混凝劑的發(fā)展與展望

張智捷 甘鵬

1.混凝劑的定義以及其分類

混凝劑是指能使水中懸浮物，膠體物等雜質(zhì)顆粒產(chǎn)生絮狀沉淀的物質(zhì)。按照使用化合物的類型，可將混凝劑分為無機(jī)混凝劑和有機(jī)混凝劑兩大類，其中有機(jī)混凝劑又可分為天然高分子化合物，陽離子高分子化合物，陰離子高分子化合物和非離子高分子化合物等。

2.混凝劑的用途

混凝劑主要用于生活飲用水的凈化和工業(yè)廢水，特殊水質(zhì)的處理（如含油污水，印染造紙污水、冶煉污水，含放射性特質(zhì)，含Pb，Cr等毒性重金屬和含F(xiàn)污水等）。此外在精密鑄造、石油鉆探、制革、冶金造紙等方面也有廣泛用途。

混凝劑作為水處理藥劑的具體用途：

1、不需加其它助劑，絮凝體形成快而粗大，活性高，沉性高，沉淀快。因而對高濁度水的凈化效果特別明顯。

2、適應(yīng)PH值范圍寬，降低原水中PH值小，因而對管道設(shè)備無腐蝕作用。

3、脫色、去污力強(qiáng)。凈水效果是AL2（SO4）3的4-6倍，ALCL3的3-5倍。用量小，效力大；成本低，效益高

3.常用無機(jī)鋁鹽混凝劑有哪些？

可做混凝劑的鋁鹽有多種。

（1）硫酸鋁在工業(yè)用水處理中，常用的混凝劑是硫酸鋁。因為它的含鋁量比明礬多。工業(yè)用硫酸鋁為白色晶體，常因含有少量游離的H2S04，而使其水溶液呈酸性，腐蝕性較強(qiáng)，配藥操作困難。

硫酸鋁使用方便，對處理后的水質(zhì)無不良影響。但在水溫低時，會水解困難，形成絮凝體比較松散，效果不如鐵鹽。另外，硫酸鋁對水的pH值適應(yīng)范圍較窄，一般在5.5～8.O之間，加入量一般約在幾十mg/L到100mg/L之間。如果加入量過大，使水的pH值下降，反而會影響混凝效果，使水發(fā)渾。

（2）明礬明礬為白色塊狀結(jié)晶體，其起混凝作用的成分還是硫酸鋁，因此其混凝特性與硫酸鋁相同。

（3）聚合氯化鋁聚合氯化鋁以稱堿式氯化鋁。是一種由堿式氯化鋁聚合而成的無機(jī)高分子化合物，也有按其所含羥基和氯離子的比值來表達(dá)的。

堿化度是聚合氯化鋁的一個重要指標(biāo)：當(dāng)B約在30%以下時，混凝劑全部由小分子構(gòu)成，混凝能力低；隨著曰值的上升，化合物中羥基所占比例增大，混凝能力上升。但B值過大，其穩(wěn)定性變差，溶于水后易發(fā)生沉淀。一般工業(yè)產(chǎn)品的堿化度控制在50%～80%。

用聚合氯化鋁做混凝劑有如下優(yōu)點：

①適用范圍寬。對低濁度水、高濁度水、有色水和某些工業(yè)廢水，都有較好的混凝效果。

②加藥量少，可節(jié)約藥耗，降低制水成本。

③操作方便。一般pH值為7 8時都可取得良好效果，低溫時效果仍舊穩(wěn)定。

④形成凝絮快。

⑤對設(shè)備腐蝕性小

4.常用無機(jī)鐵鹽混凝劑有哪些？

常用作混凝劑的鐵鹽有三氯化鐵和硫酸亞鐵水合物以及聚合硫酸鐵。

（1）三氯化鐵 三氯化鐵水化物是一種黑褐色的結(jié)晶體，極易溶于水。溶解度隨溫度升高而增大；形成的礬花比重大；易沉降；處理低溫、低濁水效果比鋁鹽好，其適宜的pH值范圍也較寬，在5.O 11.O之間。但三氯化鐵易于吸潮，其水溶液的腐蝕性很強(qiáng)，必須注意加藥系統(tǒng)的防腐。此外用三氯化鐵處理后的水色度較高。

