混凝剂和助凝剂
混凝剂与助凝剂
土壤修复
通过使用混凝剂与助凝剂， 实现对污染土壤的有效修 复和治理。
05 混凝剂与助凝剂的环境影 响
对水处理过程的影响
混凝剂与助凝剂在水中通过吸附、中和、絮凝等作用，使水中的悬浮物和胶体颗 粒凝聚成大颗粒，便于沉降和过滤，从而去除水中的杂质和有害物质。
04 混凝剂与助凝剂的发展趋 势
新材料的研发
新型无机混凝剂
随着环保要求的提高，新型无机混凝 剂如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等具有 更高效、低耗、环保的优点，成为研 究热点。
高分子混凝剂
高分子混凝剂如聚丙烯酰胺、聚丙烯 酸等具有良好的絮凝效果，且易生物 降解，对环境友好。
高效低耗的制备技术
绿色合成技术
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分类
根据作用机理，助凝剂可分为无机盐类、高分子化合物类和其他类型。
助凝剂的作用机理
调整混凝剂的水解产物
01
通过调整混凝剂的水解产物，影响混凝剂与水中胶体颗粒的吸
附和脱稳，从而改善絮体的形成和沉降性能。
压缩双电层
02
助凝剂通过压缩双电层作用，降低胶体颗粒的稳定性，促进颗
粒的凝聚和沉降。
吸附架桥
03
高分子助凝剂通过吸附在胶体颗粒表面，起到架桥作用，将分
散的颗粒连接起来形成较大的絮体。
常用的助凝剂及其应用
无机盐类助凝剂
如硫酸铝、氯化铁等，适用于处理低浊度、低 有机物含量的水。
高分子化合物类助凝剂
如聚丙烯酰胺、聚合氯化铝等，适用于处理高 浊度、高有机物含量的水。
其他类型助凝剂
如天然有机物、工业废弃物等，可用于特定的水质处理需求。
03 混凝剂与助凝剂的联合使 用
大学课件-给水处理-混凝剂和助凝剂
混凝剂的种类
❖ 按化学成分可分为： 有机混凝剂 无机混凝剂： 铁盐： 三氯化铁、硫酸亚铁、 聚合硫酸 铁（PFS）、聚合氯化铁（PFC） 铝盐：硫酸铝、明矾 、聚合氯化铝 （PAC）、聚合硫酸铝（PAS）
有机高分子混凝剂
❖ 水处理中常用的是阳离子型、阴离子型和非离子型； ❖ 常用的有机高分子混凝剂有：聚丙烯酰胺（PAM）和
聚氧化乙烯（PEO） ❖ 聚丙烯酰胺的聚合度可达20000－90000，相应的分子
量高达150万-600万 ❖ 对胶体表面具用强烈的吸附作用,使胶粒之间形成桥联 ❖ 有机高分子的毒性问题是人们关注的问题:单体聚丙烯
酰胺.单体聚丙烯酰胺含量不得超过0.2%(0.05%).
15.2.2 助凝剂
❖ 助凝剂:当单独使用混凝剂不能取得预期效果时, 需投加某种辅助药剂以提高混凝效果,这种药剂 称为助凝剂.
❖ 作用:通过高分子物质的吸附架桥作用改善絮体 结构,促使细小而松散的絮粒变得粗大而密实.
