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无机四川絮凝剂的优缺点

作者:admin 发布日期: 2022-07-06 二维码分享

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、有机絮凝剂以及微生物絮凝剂三大类。下面就跟着小编一起了解四川絮凝剂吧~

无机絮凝剂包括铝盐、铁盐及其聚合物。有机絮凝剂(PAM)按照聚合单体的带电性质,可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型等几种,按其来源又可分为人工合成和天然高分子絮凝剂两大类。下面主要论述水处理常用的无机絮凝剂的优缺点。

1、硫酸铝

自19世纪末美国.先将硫酸铝用于给水处理并取得..以来,硫酸铝就以卓越的凝聚沉降性能而被广泛应用。硫酸铝是目前..上使用.多的絮凝剂,全..年产硫酸铝约500万吨,其中将近一半用于水处理领域。

目前。我国市售硫酸铝有固、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20~40℃,低于10℃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絮凝剂,产品有固体的黑褐色结晶体,也有较高浓度的液体。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。固体三氯化铁具有强烈的吸水性,腐蚀性较强,易腐蚀设备,对溶解和投加设备的防腐要求较高,具有刺激性气味,操作条件较差。

三氯化铁的作用机理是利用三价铁离子逐级水解生成的各种羟基铁离子来实现对水中杂质颗粒的絮凝,而羟基铁离子的形成需要利用水中大量的羟基,因此,使用过程中会消耗大量的碱,当原水碱度不够时,需要补充石灰等碱源。

四川絮凝剂

3、无机高分子絮凝剂

无机高分子絮凝剂是从60年代起..上发展起来的新型絮凝剂,目前,其生产和应用在全..都取得了迅速进展。

铝、铁和硅类的无机高分子絮凝剂实际上分别是它们由水解、溶胶到沉淀过程的中间产物,即Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物。铝和铁是阳离子型荷正电,硅是阴离子型荷负电,它们在水溶态的单元分子量约为数百到数千,可以相互结合成为具有分形结构的集聚体。

它们的凝聚—絮凝过程是对水中颗粒物的电中和与粘附架桥两种作用的综合体现。水中悬浮颗粒的粒度在纳米到微米级,大多带负电荷,因此絮凝剂及其形态的电荷正负、电性强弱和分子量、聚集体的粒度大小是决定其絮凝效果的主要因素。目前无机高分子絮凝剂的种类已有几十种,产量也达到絮凝剂总产量的30%~60%,其中.常用及广泛使用的为聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、以及聚合氯化铝铁(PAFC)。

Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)的羟基和氧基聚合物都会进一步结合为聚集体,在一定条件下保持在水溶液中,其粒度大致在纳米级范围,以此发挥凝聚—絮凝作用会得到低投加量..果的结果。其中,铝的水解聚合物反应较缓和,形态较稳定;铁的水解聚合物反应迅速,容易失去稳定而发生沉淀。

无机高分子絮凝剂的优点反映在它比传统絮凝剂如硫酸铝、氯化铁的效能更优异,而且比有机高分子絮凝剂价格低廉。目前,PAC已广泛地应用在给水、工业废水以及城市污水的各种处理流程,包括预处理、中间处理和深度处理中,逐渐成为主流絮凝剂。在形态、聚合度及相应的凝聚—絮凝效果方面,无机高分子絮凝剂处于传统金属盐絮凝剂与有机高分子絮凝剂之间的位置。

(1)聚合氯化铝

聚合氯化铝,简称PAC。PAC是一种多价电解质,能有效降低水中粘土类杂质(多带负电荷)的胶体电荷。由于相对分子质量大,吸附能力强,形成的絮凝体较大,絮凝沉淀性能优于其他絮凝剂。

PAC聚合度较高,投加后快速搅拌,可以大大缩短絮凝体形成时间。受水温影响较小,低水温时使用效果也很好。它对水的pH值降低较少,适用的pH范围宽(可在pH=5-9范围内使用),故可不投加碱剂。PAC的投加量少,产泥量也少,且使用、管理、操作都较方便,对设备、管道等腐蚀性也小。因此,PAC在水处理领域逐步替代了硫酸铝,其缺点是价格较传统无机絮凝剂高一些。

此外,从溶液化学的角度看,PAC是铝盐水解—聚合—沉淀反应过程的动力学中间产物,热力学上是不稳定的,一般液体PAC产品均应较短时间内使用,而固体产品性能稳定,则可较长期保存。添加某些无机盐(如CaCl2、MnCl2)等)或高分子(如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等)可提高PAC的稳定性,同时可增加凝聚能力。

从生产工艺讲,在PAC的制造过程中引入一种或几种不同的阴离子,如SO42-、PO43-等,利用增聚作用可以在一定程度上改变聚合物的结构和形态分布,进而提高PAC的稳定性和功效;如果在PAC的制造过程中引入其它阳离子组分,如Fe3+,使Al3+和Fe3+交错水解聚合,可制得复合絮凝剂聚合铝铁。

(2)聚合硫酸铁

聚合硫酸铁,简称PFS,是一种性能优越的无机高分子混凝剂,形态性状是淡黄色至黄褐色无定型粉状固体,极易溶于水,10%(质量)的水溶液为红褐色透明溶液,具有吸附性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、工业废水、城市污水等的净化处理中。

与PAC相比,聚合硫酸铁形成絮凝体快而稳定、沉降速度快、净水效果好,不含铝、氯及重金属离子等有害物质,亦无铁离子的水相转移,..、无害、..可靠,且价格低、用量少,可节省20%-50%药剂成本;但腐蚀性较强,对设备防腐要求较高,过量投加还会引起出水色度增加,影响后续..紫外线投射率。

(3)聚合氯化铝铁

聚合氯化铝铁(PAFC)由铝盐和铁盐混凝水解而成,是以铝为主、铁为辅(含铁量约1~5%)的新型复合..混凝剂。PAFC集铝盐和铁盐各自的优点,对铝离子和铁离子的形态都有明显的改善。其中,铁为高价铁,水解后形成多核络合物,低温时,具有在水中形成的矾花比重大、结成的矾花密实的特点。

聚合氯化铝铁(PAFC)混凝效果除了表现为水中剩余浊度、色度降低外,还具有絮体形成快、吸附性能高、泥渣过滤脱水性能好等一系列优点,可用于水源水净化、城市生活污水、以及印染、造纸、洗煤、食品、制革等工业废水处理,特别是对高浊度的源水、低温低浊水的处理效果优于明矾、聚合硫酸铁、三氯化铁等其它絮凝剂,对水中各种污染物都有较高的去除率,COD的去除率达60~95%。

4、总结

总的来说,20世纪90年代以前,在处理中主要使用硫酸铝,近年来,随着聚氯化铝、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁等无机..混凝剂的出现,替代了硫酸铝在水处理中的绝大部分市场。目前,在生活饮用水、工业用水、工业废水和城市污水的处理方面,转变成了以使用聚合氯化铝为主,使用聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁、硫酸铝、氯化铁为辅的格局。此外,与铝盐产品相比,铁盐产品生产工艺相对简单、成本较低,在使用时也不受低温、低浊的影响,因此,铁盐产品以其廉价、..的优势在废水处理中所占的比重也越来越大。

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