无机混凝剂的发展趋势及混凝机理研究

无机混凝剂的发展趋势及混凝机理研究摘要：概略评述了无机混凝剂的研究进展。

无机混凝剂可分为无机盐类混凝剂和无机高分子混凝剂等。

无机混凝剂作用机理的探讨一直是推动其发展的根本所在,随着科学的不断发展,对其认识
也得到相应的深化。

对于传统铝、铁盐的混凝作用机理的认识渐趋统一，无机高分子絮凝剂高效的原因,深化无机混凝剂化学、混凝过程化学的基础研究,结合其生产工艺、工程应用中的实际问题,为无机混凝剂发展到更高阶段的必然途径。

关键词：无机混凝剂；混凝机理；发展趋势
中图分类号：u445.57 文献标识码：a
引言：混凝剂是一类主要用于水和废水混凝处理过程的化学药品的总称,其种类繁多,按其化学成分可分为无机与有机两大类(有机类常称为絮凝剂)。

在传统无机铝、铁盐基础上发展的新一类水处理药剂——无机高分子絮凝剂,代表着无机混凝剂的主导发展趋势,在给水处理中将替代传统的无机盐类。

混凝是以形成絮体为中心的单元净化过程,它的效果是由混凝剂的化学作用和构筑物的流体动力学作用两方面来决定的高效、经济的混凝剂对混凝作用固然重要,但同时必须在设备上提供良好的水力条件,从而形成密实度
好的混凝颗粒,以利于后续沉淀、过滤工艺的高效运行.到目前为止,还没有一个有关不同变量间关系的整体研究。

一、无机混凝剂的研究进展（一）无机盐类常见的无机盐类混凝剂有铝盐、铁盐等。

铁
系混凝剂主要包括三氯化铁、硫酸亚铁等品种。

三氯化铁和硫酸铁等无机低分子铁盐处理水时具有生成的絮体大,混凝性能受温度影响小,处理低温水或低浊水的效果比铝盐好等优点;但也存在着腐蚀性强,稳定性差,必须和碱性物质同时使用,残留于水中的铁会使处理后的水着色等缺点,因而在水处理中的应用受到了一定限制。

铝盐混凝剂使用方便，但水温低时，水解困难，形成絮凝体比较松散，效果不如铁盐。

另外，对水的ph值适应范围较窄，一般在5.5一8.0，加入量一般约为几十到一百m留l。

如果投加量过多，使水的ph值下降，反而会影响混凝效果，使水体变得浑浊。

常用的铁盐有三氯化铁水合物fec13·6hzo和硫酸亚铁水合物
feso4·7hzo[3]。

（二）无机高分子混凝剂1、聚合氯化铝聚合氯化铝(pac)是常用的铝系高分子混凝剂，自20世纪60年代在日本首先进入实用阶段以来，其它国家也纷纷进行试制。

聚合氯化铝对高浊度、低浊度、高色度及低温水均有较好的混凝效果，pac的效能在许多方面优于明矾等传统铝盐，最明显的特点是投加量小、絮凝体形成速度快且颗粒大而重、易沉淀、反应沉淀时间短、对源水水温及ph的
适应范围。

而且还可以根据所处理的水质不同，制取最适宜的聚合氯化铝，它的投加量
也要适宜。

pac的生产方法较多，有酸溶一步法、中和法、凝胶法和热分解法等。

除pac外，又出现了聚合硫酸铝(pas)、聚合磷
酸铝(pap)等高分子铝盐，以及含铝复合型混凝剂，如聚硫酸氯化铝、聚磷酸氯化铝等。

聚合铝包括聚合氯化铝和聚合硫酸铝[1,2]。

2、聚合硫酸铁
70年代聚铁首先在日本研究成功，是一种多核多轻基络合物，是一定条件下铁盐的水
解一聚合一沉淀过程的中间产物。

聚合铁主要有聚合硫酸铁和聚合氯化铁，其中以聚合硫
酸铁为主。

聚铁同传统的硫酸亚铁、三氯化铁、硫酸铝等净化剂相比较，突出特点为:
a.具有优良的凝聚性能，絮凝体形成速度快，密集且质量大，沉降速度快，尤其对低温低浊水有优良的处理效能;
b.适用水体ph 值范围广，ph在4一n范围内均能形成稳定的絮凝体;
c.具有较强的去除水中bod、cod及重金属离子的能力，并且有脱色、脱臭、脱水、脱油等功效。

残留的铁离子少;
d.使用时腐蚀性小。

二、无机混凝剂的混凝机理
无机混凝剂作用机理的探讨一直是推动其发展的根本所在,随
着科学的不断发展,对其认识也得到相应的深化。

对于传统铝、铁盐的混凝作用机理的认识渐趋统一,一般认为以其水解形态与水体颗粒物进行电中和脱稳、吸附架桥或粘附卷扫,而生成粗大絮体再加以分离去除。

由于水解反应极为迅速,传统铝、铁盐混凝剂在水解混凝过程中并未能完全形成具有优势混凝效果的形态。

无机高分
子絮凝剂之所以高效的原因,在于其预制过程中形成具有一定水解稳定性的优势混凝形态为主的产物,因此区别于传统低分子盐类在投加后即可发挥其优越性能。

虽然对其作用机理的研究在很大程度尚停留在经验推测之中,缺乏实证性的研究,目前正在得到进一步的阐明,并且在应用界面络合、沉淀模式乃至界面多核沉淀模式以及水体悬浮颗粒物、沉积物的结构模型的基础上,发展并建立其定量计算模式。

深化无机混凝剂化学、混凝过程化学的基础研究,结合其生产工艺、工程应用中的实际问题,为无机混凝剂发展到更高阶段的必然途径。

深入的研究混凝的,对其作用机理从分子反应动态学的水平予以揭示,有发展成为高度综合性、交叉性分支学科的趋势,也将是当前化学科学、化学工程科学发展的前沿领域之一。

三、结论
（一）探讨了无机混凝剂的种类及发展趋势，由于水质对混凝效果影响很大,任何一种混凝剂
都有一定适用范围,应进一步加强复合混凝剂的研制开发,以提高混凝效果,扩大应用范围。

（二）深入研究混凝机理,特别对无机混凝机理，分析现状以及提出的展建议。

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