絮凝劑

絮凝簡(jiǎn)析

　　使水或液體中懸浮微粒集聚變大，或形成絮團(tuán)，從而加快粒子的聚沉，達(dá)到固-液分離的目的，這一現(xiàn)象或操作稱作絮凝。

　　通常絮凝的實(shí)施靠添加適當(dāng)?shù)男跄齽?，其作用是吸附微粒，在微粒間“架橋”，從而促進(jìn)集聚。膠乳工業(yè)中，絮凝是膠乳凝固的第一階段，是一種不可逆的聚集。絮凝劑通常為銨鹽一類電解質(zhì)或有吸附作用的膠質(zhì)化學(xué)品。

常見絮凝藥劑

　　主要分為兩大類別：鐵制劑系列和鋁制劑系列，當(dāng)然也包括其叢生的高聚物系列。絮凝劑有不少品種，其共通特點(diǎn)是能夠?qū)⑷芤褐械膽腋∥⒘＞奂?lián)結(jié)形成粗大的絮狀團(tuán)粒或團(tuán)塊。

　　在水處理工程中較常見的絮凝劑如：硫酸鋁（明礬），聚合硫酸鋁（polyaluminiumsulfate)，栲膠等等。

　　硫酸鐵

　　性狀：灰白色粉末或正交棱形結(jié)晶流動(dòng)淺黃色粉末。對(duì)光敏感。易吸濕。在水中溶解緩慢，但在水中有微量硫酸亞鐵時(shí)溶解較快，微溶于乙醇，幾乎不溶于丙酮和乙酸乙酯。在水溶液中緩慢地水解。相對(duì)密度(d18)3.097。熱至480℃分解。商品通常約含20%水呈淺黃色。也有含9分子結(jié)晶水的。相對(duì)密度2.1。175℃失去7分子結(jié)晶水。

　　用途：1、用于銀的分析，糖的定量測(cè)定。用作染料。墨水。凈水。鋁的雕刻。消毒。聚合催化劑等。2、分析試劑、糖定量測(cè)定、鐵催化劑、媒染劑、凈水劑制顏料、藥物。3、水處理行業(yè)用作凈水的混凝劑和污泥的處理劑。4、被用作媒染劑以及工業(yè)廢水的凝結(jié)劑，也用于顏料中。5、醫(yī)藥上用硫酸鐵作收斂劑和止血?jiǎng)?、用于鍍鋅鎳鐵合金、鍍鋅鐵鈷合金等電解液中。

　　硫酸鋁

　　性質(zhì)：極易溶于水，硫酸鋁在純硫酸中不能溶解（只是共存），在硫酸溶液中與硫酸共同溶解于水，所以硫酸鋁在硫酸中溶解度就是硫酸鋁在水中的溶解度。常溫析出含有18分子結(jié)晶水，為18水硫酸鋁，工業(yè)上生產(chǎn)多為18水硫酸鋁。含無水硫酸鋁51.3%，即使100℃也不會(huì)自溶（溶于自身結(jié)晶水）。不易風(fēng)化而失去結(jié)晶水，比較穩(wěn)定，加熱會(huì)失水，高溫會(huì)分解為氧化鋁和硫的氧化物。加熱至770℃開始分解為氧化鋁、三氧化硫、二氧化硫和水蒸氣。溶于水、酸和堿，不溶于乙醇。水溶液呈酸性。水解后生成氫氧化鋁。水溶液長(zhǎng)時(shí)間沸騰可生成堿式硫酸鋁。工業(yè)品為灰白色片狀、粒狀或塊狀，因含低鐵鹽而帶淡綠色，又因低價(jià)鐵鹽被氧化而使表面發(fā)黃。粗品為灰白色細(xì)晶結(jié)構(gòu)多孔狀物。無毒，粉塵能刺激眼睛。

