第三章 混凝剂的种类

3.2.3非离子型聚电解质
非离子型聚电解质的主要品种为未水解的高分子 量聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯。这里的“未水解”， 是指在聚丙烯酰胺分子重复单元中已水解的酰胺量 占全部酰胺基的比例低于3％，而不是指完全没有 水解。
聚丙烯酰胺系列聚电解质由分子量和电荷不同的 聚丙烯酰胺及其衍生物组成，是用量最大的人工合 成有机高分子絮凝剂。
❖ 聚合氯化铝做混凝剂时，与无机盐类混凝剂相比， 具有很多优点：
❖ 1.形成絮凝体速度快，絮凝体大而密实，沉降性能 好。
❖ 2.投加量相对与无机盐类混凝剂低； ❖ 3.对原水水质适应性好，无论是低温、低浊、高浊、
高色度、有机污染等原水，均保持较稳定的处理效 果； ❖ 4.最佳混凝pH值范围宽，最佳投加量范围宽，一定 范围内过量投加不会造成水的pH值的大幅下降，不 会突然出现混凝效果很差的现象； ❖ 5.由于聚合氯化铝的盐基度比无机盐高，因此在配 置和投加过程中药剂对设备的腐蚀程度小，处理后 水的pH值和碱度变化也较小。
3.1.2 铁盐混凝剂
a 三氯化铁 三氯化铁其优点是易溶解， 形成的絮凝体比铝盐絮凝体密实，沉降速 度快，处理低温、低浊度水时优于硫酸铝， 使用的pH值范围较宽，投加量比硫酸铝小。 三氯化铁的主要缺点是对金属有腐蚀作用， 处理后水色度比铝盐色度处理水大，最佳 投药量范围宽，不易控制。
❖ b 聚合硫酸铁 ❖ 采用聚合硫酸铁作为混凝剂，其优点在于：
3.2.1阴离子型聚电解质
阴离子型聚合电解质主要是重复单元中包含COOM(其中M为氢离子或金属离子)基团或-SO3H基 团的水溶性聚合物，主要品种有部分水解的聚丙烯酰 胺(含聚丙烯酸纳)和聚磺基苯乙烯。阴离子型聚电解 质由自由基加聚反应合成，分子量可因反应条件不同 而异。作为水处理絮凝剂，只能是选用高分子量的(分 子段MW＞106。)，低分子量(MW＜l 05)阴离子聚电 解质不是絮凝剂，而是胶体稳定剂。由于羧基电离度 不大，巳水解的聚丙烯酰胺中-COOH基团含量不高 (低于未水解的-COOH基含量)，因而负电荷密度不大； 但磺酸基电离度很大，因而聚磺基苯乙烯的负电
第三章 混凝剂的种类
❖ 混凝剂的品种目前不下二三百种，按其 化学成分可分为无机及有机两大类；按其作 用分可分为凝聚剂、絮凝剂、助凝剂；按其 分子量大小可分为低分子混凝剂、高分子混 凝剂；按其来源分为天然混凝剂、合成混凝 剂。
表 常用的混凝剂
硫酸铝
铝系
明矾 聚合氯化铝（PAC）
聚合硫酸铝（PAS）
无
3.2.3聚电解质的性质
聚电解质的物理性状是其重要商品特征。高分子 量聚电解质一般为固体，其原因是高分子量聚电解 质很粘，只要浓度高于1％，就不能用泵来输送。 目前高分子量聚电解质有颗粒状，片状和珠状等。 固态高分子高聚电解质使用中的问题是溶解性、溶 解速率(过慢)、液体过粘不易操作，等等。低分子 量的聚电解质一般是液体，浓度不超过50％。液态 聚电解质的主要问题是易水解、菌类生长、及聚合 物分子交联，等等。
加Cl2、O3等。
3.5 混凝剂选择原则
混凝剂应符合以下要求： ①混凝效果好； ②对人体无危害； ③使用方便； ④货源充足，价格低廉。 ⑤借鉴已有经验。
