凝聚是指膠體被壓縮雙電層而脫穩(wěn)的過程;絮凝則指膠體由于高分子聚合物的吸附架橋作用聚結(jié)成大顆粒絮體的過程;混凝則包括凝聚與絮凝兩種過程。
⑴ 聚合三氯化鐵(PFC)
a. 物化性能:
棕黃色粘稠液體。相對密度1.450,酸性,易溶于水。聚合氯化鐵是20世紀80年代后期,針對鋁鹽絮凝劑殘留鋁對人體帶來嚴重危害及鋁的生物毒性等問題,鐵鹽絮凝劑混凝效果差、產(chǎn)品穩(wěn)定性不好等不足,研制開發(fā)的新型無機高分子絮凝劑。聚合氯化鐵絮凝效果與三氯化鐵比較要高得多。當處理的水溫較低時,效果更明顯。
b. 制備方法:
在三氯化鐵溶液中加入氫氧化鈉,生成堿式氯化鐵一鈉,加入氫氧化鈣生成堿式氯化鐵一鈣。要求鐵離子(Fe3+)濃度在0.01~0.75mol/L,氫氧根與鐵的比(OH/Fe)在0~2.5之間。具體配制如下:將10mL 0.5mol/L六水氯化鐵(FeCl3•6H2O)用水稀釋到200mL,在快速攪拌下,緩慢地加入50mL 0.25mol的氫氧化鈉,控制堿化度為11%左右,即為產(chǎn)品。每次制備數(shù)量不宜過多,制備后立即使用。存放不得超過20h,否則溶液將發(fā)生變化。
c. 產(chǎn)品應(yīng)用:
該產(chǎn)品可用于生活用水及生產(chǎn)給水的凈化處理。可直接計量投加或適當稀釋后投加,用做原水處理時有效投加量20~50mg/L,適用pH值范圍廣,處理后水的pH降低不大,不增加水的色度,是一種新型高分子絮凝劑。
⑵ 聚合鐵(PFCS)
a.物化性質(zhì):
棕黃色粘稠液體,無味或略帶味。相對密度1.450,酸性,易溶于水。
b.制備方法:
①以FeSO4為原料,F(xiàn)eSO4用量為23%~64%,水用量為15%~20%,催化劑用量為2%~8%,次氯酸鈉為氧化劑,充分攪拌反應(yīng)3h,靜止熟化后過濾,即得產(chǎn)品。②以鐵為原料,以為氧化劑,使二價鐵氧化為三價鐵離子,然后以氫氧化鈉中和調(diào)整堿化度,同時加入氯化鈣為穩(wěn)定劑,反應(yīng)0.5h,可得到液體產(chǎn)品。
c.產(chǎn)品應(yīng)用:
該產(chǎn)品可用于生活用水及生產(chǎn)給水的凈化處理??芍苯佑嬃客都踊蜻m當稀釋后投加,用做原水處理時有效投加量20~50mg/L,適用pH值范圍廣,處理后水的pH降低不大,不增加水的色度,是一種新型高分子絮凝劑。
⑶ 聚磷鐵(PPFS)
a.物化性能:
深紅棕色液體,經(jīng)濃縮、干燥得紅棕色固體。聚磷鐵是新型無機高分子凈水劑,它是在聚合鐵的基礎(chǔ)上引入磷酸根而合成的。其特點是不僅可以用于pH范圍廣的水質(zhì),而且其水解、沉降速度快,對廢水中的S2-,COD、濁度有較高的去除率。
b.制備方法:
聚磷鐵的制備原理是先由亞鐵經(jīng)氧化制備聚合鐵,然后向聚合鐵溶液中加入計量的磷酸鈉,在一定的溫度下,反應(yīng)一段時間后,即生成聚磷鐵,將溶液濃縮干燥,可得紅棕色固體產(chǎn)品。 在反應(yīng)器內(nèi)加入亞鐵,然后加入計量的98%的濃和30%的過氧化氫水溶液,將其加熱至80℃反應(yīng)2h。然后再加入計量的磷酸鈉,在80℃下,反應(yīng)0.5h即得深紅棕色液體,產(chǎn)物經(jīng)濃縮、干燥,得紅棕色固體。
c.產(chǎn)品應(yīng)用:
聚磷鐵是一種低溫低濁度的凈水劑,pH范圍在7~10之間混凝效果,對COD有好的去除效果。
⑷ 三氯化鐵
a.物化性能:
固體產(chǎn)品為褐綠色晶體,密度2.898mg/cm3,熔點282℃,在空氣中極易吸收水分而潮解。液體產(chǎn)品為紅棕色溶液。易溶于水、乙醇、甘油、和丙酮,難溶于苯。氯化鐵應(yīng)用于水處理做絮凝劑,在20世紀70年代初期,因其良好的溶解性能及優(yōu)良的絮凝效果,一度引起廣泛的關(guān)注。但由于其強烈的吸水性,為包裝、儲存和運輸帶來不便,使其應(yīng)用受到一定的限制。
b.制備方法:
原料可用鐵屑或鐵粉、鹽酸。為綜合利用,也可用燒渣,燒渣中含鐵為20%~30%。 其反應(yīng)式如下:2Fe+6HCl→2FeCl3+3H2↑ 向帶蒸汽夾套的反應(yīng)鍋內(nèi)加入30%~31%的鹽酸,加熱到40~50℃時,加入燒渣。燒渣與鹽酸的質(zhì)量比為(0.3~0.5)∶1,進行攪拌,當反應(yīng)鍋內(nèi)溶液達到38~80波美度時,停止加渣,繼續(xù)攪拌,反應(yīng)1~1.5h。當料達到40~42波美度時,反應(yīng)基本完成。將反應(yīng)溶液移入另一容器內(nèi),靜止一晝夜,上部黃色透明液體為三氯化鐵。然后將其蒸發(fā)濃縮至55~60波美度時,即可冷卻結(jié)晶,經(jīng)過1~2d,析出棕黃色粒狀三氯化鐵結(jié)晶,純度可達85%以上。在生產(chǎn)中要控制好溫度和波美度。
c.產(chǎn)品應(yīng)用:
該產(chǎn)品用于飲用水及工業(yè)給水凈化處理。液體產(chǎn)品可直接計量投加,固體產(chǎn)品需在溶解池調(diào)配成10%~20%溶液后計量投加。固體產(chǎn)品吸濕性*,開封后一次性配成溶液,有效投加濃度一般在10~50mg/L。產(chǎn)品腐蝕性強,投加設(shè)備需進行防腐處理,操作工人應(yīng)配備保護設(shè)施。 可用于活性污泥脫水。使用的pH值范圍為6.0~11.0,的pH值范圍為6.0~8.4。通常的用量為5~100mg/L。形成的絮凝體粗大,沉淀速度快,不受溫度的影響。用它來處理濁度高的廢水,效果更顯著。它的腐蝕性大,比亞鐵的腐蝕性強,能腐蝕混凝土和使某些塑料變形。當它溶解于水時,產(chǎn)生,污染周圍環(huán)境。三氯化鐵不僅可做絮凝劑,也可做防水劑等。
⑸ 聚硅鋁(PASS)
a.物化性能:
聚硅酸鋁是無色透明液體,有效濃度2%左右。
b.制備方法:
一般由含有適量根的聚合氯化鋁、聚合鐵等作原料。其過程為:取計量的硅酸鈉,用去離子水溶解后,用溶液調(diào)pH值到一定范圍。將計量的鋁加入到硅酸溶液中,用水稀釋到二氧化硅含量為2%,充分攪拌后,放置2h即制得聚硅酸鋁絮凝劑。
c.產(chǎn)品應(yīng)用:
聚硅酸鋁是一種低溫低濁度的凈水劑,pH范圍在7~10之間混凝效果,對COD的去除效果也比較好。
⑹ 鋁
a.物化性能:
精制鋁是白色結(jié)晶體。
b. 產(chǎn)品應(yīng)用:
鋁使用便利,混凝效果好,不會給處理后的水質(zhì)帶來影響。當水溫較低時鋁水解困難,形成的絮體較為松散。
鋁可分干式和濕式投加。濕式投加一般采用10%~20%的濃度(按商品重量計算)。鋁使用時水的有效PH范圍較窄,跟原水硬度有關(guān),對于軟水,PH值5.7~6.6,中等硬度為6.6~7.2,硬度較高為7.2~7.8。
明礬是鋁和鉀的復(fù)鹽Al2(SO4)3•K2SO4•24H2O,其中Al2O3含量約為10%,是天然物,作用機理與鋁同。
⑺ 聚合氯化鋁
聚合氯化鋁具有以下優(yōu)點:應(yīng)用范圍廣,對各種廢水都可以達到較好的混凝效果;易快速形成大的礬花,沉淀性能好,投藥量一般比鋁低,過量投加也不會像鋁那樣造成水渾濁;適宜的PH值范圍較寬(5~9),且處理后水的PH值和堿度下降較??;水溫較低時,仍可保持穩(wěn)定的混凝效果;其堿化度比其他鋁鹽、鐵鹽高,因此藥液對設(shè)備的侵蝕作用小