❖ 常用的助凝剂:骨胶 、聚丙烯酰胺及其水解产物 活化硅酸等等
什么是絮凝剂、助凝剂、调理剂？三者有什么关系？
作者：一气贯长空什么是絮凝剂、助凝剂、调理剂？三者有什么关系？污泥压滤处理中根据用途的不同，可以将这些药剂分为以下几种：1、絮凝剂：有时又称为混凝剂，可作为强化固液分离的手段，用于初沉池、二沉池、浮选池及三级处理或深度处理工艺环节。
2、助凝剂：辅助絮凝剂发挥作用，加强混凝效果。
3、调理剂：又称为脱水剂，用于对脱水前剩余污泥的调理，其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。
2、絮凝剂絮凝剂是能够降低或消除水中分散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性，使分散微粒凝聚、絮凝成聚集体而除去的一类物质。
按照化学成分，絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂。
1、无机絮凝剂传统应用的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐，铝盐主要有硫酸铝(AL2(SO4)3∙18H2O)、明矾(AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O)、铝酸钠(NaALO3)，铁盐主要有三氯化铁(FeCL3∙6H20)、硫酸亚铁(FeSO4∙6H20)和硫酸铁(Fe2(SO4)3∙2H20)。
一般来讲，无机絮凝剂具有原料易得，制备简便、价格便宜、处理效果适中等特点，因而在水处理中应用较多。
1、硫酸铝市售硫酸铝有固、液两种形态，固态的又按其中不溶物的含量分为精制和粗制两种，我国民间常用于饮用水净化的固态产品明矾，就是硫酸铝与硫酸钾的复盐，但在工业水及废水处理中应用不多。
硫酸铝适用的pH值范围与原水的硬度有关，处理软水时，适宜pH值为5～6.6，处理中硬水时，适宜pH值为6.6～7.2，处理高硬水，适宜pH值为7.2～7.8。
硫酸铝适用的水温范围是20oC～40oC，低于10oC时混凝效果很差。
硫酸铝的腐蚀性较小、使用方便，但水解反应慢，需要消耗一定的碱量。
2、三氯化铁三氯化铁是另一种常用的无机低分子凝聚剂，产品有固体的黑褐色结晶体，也有较高浓度的液体。
其具有易溶于水，矾花大而重，沉淀性能好，对温度、水质及pH的适应范围宽等优点。
三氯化铁的适用pH值范围是9～11，形成的絮体密度大，容易沉淀，低温或高浊度时效果仍很好。
混凝剂与助凝剂
第四节
③无机高分子混凝剂
混凝剂与助凝剂
聚合氯化铝 (碱式氯化铝，简称PAC)
化学通式为[Al2(OH)nCl6-n]m,式中n≤5，m≤10。 制备：以铝灰或含铝矿物作铝》李润生] A 对水质适应性较强，适用pH范围广，5-9之间； B 絮凝体形成快，比重大，沉降性好；
聚丙烯酰胺 简称PAM，又称三号混凝剂，PAM的分子结构通式为：
-[-CH2-CH-]-n , CONH2
PAM是线状水溶性高分子，其分子量在300-1800万。 阴离子聚丙烯酰胺(CPAM) 阳离子聚丙烯酰胺（APAM） 非离子型聚丙烯酰胺（NPAM） 两性离子型聚丙烯酰胺（NPAM）
第四节
混凝剂与助凝剂
（3）高分子混凝剂的作用：
靠氢键、静电、范德华力的作用对胶粒强烈的吸附 作用。
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。
第四节
混凝剂与助凝剂
(2) 人工合成高分子混凝剂
① 阴离子型：主要含 -COOM(M 为 H+ 或金属离子 ) 或
-SO3H的聚合物，如阴离子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚苯乙烯 磺酸钠（PSS）等。 ② 阳离子型：主要是含有-NH3+、-NH2+和-N+R4的聚 合物，如阳离子聚丙烯酰胺（APAM）等。 ③ 非离子型：所含基团未发生反应的聚合物。如 非离子型聚丙烯酰胺（NPAM）和聚氧化乙烯(PEO)等。
生成feoh它的溶解度很大残留水中的fe会使处理后的水带色第四节混凝剂与助凝剂无机高分子混凝剂聚合氯化铝碱式氯化铝简称pac化学通式为alcl6n制备
第四节 (二) 无机混凝剂
混凝剂与助凝剂
凝剂种类和助凝剂
(1.21) 经真空过滤后 ，其滤液即可重复加以利用 。过滤后的污泥经浮选去除粘 土，余下的碳酸钙经离心分离后，送往焙烧窖焙烧，生成二氧化碳与生石灰。
(1.22) 以上碳酸氢镁与生石灰都可再投入原水中重复使用。
