污水处理药剂混凝剂与助凝剂有什么区别?

污水处理药剂混凝剂与助凝剂有什么区别?

天然水和各种废水中有不同量的悬浮物，大部分可以通过自然沉淀去除。然而，胶体颗粒不能通过自然沉淀去除。胶体颗粒的大小大致在1 ~ 100 nm范围内(有人认为是1000nm)。水中杂质的存在状态可分为三类：悬浮物、胶体和溶解物质。

混凝的目的是在水中加入一些化学物质，使水中难以沉淀的胶体颗粒发生不稳定，相互聚合，增加到自然沉淀的程度。这种方法叫混凝法，是水处理中常用的方法。为了从理论上解释混凝，广泛应用了双电层理论和吸附架桥理论。在胶体溶液中加入电解质后，与胶体抗衡离子电荷相同的离子浓度增加，这些离子可以挤入扩散层甚至吸附室，使胶体粒子带电数减少，从而降低电位。当胶粒之间的排斥力降低到一定值，分子间的吸引力占主导地位时，胶粒就会发生聚合并相互凝聚，这就是双电层压缩理论。有人认为，在溶液中加入电解质作为混凝剂，水解后会在水中形成胶体颗粒，其电荷与水中原有胶体物质的电荷相反。由于相反的电荷相互吸引，发生电中和，使水中原有的胶体物质失去稳定性，凝结成絮状颗粒。

吸附架桥理论主要是指聚合物与胶体颗粒之间的吸附和架桥作用。高分子絮凝剂具有线型结构，含有一些化学基团，能与胶体颗粒表面发生反应，相互吸附，从而形成颗粒较大的絮状物。在实际添加助凝剂后，可能会同时出现上述几种效果。例如，加入硫酸铝，为了获得良好的混凝效果，应创造条件充分发挥胶体失稳和聚合物吸附架桥的作用，即当三价铝离子的水解和缩聚逐渐形成氢氧化铝时，应充分利用中间产物——带电聚合物，降低胶体的电位，使胶体失稳，而这一反应可迅速完成。因此，加入硫酸铝后，应立即快速搅拌。之后，不稳定的粘合剂相互粘合。同时高分子的吸附架桥也在进行，最终形成的高聚合度中性氢氧化铝会加速絮凝过程，使絮凝由小到大，形成粗絮体——矾花。为了使骨料容易长大而不破碎，要求加入混凝剂后搅拌强度由大到小逐渐减小。

凝聚、絮凝、助凝的含义明确如下：凝聚是指胶体被压缩成两层而不稳定的过程；絮凝是指胶体失稳后(或由于高分子物质的吸附架桥作用)聚集成大颗粒絮体的过程；混凝包括混凝和絮凝。

为了达到良好的混凝效果，应选择合适的混凝剂和助凝剂。一般要求是混凝效果好，使用方便，价格低廉，货源充足。混凝剂有很多种，可分为无机混凝剂和有机混凝剂。1.无机凝结剂

目前，铝盐混凝剂和铁盐混凝剂应用广泛。

(1)铝盐混凝剂如硫酸铝、明矾、聚合氯化铝等。铝盐混凝剂具有腐蚀性低、净化效果好、使用方便的优点。但水温较低时，硫酸铝水解困难，形成的絮体松散，效果不如铁盐。值得注意的是，聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，又称碱式氯化铝。其化学式可表示为[Al2(OH)nCl6-n]m，其中n为1 ~ 5的任意整数，m10。聚合氯化铝简称PAC。这种聚合氯化铝具有明矾生成快、粒重易沉淀、用量比硫酸铝低的优点。

(2)铁盐混凝剂，如氧化铁、硫酸亚铁、聚合铁等。铁盐混凝剂形成的明矾重，易沉淀，因此低温低浊水的处理效果优于铝盐。然而，氯化铁具有腐蚀性，并且流出物中的铁含量高。硫酸亚铁又称绿矾，价格便宜，储量丰富，但其混凝效果不如铁盐。因此，用硫酸亚铁增强混凝效果时，亚铁被氧化成三价铁。聚合铁是一种无机高分子混凝剂，其净化效果优于氯化铁和硫酸亚铁。铁盐混凝剂的酸碱度范围很广，从5到11。

(3)硫酸镁、碳酸镁等镁盐混凝剂。镁盐混凝剂的特点是形成的絮体比铝盐更大更重，容易沉淀，可重复使用。然而，镁盐由于价格昂贵，在中国很少使用。

2.有机聚合物助凝剂

可分为有机合成高分子混凝剂和天然高分子混凝剂。

(1)有机合成高分子混凝剂一般为水溶性线型高分子聚合物，其分子呈链状，由许多链节组成，每个链节为一个化合物单体，每个单体之间以共价键结合。聚合物的分子量是各单体分子量之和，单体总数称为聚合度。高分子混凝剂的聚合度是指链数，约为1000 ~ 5000。低聚合度的分子量为103 ~ 104个数量级，高分子的分子量为103 ~ 106个数量级。根据分子聚合物在水中的解离情况，可分为阳离子型、阴离子型和非离子型。聚丙烯酰胺(PAM)是分子量为150104 ~ 600104，商品浓度为8%的非离子聚合物，一般溶于0.1% ~ 1.0%的溶液中，然后放入水中。当与铝盐或铁盐一起使用时，一般在加入这些盐1-5分钟后投入使用。随着有机合成工业的发展，有机合成高分子混凝剂种类越来越多。代表性的阴离子聚合物混凝剂有聚丙烯酸、水解聚丙烯酰胺、聚砜苯乙烯等。阳离子高分子有机混凝剂、溴化丁基聚乙烯吡啶、聚二甲基丙烯胺等。(2)淀粉、蛋白质、纤维素、刨花等天然高分子混凝剂。这些物质有凝血或助凝作用。

为了增强混凝过程的效果，产生粗糙、坚固、易沉淀的絮体，有时会加入混凝剂和称为助凝剂的助剂。常用助凝剂及其作用如下：

(1)酸和碱

加入酸性或碱性物质，调节水的酸碱度，控制反应条件。常用的碱性物质有石灰、工业碱液等。

(2)增加絮体性能类别

加入水玻璃、活性硅酸、活性炭等。以增强絮凝物的致密性和沉降性。

(3)氧化剂

加入氯等氧化剂可以将亚铁转化为三价铁，破坏水中干扰混凝过程的有机物，从而促进混凝。