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【资料】废水处理常用药剂(连载之二)
发布时间:2018-11-26 08:39:15  来源:来源:水世界  浏览次数:

06、无机絮凝剂硫酸铝的特点有哪些?

硫酸铝是目前世界上使用最多的絮凝剂,全世界年产硫酸铝约500万吨,其中将近一半用于水处理领域。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。

07、无机絮凝剂三氯化铁的特点有哪些?

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。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。

硫酸亚铁俗称绿矾,形成絮凝体快而稳定,沉淀时间短,适用于碱度高、浊度大的情况,但色度不易除净,腐蚀性也较强。

08、无机高分子絮凝剂的种类有哪些?

无机高分子絮凝剂(IPF)是从60年代起发展起来的新型絮凝剂,目前,IPF的生产和应用在全世界都取得了迅速进展。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(主要品种见表8--1),产量也达到絮凝剂总产量的30%~60%,其中广泛使用的为聚合氯化铝。

表8--1常用无机高分子絮凝剂的类别和品种



阳离子型

聚合氯化铝(PAC、PACL),聚合硫酸铝(PAS),聚合氯化铁(PFC),聚合硫酸铁(PFS),聚合磷酸铝(PAP),聚合磷酸铁(PEP)

阴离子型

活化硅酸(AS),聚合硅酸(PS)



无机复合型

聚合氯化铝铁(PAFC),聚合硫酸铝铁(PAFS),聚合硅酸铝(PASiC,PASiS),聚合硅酸铁(PFSiC,PFSiS),聚合硅酸铝铁(PAFSi),聚合磷酸铝铁(PAFP),聚合磷酸氯化铝(PAPCL),聚合氯化硫酸铝(PASCL),聚合氯化硫酸铝铁(PAFSCL),聚合复合型铝酸钙,聚合硅酸硫酸铝(PSiAS)

无机有机复合型

聚合铝-聚丙烯酰胺(PACM),聚合铁-聚丙烯酰胺(PFCM),聚合铝-阳离子有机高分子(PCAT),聚合铁-阳离子有机高分子(PCFT),聚合铝-甲壳素(PAPCh)

阳离子型

聚合氯化铝(PAC、PACL),聚合硫酸铝(PAS),聚合氯化铁(PFC),聚合硫酸铁(PFS),聚合磷酸铝(PAP),聚合磷酸铁(PEP)

阴离子型

活化硅酸(AS),聚合硅酸(PS)



无机复合型

聚合氯化铝铁(PAFC),聚合硫酸铝铁(PAFS),聚合硅酸铝(PASiC,PASiS),聚合硅酸铁(PFSiC,PFSiS),聚合硅酸铝铁(PAFSi),聚合磷酸铝铁(PAFP),聚合磷酸氯化铝(PAPCL),聚合氯化硫酸铝(PASCL),聚合氯化硫酸铝铁(PAFSCL),聚合复合型铝酸钙,聚合硅酸硫酸铝(PSiAS)

无机有机复合型

聚合铝-聚丙烯酰胺(PACM),聚合铁-聚丙烯酰胺(PFCM),聚合铝-阳离子有机高分子(PCAT),聚合铁-阳离子有机高分子(PCFT),聚合铝-甲壳素(PAPCh)

09、无机高分子絮凝剂的特点有哪些?

Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)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高效果的结果。若比较它们的反应聚合速度,由Al→Fe→Si是趋于强烈的,同时由羟基桥联转为氧基桥联的趋势也按此顺序。因此,铝聚合物的反应较缓和,形态较稳定,铁的水解聚合物则反应迅速,容易失去稳定而发生沉淀,硅聚合物则更趋于生成溶胶及凝胶颗粒。

IPF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,而比有机高分子絮凝剂(OPF)价格低廉。现在它成功地应用在给水、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。但是,在形态、聚合度及相应的凝聚—絮凝效果方面,无机高分子絮凝剂仍处于传统金属盐絮凝剂与有机高分子絮凝剂之间的位置。其分子量和粒度大小以及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多,而且还存在对进一步水解反应的不稳定性问题。IPF的这些弱点促进了各种复合型无机高分子絮凝剂的研究和开发。

10、聚合氯化铝的特点有哪些?

聚合氯化铝(PAC),又称碱式氯化铝,化学式为ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一种多价电解质,能显著地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。PAC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在水处理领域有逐步替代硫酸铝的趋势,其缺点是价格较高。

另外,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产品均应在半年内使用。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。

三氧化二铝含量是聚合氯化铝有效成分的衡量指标,一般而言,絮凝剂产品密度越大,三氧化二铝含量越高。一般来说,碱化度越高的聚合氯化铝吸附架桥能力越好,但因接近[Al(OH)3]n而易产生沉淀,因此稳定性也较差。


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