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 。
3． 三氯化铁 三 氯 化 铁 (FeCl 3·6H 2O) 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 )。
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： B 为 40～ 60％。
，例 如 n＝ 4 时 ，碱 化 度
。一 般 要 求
聚合氯化铝作为混凝剂处理水时，有下列优点： (1)对 污染 严重或低 浊度、 高 浊度 、高 色 度的 原 水都 可 达到 好的 混 凝效 果 。 (2)水 温低 时，仍可 保持稳 定 的混 凝效 果 ，因 此 在我 国 北方 地区 更 适用 。 (3)矾 花形 成快；颗 粒大而 重 ，沉 淀性 能 好， 投 药量 —般 比硫 酸 铝低 。 (4)适 宜 的 pH 值 范 围 较 宽 ，在 5—9 间 ，当 过量 投加 时 也 不 会 像硫 酸 铝 那样 造成 水浑浊的反效果。 (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 ，且 处理后 水的 pH 值 和碱度下 降较小 。
混凝剂和助凝剂有效成分含量的检测
混凝剂和助凝剂有效成分含量的检测一、试样的配制1旧混凝剂用分析天平从所取样品（不得少于100g）中称取10g旧混凝剂（精确到0.01g），置于内装50mL水的烧杯中，用玻璃棒搅拌使其完全溶解，然后全部移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
2、旧助凝剂用分析天平从所取样品（不得少于100g）中称取1g旧助凝剂（精确到0.01g），置于内装100mL水的烧杯中，用玻璃棒搅拌使其完全溶解，然后全部移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
3、新混凝剂用分析天平从所取样品（不得少于100g）中称取10g新混凝剂（精确到0.01g），置于内装50mL水的烧杯中，用玻璃棒搅拌使其完全溶解，然后全部移入500mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
4、新助凝剂用分析天平从所取样品（不得少于100g）中称取1g新助凝剂（精确到0.01g），置于内装100mL水的烧杯中，用玻璃棒搅拌使其完全溶解，然后全部移入1000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，摇匀。
二、实验步骤（注：混凝剂、助凝剂必须现配现用）1、取水样4000ml，测定其悬浮物含量，记为C1；2、取步骤1中水样1000ml，按正常加药比例（100mg/L）加入一定量的旧混凝剂，用玻璃棒均匀搅拌5min，再按正常加药比例（1mg/L）加入一定量的旧助凝剂，用玻璃棒均匀搅拌5min ，静置30min ，测定上清液的悬浮物含量，记为C 2;3、取步骤1中水样1000ml ，按正常加药比例（100mg/L ）加入一定量的旧混凝剂，用玻璃棒均匀搅拌5min ，再按正常加药比例（1mg/L ）加入一定量的新助凝剂，用玻璃棒均匀搅拌5min ，静置30min ，测定上清液的悬浮物含量，记为C 3;4、取步骤1中水样1000ml ，按正常加药比例（100mg/L ）加入一定量的新混凝剂，用玻璃棒均匀搅拌5min ，再按正常加药比例（1mg/L ）加入一定量的旧助凝剂，用玻璃棒均匀搅拌5min ，静置30min ，测定上清液的悬浮物含量，记为C 4;三、计算%100)()(-)(121)(⨯=C C C X 加药前指标含量量上批药剂加药后指标含加药前指标含量混凝剂上批药剂指标去除率%100)()(-)(141)(⨯=C C C X 加药前指标含量量本批药剂加药后指标含加药前指标含量混凝剂本批药剂指标去除率%100)()(-)(121)(⨯=C C C X 加药前指标含量量上批药剂加药后指标含加药前指标含量助凝剂上批药剂指标去除率%100)()(-)(131)(⨯=C C C X 加药前指标含量量上批药剂加药后指标含加药前指标含量助凝剂上批药剂指标去除率。
室外给水设计 (46) -混凝剂和助凝剂的投配
混凝剂和助凝剂的投配9.3.1 关于混凝剂和助凝剂产品质量要求的规定。
混凝剂和助凝剂是水处理工艺中添加的化学物质，其成分将直接影响生活饮用水水质。
选用的产品必须符合卫生要求，从法律上保证对人体无毒，对生产用水无害的要求。