　　作用：1.造紙工業(yè)中用作紙張施膠劑，以增強(qiáng)紙張的抗水、防滲性能；2.溶于水后能使水中的細(xì)小微粒和自然膠粒凝聚成大塊絮狀物，從而自水中除去，故用作供水和廢水的混凝劑；3.用作濁水凈化劑，也用作沉淀劑、固色劑、填充劑等。在化妝品中用作抑汗化妝品原料（收斂劑）；4.消防工業(yè)中，與小蘇打、發(fā)泡劑組成泡沫滅火劑；5.分析試劑，媒染劑，鞣革劑，油脂脫色劑，木材防腐劑；6.白蛋白巴氏殺菌的穩(wěn)定劑(包括液體或冷凍全蛋、蛋白或蛋黃)；7.可作原料，用于制造人造寶石和高級(jí)銨明礬，其他鋁酸鹽；8.燃料工業(yè)中，在生產(chǎn)鉻黃和色淀染料時(shí)作沉淀劑，同時(shí)又起固色和填充劑作用。

　　PFS聚合硫酸鐵

　　聚合硫酸鐵形態(tài)性狀是淡黃色無定型粉狀固體，極易溶于水，10%（重量）的水溶液為紅棕色透明溶液，吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛應(yīng)用于飲用水、工業(yè)用水、各種工業(yè)廢水、城市污水、污泥脫水等的凈化處理。

　　使用方法及注意事項(xiàng)：因原水性質(zhì)各異，應(yīng)根據(jù)不同情況，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試或作燒杯試驗(yàn)，取得最佳使用條件和最佳投藥量以達(dá)到最好的處理效果。

　　1、使用前，將本產(chǎn)品按一定濃度（10-30%）投入溶礬池，注入自來水?dāng)嚢枋怪浞炙?，靜置至呈紅棕色液體，再兌水稀釋到所需濃度投加混凝。水廠亦可配成2-5%直接投加，工業(yè)廢水處理直接配成5-10%投加。

　　2、投加量的確定，根據(jù)原水性質(zhì)可通過生產(chǎn)調(diào)試或燒杯實(shí)驗(yàn)視礬花形成適量而定，制水廠可以原用的其它藥劑量作為參考，在同等條件下本產(chǎn)品與固體聚合氯化鋁用量大體相當(dāng)，是固體硫酸鋁用量的1/3-1/4。如果原用的是液體產(chǎn)品，可根據(jù)相應(yīng)藥劑濃度計(jì)算酌定。大致按重量比1：3而定。

　　3、使用時(shí)，將上述配制好的藥液，泵入計(jì)量槽，通過計(jì)量投加藥液與原水混凝。

　　4、一般情況下當(dāng)日配制當(dāng)日使用，配藥需要自來水，稍有沉淀物屬正常現(xiàn)象。

　　5、注意混凝過程三個(gè)階段的水力條件和形成礬花狀況。(1)凝聚階段：是藥液注入混凝池與原水快速混凝在極短時(shí)間內(nèi)形成微細(xì)礬花的過程，此時(shí)水體變得更加渾濁，它要求水流能產(chǎn)生激烈的湍流。燒杯實(shí)驗(yàn)中宜快速（250-300轉(zhuǎn)/分）攪拌10-30S，一般不超過2min。(2)絮凝階段：是礬花成長(zhǎng)變粗的過程，要求適當(dāng)?shù)耐牧鞒潭群妥銐虻耐Ａ魰r(shí)間（10-15min），至后期可觀察到大量礬花聚集緩緩下沉，形成表面清晰層。燒杯實(shí)驗(yàn)先以150轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杓s6分鐘，再以60轉(zhuǎn)/分?jǐn)嚢杓s4分鐘至呈懸浮態(tài)。(3)沉降階段：它是在沉降池中進(jìn)行的絮凝物沉降過程，要求水流緩慢，為提高效率一般采用斜管（板式）沉降池（最好采用氣浮法分離絮凝物），大量的粗大礬花被斜管（板）壁阻擋而沉積于池底，上層水為澄清水，剩下的粒徑小、密度小的礬花一邊緩緩下降，一邊繼續(xù)相互碰撞結(jié)大，至后期余濁基本不變。燒杯實(shí)驗(yàn)宜以20-30轉(zhuǎn)/分慢攪5分鐘，再靜沉10分鐘，測(cè)余濁。