（2）硫酸亞鐵硫酸亞鐵是一種半透明的綠色晶體。俗稱 綠礬 ，易溶于水。

（3）聚合硫酸鐵聚合硫酸鐵是一種以鐵的硫酸鹽為原料，經(jīng)加工制造成的無機(jī)高分子混凝劑。

從運行實踐看，聚鐵的混凝能力較強(qiáng)，除色和除有機(jī)物的效果優(yōu)于鐵鹽，其適用的原水pH值范圍較寬，一般為4--11；對于低溫和低濁水，也有較好的處理效果。

5.常用有機(jī)高分子絮凝劑有哪些？

有機(jī)高分子絮凝劑有些文獻(xiàn)稱為有機(jī)混凝劑，這些絮凝劑多做為助凝劑，與無機(jī)混凝劑聯(lián)合使用，處理效果較好。

有機(jī)高分子絮凝劑的凈化作用，主要是它們的吸附與架橋，使水中的膠體物和細(xì)小懸浮雜質(zhì)生成沉淀性能良好的絮凝體。

高分子絮凝物在水中可以電離，從而形成帶陽離子（或陰離子）的基團(tuán)，由于這些帶電基團(tuán)的同電相斥，使線型高分子能充分伸展開。因此，能很好地發(fā)揮其架橋的凝絮作用；同時帶電基團(tuán)還能對脫粒起電中和的脫穩(wěn)作用；也有利于增強(qiáng)混凝效果。

根據(jù)有機(jī)高分子絮凝劑電離后，其聚合離子所帶電荷性質(zhì)的不同，可將有機(jī)高分子絮凝劑分為陽離子型，陰離子和非離子型三種。

6.混凝劑的發(fā)展方向，

當(dāng)前混凝劑的發(fā)展總的方向是“高分子化、復(fù)合化、多功能化”。今后需進(jìn)一步開展的工作： 1.復(fù)合型高分子混凝劑的研制 如前所述，復(fù)合型混凝劑在水處理領(lǐng)域具有十分明顯的優(yōu)點。所以如何開發(fā)高效的復(fù)合型混凝劑將是當(dāng)前和今后研究的熱點。有待進(jìn)一步深入的是對于復(fù)合型混凝劑基礎(chǔ)理論的研究，以理論指導(dǎo)實踐，優(yōu)化復(fù)合型混凝劑的合成工藝，充分發(fā)揮各組分的作用及它們之間的協(xié)同效應(yīng)，得到性能更優(yōu)、能夠推廣應(yīng)用的產(chǎn)品。

（2）天然高分子物質(zhì)及其改性產(chǎn)品的應(yīng)用 天然有機(jī)高分子絮凝劑具有活性基團(tuán)多、價廉、無毒、可生物降解等優(yōu)點，用于某些用途時，效果優(yōu)于人工合成有機(jī)高分子絮凝劑。利用價格低廉的原料提取的天然有機(jī)高分子絮凝劑將會受到更多的關(guān)注。

（3）混凝劑的多功能化 許多文獻(xiàn)報道了高鐵酸鹽在水和廢水處理中的應(yīng)用[30，31]

。高鐵酸鹽除了對懸浮和膠狀顆粒具有混凝作用外，還同時具有殺死有害微生物、降解、氧化部分有機(jī)和無機(jī)雜質(zhì)、延緩腐蝕等作用。但目前還未真正得到實際應(yīng)用，有待進(jìn)一步研究。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，混凝劑將逐漸向多功能方向發(fā)展，除具有優(yōu)良的混凝性能外，還應(yīng)有殺菌、脫色、除COD、緩蝕等多種功能，這對開拓混凝劑的生產(chǎn)應(yīng)用范圍，推動化學(xué)法處理工業(yè)水的發(fā)展必將具有重要作用。

（4）微生物絮凝劑的研究和開發(fā) 使用微生物絮凝劑進(jìn)行水處理較其他混凝劑最大的優(yōu)點，是不存在二次污染，安全方便。但由于微生物的加入，使得研制相對困難。今后，有必要在微生物和傳統(tǒng)混凝劑的結(jié)合應(yīng)用方面進(jìn)行更多的研究和探討，以開發(fā)出能廣泛應(yīng)用的新型產(chǎn)品，促進(jìn)我國水處理事業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

【1】 楚潔. 水處理中混凝劑的研究進(jìn)展[J]. 泰安師專學(xué)報. 2000（06）

【2】 張瑛； 阮曉紅 水處理混凝劑及其發(fā)展方向.2013.12