聚丙烯酰胺常被用作处理高浊度水的混凝剂或助凝剂。
聚丙烯酰胺是由丙烯酰胺聚合而成，其中还剩有少量未聚合的丙烯酰胺的单体，这种单体是有毒的。
饮用水处理用聚丙烯酰胺的单体丙烯酰胺含量应符合现行国家标准《水处理剂聚丙烯酰胺》 GB 17514 规定的 0.05％以下。
9.3.2 关于混凝剂和助凝剂品种选择的规定。
混凝剂和助凝剂的品种直接影响混凝效果，而其用量还关系到水厂的运行费用。
为了正确地选择混凝剂品种和投加量，应以原水作混凝沉淀试验的结果为基础，综合比较其他方面来确定。
采用助凝剂的目的是改善絮凝结构，加速沉降，提高出水水质，特别对低温低浊度水以及高浊度水的处理，助凝剂更具明显作用。
因此，在设计中对助凝剂是否采用及品种选择也应通过试验来确定。
缺乏试验条件或类似水源已有成熟的水处理经验时，则可根据相似条件下的水厂运行经验来选择。
9.3.3 关于混凝剂投配方式和稀释搅拌的规定。
根据对全国 31 个自来水公司近 50 个水厂的函调，一般都采用液体投加方式，其中有许多水厂为减轻水厂操作人员的劳动强度和消除粉尘污染，直接采用液体原料混凝剂，存放在毗连的专用储备池。
在投配前，将液体原料混凝剂稀释搅拌至投配所需浓度。
而固体混凝剂因占地小，又可长期存放，仅作为备份。
有条件的水厂都应直接采用液体原料混凝剂。
液体投加的搅拌方式取决于选用混凝剂的易溶程度。
当混凝剂易溶解时，可利用水力搅拌方式。
当混凝剂难以溶解时，则宜采用机械或压缩空气来进行搅拌。
此外，投加量的大小也影响搅拌方式的选择。
投加量小可采用水力方式，投加量大则宜用机械或压缩空气搅拌。
聚丙烯酰胺的配制和投加方法应按国家现行标准《高浊度水给水设计规范》 CJJ 40 相关条文执行。
常见的混凝剂、助凝剂和絮凝剂
混凝剂、助凝剂和絮凝剂混凝水中悬浮的颗粒在粒径小到一定程度时，其布朗运动的能量足以阻止重力的作用，而使颗粒不发生沉降。
这种悬浮液可以长时间保持稳定状态。
而且，悬浮颗粒表面往往带电（常常是负电），颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大，从而增加了悬浮液的稳定性。
混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电，使颗粒“脱稳”。
于是，颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用，互相结合变大，以利于从水中分离。
混凝剂是分子量低而阳电荷密度高的水溶性聚合物，多数为液态。
它们分为无机和有机两大类。
无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。
絮凝絮凝是聚合物的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程。
“架桥”就是聚合物分子上不同链段吸附在不同颗粒上，促进颗粒与颗粒聚集。
絮凝剂为有机聚合物，多数分子量较高，并有特定的电性（离子性）和电荷密度（离子度）。
实际过程要比上述理论复杂得多。
由于混凝剂/絮凝剂都是高分子物质，同一产品中大大小小的分子都有，所谓“分子量”只是一个平均概念。
所以，在用某一混凝剂或絮凝剂处理污水是，“电中和”和“架桥”作用会交织在一起同时发生。
絮凝过程是多种因素综合作用的结果，目前仍有一些没有认清和解决的问题。
就我们所知，絮凝过程与絮凝剂分子结构、电荷密度、分子量有关；与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、比表面积有关；与介质（水）的pH值、电导、水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素有关。
因此尽管有理论和经验可循，用实验来选择絮凝剂仍然是不可缺少的。
（1）PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂，可以使去浊效果明显改善，而对去除CODMn和UV254改善很少；（2）PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂，可使污泥湿基重量减少40%左右；（3）PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂，可降低污泥处理费和净水加药费用,从而能降低总的净水成本；（4）用于饮用水处理的PAM，其单体AM含量均应小于0.05%，PAM投加率一般均少于1mg/l，足以保证饮用水的安全性。