　　6、強(qiáng)化過濾，主要是合理選用濾層結(jié)構(gòu)和助濾劑，以提高濾池的去除率，它是提高水質(zhì)的重要措施。

　　7、本產(chǎn)品應(yīng)用于環(huán)保、工業(yè)廢水的處理，使用方法與制水廠大體相同，對(duì)高色度、高COD、BOD的原水處理，輔以助劑作用效果甚佳。

　　8、采用化學(xué)混凝法的企業(yè)，原用的設(shè)備無需作大的改造，只需增設(shè)溶礬池即可使用本產(chǎn)品。

　　9、本產(chǎn)品須保存在干燥、防潮、避熱的地方（<80oC，切勿損壞包裝，產(chǎn)品可長(zhǎng)期儲(chǔ)存）。

　　10、本產(chǎn)品必須溶解才能使用，溶解設(shè)備和加藥設(shè)施應(yīng)采用耐腐蝕材料。

　　相關(guān)解釋：

　　絮凝——從工藝上看，是指絮粒通過吸附、交聯(lián)、網(wǎng)捕，聚結(jié)為大絮體沉降的過程。

　　絮凝劑——是從化學(xué)角度看，是使膠體和懸浮顆粒凝聚和絮凝的藥劑，所以也稱為混凝劑。

　　凝聚——從作用機(jī)理來看，是指膠體和分散系雙電層壓縮、ζ電位破壞、電性中和而脫穩(wěn)并聚集為絮粒的過程。

　　混凝——凝聚和絮凝統(tǒng)稱為混凝。

無機(jī)絮凝劑處理

　　無機(jī)絮凝劑主要包括無機(jī)低分子絮凝劑和無機(jī)高分子絮凝劑。目前應(yīng)用和研究較多的是無機(jī)高分子絮凝劑，主要有聚鐵類無機(jī)高分子絮凝劑和聚鋁類無機(jī)高分子絮凝劑。無機(jī)高分子絮凝中使用較多的是聚合硫酸鐵(PFS)和聚合氯化鋁(PAC)。[1]聚合硫酸鐵具有絮凝能力強(qiáng)，沉降快、使用范圍廣、對(duì)金屬設(shè)備腐蝕性小及二次污染小等優(yōu)點(diǎn)，但產(chǎn)生的污泥量較大、生產(chǎn)工藝復(fù)雜、成本較高；聚合氯化鋁處理含油污水時(shí)，其絮凝效果明顯優(yōu)于其它鋁鹽，通常也比聚鐵類絮凝劑好，主要表現(xiàn)為投量較小且產(chǎn)生的污泥量小，缺點(diǎn)則是絮凝沉降速度較慢，易造成二次污染。

　　復(fù)合型無機(jī)高分子絮凝劑是近年來新興的一類無機(jī)絮凝劑，主要有聚合氯化鋁鐵(PAFC)、聚合硫酸鋁鐵(PAFS)和聚合硫酸氯化鋁鐵(PAF-CS)等。個(gè)聚合氯化鋁鐵是以鋁鹽為主，鐵鹽為輔的復(fù)合型無機(jī)高分子絮凝劑，兼有鋁鹽絮凝劑和鐵鹽絮凝劑雙重特性，混凝性能通常優(yōu)于聚合氯化鋁和三氯化鐵。聚合氯化鋁鐵絮凝劑處理油田含油廢水，除油率和懸浮物去除率約在90%以上，能滿足油田回注水的要求。

　　聚合硫酸鋁鐵是以硫酸亞鐵為原料、硝酸鈉為催化劑制備而成，對(duì)含油廢水有很好的處理效果。聚合硫酸氯化鋁鐵是以鋁土礦、活性硅酸鈣、鹽酸、硫酸等為原料制備而成，兼有聚鐵和聚鋁的優(yōu)良性能，該絮凝劑處理含油廢水效果優(yōu)于聚合氯化鋁。復(fù)合型無機(jī)高分子絮凝劑不僅兼有聚鋁和聚鐵無機(jī)高分子絮凝劑的優(yōu)良性能，而且有聚合度較大、堿化度較高的特點(diǎn)。