中色度较高时，Fe2+与水中有色物质反应，将生成颜色更深的不易沉淀的物质(但可用三价铁盐除色)。根据以上所述，使用硫酸亚铁时应将二价铁先氧化为三价铁，然后再起混凝作用。

当水的pH值在8.0以上时，加入的亚铁盐的Fe2+易被水中溶解氧氧化成Fe3+

(1.16)当水的pH值 8.0时，则可加入石灰去除水中CO2

(1.17)石灰用量可按下式估算: =0.37a+1.27CO2(1.18)式中 a--FeSO4的投加量(毫克/升)

CO2--水中CO2的含量(毫克/升)。当水中没有足够溶解氧时，则可加氯或漂白粉予以氧化:

(1.19)理论上1毫克/升FeSO4需加氯0.234毫克/升。

5. 碳酸镁

铝盐与铁盐作为混凝剂加入水中形成絮体随水中杂质一起沉淀于池底，作为污泥要进行适当处理以免造成污染。大水厂产生的污泥量甚大，因此不少人曾尝试用硫酸回收污泥中的有效铝、铁，但回收物中常有大量铁、锰和有机色度，以致不适宜再作混凝剂。

以上各种化学剂都可重复使用，既可节省药剂，又可减少污泥量。该工艺流程，根据实际使用结果表明，镁盐回收率可达80%以上，镁盐形成的矾花比铝盐的大且重，易于沉淀。 该项工艺可以与石灰软化法软水工艺结合使用。假如河流水或地下水中Mg2+含量较高，就有可能不投加新碳酸镁而完全进行循环。

6. 有机合成高分子混凝剂

高分子混凝剂一般都是线型高分子聚合物，它们的分子呈链状，并由很多链节组成，每一链节为一化学单体，各单体以共价键结合。聚合物的分子量是各单体的分子量的总和，单体的总数称聚合度。高分子混凝剂的聚合度即指链节数，约从1000~5000，低聚合度的分子量从1000至几万，高聚合度的分子量从几千至几百万，高分子混凝剂溶于水中，将生成大量的线型高分子。

聚丙烯酰胺(PAM)为非离子型聚合物。它的产量占高分子混凝剂生产总量的80%，是一种最重要的和使用最多的高分子混凝剂。在我国西北地区用来处理高浊度水，也称为三号絮凝剂，其结构式为 :

我国有的产品聚合度大2万-9万，分子量可达150万-800万。

高分子混凝剂的凝聚作用主要通过以下二方面进行。

(1)由于氢键结合、静电结合、范德华力等作用对胶粒有较强的吸附结合力。

(2)因为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。

为了使高分子混凝剂能更好地发挥架桥和吸附作用，理论上应使高分子的链条延伸为最大长度并使可以电离的基团达到最大电离度，其目的是为了产生最多的带电部位，有利用吸附和由于这些带电部位的同号电荷的相斥力，使高分子链条延伸为最大长度，有利于架桥，见图1.8。

聚丙烯酰胺作为助凝剂常与其它混凝剂一起使用，产生良好的混凝效果。一般情况下，当原水浊度低时，宜先投加其他凝混剂，后投聚丙烯酰胺(相隔半分钟为宜

7. 天然高分子混凝剂

很多天然高分子物质如胶、淀粉、纤维索、蛋自质、藻类等都有混凝和助凝作用。我国天然野生植物很多，可以就地取材为水处理服务，比较有效的有海藻酸钠、木刨花、榆树根，松树籽等天然高分子物质，但应注意以下几点:

(1)首先对这些物质是否存在其他有毒物质进行毒理学的鉴定。

(2)应研究弄清天然高分子的结构和性能，以便今后有效地进行有机合成。

(3)研究提取和保存有效成分的方法。