污水絮凝剂、助凝剂、调理剂知识详解
污水絮凝剂、助凝剂、调理剂知识详解一、什么是絮凝剂、助凝剂、调理剂？污泥压滤处理中根据用途的不同，可以将这些药剂分为以下几种：1、絮凝剂：有时又称为混凝剂，可作为强化固液分离的手段，用于初沉池、二沉池、浮选池及三级处理或深度处理工艺环节。
2、助凝剂：辅助絮凝剂发挥作用，加强混凝效果。
3、调理剂：又称为脱水剂，用于对脱水前剩余污泥的调理，其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。
二、絮凝剂絮凝剂是能够降低或消除水中分散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性，使分散微粒凝聚、絮凝成聚集体而除去的一类物质。
按照化学成分，絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂。
1、无机絮凝剂传统应用的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐，铝盐主要有硫酸铝(AL2(SO4)3∙18H2O)、明矾(AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O)、铝酸钠(NaALO3)，铁盐主要有三氯化铁(FeCL3∙6H20)、硫酸亚铁(FeSO4∙6H20)和硫酸铁(Fe2(SO4)3∙2H20)。
一般来讲，无机絮凝剂具有原料易得，制备简便、价格便宜、处理效果适中等特点，因而在水处理中应用较多。
1）硫酸铝市售硫酸铝有固、液两种形态，固态的又按其中不溶物的含量分为精制和粗制两种，我国民间常用于饮用水净化的固态产品明矾，就是硫酸铝与硫酸钾的复盐，但在工业水及废水处理中应用不多。
硫酸铝适用的pH值范围与原水的硬度有关，处理软水时，适宜pH值为5～6.6，处理中硬水时，适宜pH值为6.6～7.2，处理高硬水，适宜pH值为7.2～7.8。
硫酸铝适用的水温范围是20oC～40oC，低于10oC时混凝效果很差。
硫酸铝的腐蚀性较小、使用方便，但水解反应慢，需要消耗一定的碱量。
2）三氯化铁三氯化铁是另一种常用的无机低分子凝聚剂，产品有固体的黑褐色结晶体，也有较高浓度的液体。
其具有易溶于水，矾花大而重，沉淀性能好，对温度、水质及pH的适应范围宽等优点。
三氯化铁的适用pH值范围是9～11，形成的絮体密度大，容易沉淀，低温或高浊度时效果仍很好。
常见的混凝剂、助凝剂和絮凝剂
化铁
FeCl3·6H2O
（1）对金属（尤其对铁器）腐蚀性大，对混凝土亦腐蚀，对塑料管也会因发热而引起变形
（2）不受温度影响，矾花结得大，沉淀速度快，效果较好
（3）易溶解，易混合，渣滓少
（4）适用最佳pH值为6.0~8.4
聚合
氯化铝
[Aln(OH)mCl3n-m]
（通式）
简写PAC
（1）净化效率高，耗药量少，过滤性能好，对各种工业废水适应性较广
（2）贮存温度5~45℃，使用pH值7~9，按1：50~1：100稀释后投加，投加量一般为20~100mg/L，也可与其他混凝剂配合使用
（3）对于印染厂、染料厂、油墨厂等工业废水处理具有其他混凝剂不能达到的脱色效果
天然植物改性高分絮凝剂
（1）由691化学改性制得，取材于野生植物，制备方便，成本较低
（2）温度适应性高，pH适用范围宽（可在pH=5~9的范围内），因而可不投加碱剂
（3）使用时操作方便，腐蚀性小，劳动条件好
（4）设备简单，操作方便，成本较三氯化铁低
（5）是无机高分子化合物
（二）常用的有机合成高分子混凝剂及天然絮凝剂
常用的有机合成高分子混凝剂（又称絮凝剂）及天然絮凝剂见下表。
常用有机合成高分子混凝剂及天然絮凝剂
K2SO4·24H2O
（1）同精制硫酸铝
（2）现已大部分被硫酸铝所代替
硫酸
亚铁
（绿矾）
FeSO4·7H2O
（1）腐蚀性较高（2）矾花形成较快，较稳定，沉淀时间短（3）适用于碱度高，浊度高，pH=8.1~9.6的水，不论在冬季或夏季使用都很稳定，混凝作用良好，当pH值较低时（<8.0），常使用氯来氧化，使二价铁氧化成三价铁，也可以用同时投加石灰的方法解决
混凝剂、絮凝剂和助凝剂的区别
随着工业的不断发展，污水的处理也成了人们比较关心的话题。
而现今处理污水的药剂一般为絮凝剂、混凝剂以及助凝剂，那么，这三者有何区别呢？
1、混凝剂
混凝剂大致可以分为三类，有机混凝剂、无机混凝剂和高分子混凝剂。
无机盐类混凝剂有：硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铝钾(明矾)、铝酸钠和硫酸铁等。