3.4 助凝剂
助凝剂：凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂 可称为助凝剂。助凝剂可以参加混凝，也可不参加 混凝。广义上可分为以下几类：
①酸碱类：调整水的pH，如石灰、硫酸等； ②加大矾花的粒度和结实性：如活化硅酸（SiO2
nH2O）、骨胶、高分子絮凝剂； ③氧化剂类：破坏干扰混凝的物质，如有机物。如投
混凝剂用量少；絮凝体形成速度快、沉降速 度快；有效的pH值范围宽；与三氯化铁比腐 蚀性大大降低；处理后水的色度和铁离子含 量均降低。
❖
3.2 有机高分子絮凝剂
❖ 人工合成有机高分子絮凝剂已在给水和废水处 理及泻泥调理中得到广泛应用。人工合成有机高分 子絮凝剂都是水溶性聚合物，重复单元中常包含带 电基团，因而也被称为聚电解质。包含带正电基因 的为阳离子型聚电解质，包含带负电基团的为阴离 子型聚电解质。既包含带正电基团又包含带负电基 团的为两性型聚电解质。有些人工合成有机高分子 絮凝剂在制备时没有人为地引进带电基团，为对称 起见，称为非离子型聚电解质。在水和废水处理中， 使用较多的是阳离子型、阴离子型和非离了型聚电 解质，两性型聚电介质使用较少。
3.1 无机混凝剂 3.１.１铝盐混凝剂
ａ硫酸铝是世界上水和废水处理中使用最多的混 凝剂。市售的硫酸铝分为固态和液态两种，其中固 态的按硫酸铝含量的不同分为精制和粗制两种。
❖ ｂ明矾是硫酸铝与硫酸钾或硫酸铵的复盐，在我 国民间常用于饮用水净化，但在工业水及废水处理 中应用不多。
❖ ｃ聚合氯化铝的效能在许多方面优于硫酸铝， 如投放剂量下降，对原水水温及pH的变化适应性较 强，等等。
机
三氯化铁
硫酸亚铁
铁系
硫酸铁（国内生产少）
聚合硫酸铁
聚合氯化铁
适宜pH：5.5~8
适宜pH：5~11，但腐蚀 性强
阳离子型：含氨基、亚氨基的聚合物
国外开始增多，国内尚 少
源自文库
人工
阴离子型：水解聚丙烯酰胺（HPAM）
合成
有
非离子型：聚丙烯酰胺（PAM），聚氧化乙烯（PEO）
机
两性型：
使用极少
天然
淀粉、动物胶、树胶、甲壳素等 微生物絮凝剂
❖ 荷密度较高。
3.2.2阳离子型聚电解质
阳离子型聚电解质主要是分子重复单元中含有带 正电荷的氨基(一NH3+)、亚氨基(一CH2-NH2 -CH 2-)或季铵基(N+R4)的水溶性聚合物，主要品种有二 甲基二烯丙基氰化铵与丙烯酰胺的共聚物或均聚物， 聚乙烯基咪唑啉等。高分子量阳离子型聚电解质由 自由基加聚反应制备，低分子量阳离子型聚电解质 由自由基缩聚反应合成。由于水中胶体粒子一般带 负电荷所以阳离子型聚电解质不论分子量大小，均 起絮凝剂作用。由于阳离子单体价格较高．因而在 合成阳离子型聚电解质时引入的带正电荷的单体的 数量有所限制，造成正电荷密度不是很高。
3.3 天然高分子絮凝剂
天然高分子絮凝剂在水处理中的应用历史可以追 溯到2000年以前的古代中国和古代埃及。在近代水处 理中，天然高分子化合物仍是一类重要的絮凝剂，不 过它们的使用远少于人工合成高分子絮凝剂，其原因 是天然高分子絮凝剂电荷密度较小，分子量较低，且 易发生生物降解而失去絮凝活性。
目前天然高分子絮凝剂的主要品种有淀粉类，半 乳甘露聚糖类，纤维素衍生物类，微生物多糖类及动 物骨胶类等五大类。