絮凝剂

絮凝剂
来源:世界化工网
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近年来，用水量忿剧增加。

尤其是工业的发展．锦要大量的工业用水，从而产生的工业废水与日俱增。

无论是民用水，还是工业用水都需要经过处理才能使用。

目前，上述水的处理，国内外绝大多数的厂家都采用簇凝沉淀法。

就是向水中加入絮凝刑。

使水中的胶体和悬浮物感粒絮凝成较大的絮凝体，以便于从水中分离出来，达到水质净化的目的。

产生的工业废水，如石油工业皮水、造纸工业废水、采矿工业废水、冶金工业废水、化学工业废水、食品工业废水、纺织印染工业废水等等，都需要经过处理方可抹放，以免污染环境造成公害。

一、絮凝剂的定义
工业废水的处理方法很多，有生化法、离子交换法、吸附法、化学氧化法、电渗析法、絮凝沉淀法等等。

应用最广、成本最低、最常用的处理方法当属絮凝沉淀法，因此，它引起中外学术界和企业界的高度重视。

絮凝理论的迅速发展，絮凝剂的种类繁多，独具特性纳新产品不断涌现，大量的有关书刊文章问世。

在这些书刊和发表的文章中，关于絮凝剂的提法和命名也是多种多样的。

有的把絮凝剂称作为混凝剂、聚凝剂；还有的称作为凝集剂、凝
结剂、聚合电解质等等。

虽然它们的名称各不相同，实际上所指的物质是相同的，其含义也是相同的。

就是指向水中加入化学药品，使其产生絮状物沉淀，以有利于用过滤、沉降、上浮等方法来分离，从而达到使水净化的目的。

因此，还是叫做絮凝剂更为确切些。

絮凝剂可定义为：凡是用来将水溶液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒产生絮状物沉淀的物质都叫做絮凝剂。

在某种水溶液中，使用两种或两种以上的物质使其产生絮状沉淀时，可把这两种或两种以上的物质称作复合絮凝剂。

例如，同时使用三氯化铝和聚丙烯酰胺来处理某种废水，使其产生絮状物沉淀，从而达到净化废水的目的，则把三氮化铝和聚丙烯酰胺称之为复合絮凝剂。

现在国内外有些提法是不科学的，甚至是错误的。

例如，国外有些专家把有机高分子絮凝剂叫做聚电解质(Polyelectrolytes)，实际上有的絮凝剂并不是电解质，在水溶液中不能解离出带电的游离离子，它们的水溶液也不导电，所以不能叫做电解质。

再如，淀粉胶体溶液、聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、糖等等，这些物质均被国外的专家称为非离子型的累合电解质也是不妥的。

应该把它们称为非离子型有机高分子絮凝剂。

现在，国内有些专家和科学工作者，只把有机高分子絮凝剂称作高分子絮凝剂，而并不包括无机高分子絮凝剂。

这是由于最初对无机商分子絮凝剂的应用重视不够的缘故。

近几年来，对无机高分子絮凝剂引起了重视，对它的应用和研究越来越深入，认为
它们也是高分子化合物。

为了避免混乱和混淆，有必要将絮凝剂作适当的分类。

二、絮凝剂的分类
根据絮凝剂的组成，将其分为无机架凝剂和有机架凝剂。

再根据它们分子量的高低、官能团的性质以及官能团离解后所带电荷的性质，将其进一步分为高分子、低分子、阳离子型、阴离子型和非离子型絮凝剂等。

这里仅讨论无机絮凝剂的分类。

无机阳离子絮凝剂
无机低分子絮凝剂无机阴离子絮凝剂无机絮凝剂铝盐无机高分子絮
凝剂
无机高分子絮凝剂铁盐无机高分子絮凝剂
1.无机阳离子絮凝剂
常用的无机阳离子絮凝刑有；三氯化铝(AlC13·6H2O、硫酸铝[Al2(SO4)·18H2O]、明矾{K2SO4·Al2(SO4)3·H2O]硫酸亚铁(FeSO4·7H2O)、三氯化铁(FeCl3·6H2O)、硫酸铁(Fe2(SO4)3·n H2O)等。

2.无机阴离子絮凝剂
主要的无机阴离子絮凝剂有；氧化钙(CaO)、氢氧化钙(石灰
水)[Ca(OH)2]、氢氧化钠(NaOH)、碳酿纳(Na2CO3)等。

3.铝盐无机高分子絮凝剂
4.铁盐无机高分子絮凝剂
无机絮凝剂不论属哪种类型，都是电解质。

所有的电解质都具有絮凝作用，但是，絮凝作用大小不同，而且相差颇大。

所以，有许多电解质虽然有絮凝作用，可是不作为絮凝剂来使用，通常选择絮凝作用大、效果好的电解质来作为絮凝剂。

三、絮凝值
向胶体溶液中加入电解质时，当加入电解质的量极少时，并没有絮状物质沉淀。

继续加入电解质，加到一定量的时候，溶液中含电解质的浓度达到一定位时，便产生絮状沉淀。

使胶体溶液产生絮状沉淀的电解质的最小浓度叫做絮凝值。

有些书刊中称为聚沉值，其含义是相同的。

很明显，当胶体溶液中的电解质浓度小于絮凝值时。

胶体溶液不会产生絮状沉淀，只有等于相大于絮凝值时才能产生絮凝沉淀。

絮凝值的计算公式如下：
式中；F c——絮凝值；
C——常数(与电解质有关)：
D——水的介电常数；
k一一玻尔兹曼常数；
T——热力学温度，
A——范德华常数，
e——电荷数值；
Z——絮凝剂的化合价。

由上式可见．絮凝值和絮凝剂的化合价6次方成反比。

设一价絮凝剂的絮凝值为F c1，二价的为F c2，三价的为F c3，则有：
F c1 ：F c2：F c3 = 1
1: 1
2
: 1
3
F c1 ：F c2：F c3 =1 : 0.0156 : 0.00137
如此可见，反号离子或絮凝刑的化合价对絮凝值影响非常大。

正因如此，絮凝剂一船都是化合价高的化合物。

·
从上面介绍的絮凝值公式还可以看出，影响絮凝值的因素很多，不单纯是反号离子的化合价有影响，其他因素也有影响。

例如。

同是一价的反号离子，其絮凝值确不同，LiCl，NaCl，KCl对三硫化二砷胶体溶液的絮凝值分别为：58，51，49．5。

经过总结可得出如下的规律，絮凝值之比为：
阳离子有:
Li+ >Na+ >K+ >NH+
4
>Rb+ >Cs+ >H+
阴离子有:
CNS- >I- >Br- > Cl - > BrO-
3>H2PO-
4
>F-
这是因为溶液中的离子与水结合，形成水合离子，水合离子的大小对絮凝值有影响。

一般说来，化合价相同的水台离子半径小者，其絮凝值亦小；水合离子半径大者，其聚凝值亦大。

这是因为水合离子半径小的离子，运动灵活，在溶液中作布朗运动的频率大，颗粒间以及颗粒与水合离子之间相互碰撞的次数多、因此．絮凝作用大，絮凝值小。

以上所述仅适用于无机离子的一般规律。

对有机高分子离子，上述结论并不适用，因为有机高分子离子对胶体和悬浮物颗粒的絮凝作用机理与无机絮凝剂不完全相同，除了电荷中和作用之外，还有桥连作用，这里不再进行讨论。