高分子混凝剂有：聚合氯化铝、聚合硫酸铁等。
2、絮凝剂
絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类，其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮无机絮凝剂。
无机絮凝剂有：硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等。
无机聚合物絮凝剂有：聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)等。
有机高分子絮凝剂：聚丙烯酰胺。
微生物絮凝剂有：红平红球菌等。
3、助凝剂
助凝剂分为pH值调整剂、絮体结构改良剂、氧化剂、高分子化合物。
pH
值调整剂有：CaO、Ca(OH)2、Na2CO3、NaHCO3、CaCO3、CO2、H2SO4等。
絮体结构改良剂有水玻璃、活性硅酸、粉煤灰、粘土等。
氧化剂有：加CL2、Ca(OH)2、NaCLO、漂白粉等。
高分子化合物有：聚丙烯酰胺。
以上就是有关混凝剂、絮凝剂以及助凝剂区别的一些简单介绍，通过以上内容，大家不难看出这三者之间的关系就好比数学中的交集关系，有相同的地方但各自又是独立的个体，所以虽然混凝=凝聚+絮凝但是混凝剂≠凝聚剂+絮凝剂≠助凝剂。
污水处理过程中常用的添加剂
污水处理过程中常用的添加剂
为了促进污水与活性污泥反应效率，在处理过程中需要适用多种化学药剂。
大体上可以分以下类别：
1、絮凝剂：又称混凝剂，可作为强化固液分离的方法，常常用在初沉池、二沉池、浮选池及三级处理或深度处理等工艺环节中。
主要使用的是聚丙烯酰胺。
2、助凝剂：凡是不能在某一特定的水处理工艺中单独用作混凝剂但可以与混凝剂配合使用而提高或改善凝聚和絮凝效果的化学药剂均可称为助凝剂。
辅助絮凝剂发挥作用，加强混凝效果。
常用的有：聚丙烯酰胺、活化硅酸、骨胶、海藻酸钠、红花树。
3、调理剂：又称脱水剂，用于对脱水前剩余污泥的调理。
4、破乳剂：一种能破坏乳状液的表面活性剂，把原油及重油中水分脱离处理。
主要是应用在含油废水预处理中。
5、消泡剂：又称消沫剂，在污水处理中主要是用于消除曝气或搅拌过程中产生的大量气泡。
在食品加工过程中，降低表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生泡沫的食品添加剂。
6、PH调整剂：用于将酸性废水和碱性废水的PH值调整为中性。
7、氧化还原剂：主要应用于含有氧化物质或还原物质的废水处理。
8、消毒剂：应用于废水处理后排放或回用前的消毒处理中。
常见的混凝剂助凝剂和絮凝剂精修订
常见的混凝剂助凝剂和絮凝剂标准化管理部编码-[99968T-6889628-J68568-1689N]混凝剂、助凝剂和絮凝剂混凝水中悬浮的颗粒在粒径小到一定程度时，其布朗运动的能量足以阻止重力的作用，而使颗粒不发生沉降。
这种悬浮液可以长时间保持稳定状态。
而且，悬浮颗粒表面往往带电（常常是负电），颗粒间同种电荷的斥力使颗粒不易合并变大，从而增加了悬浮液的稳定性。
混凝过程就是加入带正电的混凝剂去中和颗粒表面的负电，使颗粒“脱稳”。
于是，颗粒间通过碰撞、表面吸附、范德华引力等作用，互相结合变大，以利于从水中分离。
混凝剂是分子量低而阳电荷密度高的水溶性聚合物，多数为液态。
它们分为无机和有机两大类。
无机混凝剂主要是铝、铁盐及其聚合物。
絮凝絮凝是聚合物的高分子链在悬浮的颗粒与颗粒之间发生架桥的过程。
“架桥”就是聚合物分子上不同链段吸附在不同颗粒上，促进颗粒与颗粒聚集。
絮凝剂为有机聚合物，多数分子量较高，并有特定的电性（离子性）和电荷密度（离子度）。
实际过程要比上述理论复杂得多。
由于混凝剂/絮凝剂都是高分子物质，同一产品中大大小小的分子都有，所谓“分子量”只是一个平均概念。
所以，在用某一混凝剂或絮凝剂处理污水是，“电中和”和“架桥”作用会交织在一起同时发生。
絮凝过程是多种因素综合作用的结果，目前仍有一些没有认清和解决的问题。
就我们所知，絮凝过程与絮凝剂分子结构、电荷密度、分子量有关；与悬浮颗粒表面性质、颗粒浓度、比表面积有关；与介质（水）的pH值、电导、水中其他物质的存在、水温、搅动情况等因素有关。
因此尽管有理论和经验可循，用实验来选择絮凝剂仍然是不可缺少的。
（1）PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂，可以使去浊效果明显改善，而对去除CODMn和UV254改善很少；（2）PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂，可使污泥湿基重量减少40%左右；（3）PAM和无机铝盐混凝剂联用比单独用无机铝盐混凝剂，可降低污泥处理费和净水加药费用,从而能降低总的净水成本；（4）用于饮用水处理的PAM，其单体AM含量均应小于0.05%，PAM投加率一般均少于1mg/l，足以保证饮用水的安全性。
凝剂种类和助凝剂
(1.21) 经真空过滤后 ，其滤液即可重复加以利用 。过滤后的污泥经浮选去除粘 土，余下的碳酸钙经离心分离后，送往焙烧窖焙烧，生成二氧化碳与生石灰。
(1.22) 以上碳酸氢镁与生石灰都可再投入原水中重复使用。
3． 三氯化铁 三 氯 化 铁 (FeCl 3·6H 2O) 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 )。
1.3 混凝剂种类和助凝剂 助凝剂 一、混凝剂种类 按无机和有机类可分成以下几种：
1． 硫酸铝 硫 酸 铝 含 有 不 同 数 量 的 结 晶 水 ， Al 2(SO 4)3·18H 2O ， 其 中 n=6 、 10 、 14 、
16 ， 18 和 27 ， 常 用 的 是 Al 2(SO 4)3·18H 2O 其 分 子 量 为 666.41 ， 比 重 1.61 ， 外 观 为白色，光泽结晶。
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。
混凝剂和助凝剂的作用机理详解和应用方法
混凝剂和助凝剂的作用机理详解和应用方法化学混凝所处理的对象，主要是水中的微小悬浮物和胶体杂质。
大颗的悬浮物由于受重力的作用而下沉，可以用沉淀等方法除去。
但是，微小粒径的悬浮物和胶体，能在水中长期保持分散悬浮状态，即使静置数十小时以上，也不会自然沉降。
这是由于胶体微粒及细微悬浮颗粒具有"稳定性"。
1.胶体的稳定性根据研究，胶体微粒都带有电荷。
天然水中的粘土类胶体微粒以及污水中的胶态蛋白质和淀粉微粒等都带有负电荷，其结构示意图见(图8-1)。
它的中心称为胶桉。
其表面选择性地吸附了一层带有同号电荷的离子，这些离子可以是胶校的组成物直接电离而产生的，也可以是从水中选择吸附H+或OH-离子而造成的。
这层离子称为胶体微粒的电位离子，它决定了胶粒电荷的大小和符号。
由于电位离子的静电引力，在其周围又吸附了大量的异号离子.形成了所谓"双电层"。
这些异号离子，其中紧靠电位离子的部分被牢固地吸引着.当胶核运行时，它也随着一起运动，形成固定的离子层。
而其他的异号离子，离电位离子较远，受到的引力较弱，不随胶核一起运动，并有向水中扩散的趋势.形成了扩散层。
固定的离子层与扩散层之间的交界面称为滑动面。
滑动面以内的部分称为胶粒，胶粒与扩散层之间，有一个电位差。
此电位称为胶体的电动电位，常称为∫电位。
而胶核表面的电位离子与溶液之间的电位差称为总电位或∮电位。
胶粒在水中受几方面的影响:①由于上述的胶粒带电现象，带相同电荷的胶粒产生静电斥力，而且∫电位愈高，胶粒间的静电斥力愈大;②受水分子热运动的撞击，使微粒在水中作不规则的运动，即"布朗运动;"③胶粒之间还存在着相互引力--范德华引力。
范德华引力的大小与胶粒间距的2次方成反比，当间距较大时，此引力略去不计。
一般水中的胶粒∫电位较高。
其互相间斥力不仅与∫电位有关，还与胶粒的间距有关，距离愈近，斥力愈大。
而布朗运动的动能不足以将两颗胶粒推近到使范德华引力发挥作用的距离。
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非离子型：聚丙烯酰胺（PAM）， 聚氧化乙烯（PEO）
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
(3) 混凝剂研究发展方向
无机复合聚合物混凝剂：
聚合硫酸铝铁（PFAS）、聚合氯化铝铁（PFAC）、聚合硫酸氯化 铁（PFSC）、聚合硫酸氯化铝（PASC）、聚合铝硅（PASi）、聚 合铁硅（PFSi）、聚合硅酸铝（PSA）、聚合硅酸铁（PSF）
第四章 混凝剂和助凝剂
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。
一、混凝剂
混凝剂种类有很多，分： 无机混凝剂 品种较少，主要为铁 盐、铝盐及其聚合物 有机混凝剂 品种较多 一般水处理中常用无机类的，下面
3. 有机混凝剂
（1）天然高分子混凝剂
主要有动物胶、淀粉、甲壳素等。 特点：电荷密度小，分子量较低，且易发生降解而 失去活性。
（2）人工合成高分子混凝剂
① 阴离子型：主要含-COOM(M为H+或金属 离子)或-SO3H的聚合物，如阴离子聚丙烯酰胺 (CPAM)和聚苯乙烯磺酸钠（PSS）等。
② 阳离子型：主要是含有-NH3+、-NH2+的 聚合物，如阳离子聚丙烯酰胺（APAM）等。
2、三氯化铁：FeCl3·6H2O（铁盐中最 常用的）
褐色结晶体 特性：易溶解，结成的矾花重，比铝盐 形成的密实，易沉淀，适用于低温、低浊 水，效果优于硫酸铝，但腐蚀性大。混凝机 理与硫酸铝相似，但混凝特性略有不同。
3、硫酸亚铁：FeSO4·7H2O 半透明的绿色结晶体，俗称“绿
矾” 特性：Fe2+效果不如Fe3+ ；受温度影
无 铝系 硫酸铝
机
明矾
聚合氯化铝（PAC）
聚合硫酸铝（PAS）
适宜pH：5.5~8
铁系
三氯化铁 硫酸亚铁 硫酸铁（国内生产少） 聚合硫酸铁 聚合氯化铁
适宜pH：5~11，但腐蚀性 强
有 人工 阳离子型：含氨基、亚氨基的聚 国外开始增多，国内尚少 机 合成 合物
阴离子型：水解聚丙烯酰胺 （HPAM）
优形态。
（2）其性能可用碱化度B衡量
[OH ] B= 3[ Al]
如 Al4(OH)10Cl2
B= 10 83.3%
3 4
B ，越利于吸附架桥，但过高易产生 沉淀，故B=50～80%
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.聚合铁
聚合硫酸铁（PFS），已投入使用 分
聚合氯化铁（PFC），正在研究
聚合硫酸铁 [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m n<2, m>10
制作： FeSO4 氧 化 Fe2(SO4)3
氧化过程中，部分OH取代SO4→聚合硫酸铁
特性：采用聚合硫酸铁作为混凝剂，其优点 在于：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。
介绍几种常见的。
（一）无机盐混凝剂
1、硫酸铝：Al2(SO4)·18H2O 白色结晶体，分为： 精制：Al2O3 ≮15%，不溶性杂质≯0.5%，价贵，
少用。 粗制：Al2O3 ≮14%，不溶性杂质≯2.4%，价廉，
多用。 特性：混凝效果好，腐蚀性小，使用方
便，但水温低时，效果不及铁盐。 明矾 AL2(SO4)3 • K2SO4 •24H2O
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。
收卷缩状态得以伸展，吸附架桥作用增强。
R-CONH2 水解
R-COO
水解度： 酰胺基转化为羧基的百分数。控制为
30～4n0%较好。
特性：吸附架桥显著
高浊度水—絮凝剂 适用 低浊度水—助凝剂
问题：
制造复杂，价格高
单体有微毒，为安全起见，投量＜ 2mg/l
高分子混凝剂的作用： ➢ 靠氢键、静电、范德华力的作用对胶粒强烈的吸附作用。 ➢ 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。 与其他混凝剂共同使用时的注意事项： 当废水低浊度时，宜先投其他混凝剂；当废水浊度高时，应先投加 高分子混凝剂。 高分子混凝剂最佳投加量的确定。 在高分子混凝剂使用时，应尽量采用较低的浓度。
响小，腐蚀性高，水中色度较高时，不 宜采用；使用时，一般采用氯化法将Fe2+ 氧化为Fe3+ ，氯和其的比例为1：8。
（二）高分子混凝剂
1.聚合氯化铝，简称PAC。
无机高分子混凝剂系Al(OH)3的中间产物， 一般为溶液。
（1）化学式：
1）聚合氯化铝：
[Al2(OH)nCl6-n]m
m——聚合度
n——OH数
③ 非离子型：所含基团未发生反应的聚合物。 如非离子型聚丙烯酰胺（NPAM）和聚氧化乙烯 (PEO)等。
聚丙烯酰胺
有机高分子聚合物，也称“3#絮凝剂”， 用PAM表示。
分子结构为
—CH2 CH—
链节或单体
CONH2 酰胺基
n
链节数或聚合度
n=2～9万 m=150～600万
碱化水解：
[R-CONH2]n+χH2O+χNaOH→[R-CONH2]n-χ ·[R-COO-Na+]χ+χNH4OH
n＝１～５
ｍ≤１０
当ｎ＝５，ｍ＝２时，分子式为 Al4 (OH )10 Cl2
2）碱式氯化铝
Aln(OH)mCl3n-m 如Al6(OH)14Cl4，Al13(OH)34Cl5 溶于水后，离解
Al13(OH)34Cl5
[Al13(OH)34]5++5Cl-
由于[Al13(OH)34]5+电荷高，聚合度 高，有铝/铁-聚丙烯酰胺、聚合铝/铁-甲壳素、聚合铝/铁-天然有机 高分子、聚合铝/铁-其它合成有机高分子