《混凝剂与助凝剂》PPT课件

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1、第四节混凝剂与助凝剂(一)混凝剂的分类第四节混凝剂与助凝剂(二)无机混凝剂传统无机混凝剂和无机高分子混凝剂。①铝盐硫酸铝(Al2(SO4)3•18H2O)明矾(K2SO4•Al2(SO4)3•24H2O)由于铝的比重小,在水温低的情况下,絮粒较轻而疏松,处理效果较差。pH有效范围较窄,在5.5-8之间。投加量大。第四节混凝剂与助凝剂(二)无机混凝剂以铝盐为例,介绍混凝的过程:在水中,Al3+以Al(OH)63+的形态存在,发生水解:[Al(H2O)6]3+==[Al(OH)(H2O)5]2++H+[Al(OH)(H2O)5]2+==[A

2、l(OH)2(H2O)4]++H+[Al(OH)2(H2O)4]+==[Al(OH)3(H2O)3]↓+H+(1)pH≤4时,水中以[Al(H2O)6]3+为主;(2)pH4~5时,以[Al(OH)(H2O)5]2+、[Al(OH)2(H2O)4]+及少量的[Al(OH)3(H2O)3];(3)pH7~8时,水中以[Al(OH)3(H2O)3]为主。(4)pH>9时,水中产生Al(OH)3沉淀。水解过程第四节混凝剂与助凝剂单核络合物通OH-桥键缩聚成单核羟基络合物:[Al(H2O)6]3++[Al(OH)(H2O)5]2++≒[Al2(

3、OH)(H2O)10]5++H2O两个单羟基络合物可缩合成双羟基双核络合物:OH2[Al(OH)(H2O)5]2+=[(H2O)4AlAl(H2O)4]4++2H2OOH生成物[Al2(OH)2(OH)8]4+还可进一步缩合成[Al3(OH)4(H2O)10]5+缩合产物同时也会发生水解反应:[Al3(OH)4(H2O)10]5+≒[Al3(OH)5(H2O)9]4++H+水解与缩聚两种反应交替进行,最终生成聚合度极大的中性氢氧化铝,浓度超过其溶解度时析出氢氧化铝沉淀。铝离子在水中化学反应的全过程第四节混凝剂与助凝剂Al3+在水中的存在

4、状态和pH有关:在pH较低时,高电荷低聚合度的络合物占多数;在pH较高时,低电荷高聚合度的络合物占多数。其中:对于高电荷低聚合度的水解聚合物,主要起到压缩双电层和吸附架桥作用;对于低电荷高聚合度的水解聚合物,主要起到吸附架桥作用和沉淀网捕作用;对于高聚合度的水解沉淀物,以吸附、网捕、卷带作用为主。第四节混凝剂与助凝剂②铁盐三氯化铁(FeCl3•6H2O)硫酸亚铁(FeSO4•7H2O)生成的絮粒在水中的沉淀速度较快;处理浊度高、水温较低的废水,效果比较显著;FeCl3容易吸水潮解,故不易保管;腐蚀性强,对混凝土也产生腐蚀作用;生成Fe(

5、OH)2它的溶解度很大,残留水中的Fe2+会使处理后的水带色,第四节混凝剂与助凝剂③无机高分子混凝剂聚合氯化铝(碱式氯化铝,简称PAC)化学通式为[Al2(OH)nCl6-n]m,式中n≤5,m≤10。制备:以铝灰或含铝矿物作原料,采用酸溶法或碱溶法加工制成的。[参考书:《碱式氯化铝》李润生]A对水质适应性较强,适用pH范围广,5-9之间;B絮凝体形成快,比重大,沉降性好;C投药量低。D碱化度较高,对设备的腐蚀性小,处理后的水pH和碱度下降较小。第四节混凝剂与助凝剂聚合硫酸铁(碱式硫酸铁)(简写PFS)化学通式为[Fe2(OH)n(SO

6、4)3-n/2]m式中n<2,m>10。A适用范围广:pH4-11;低水温,混凝效果稳定;B用量小,絮凝体沉降性能好;CCOD去除率和脱色效果好;D处理后水中铁残留量低,腐蚀性较小。第四节混凝剂与助凝剂(三)有机混凝剂天然高分子混凝剂人工合成高分子混凝剂,水处理中常用阴离子型、阳离子型、非离子型3种高分子混凝剂。(1)天然高分子混凝剂主要有动物胶、淀粉、甲壳素等。特点:电荷密度小,分子量较低,且易发生降解而失去活性。第四节混凝剂与助凝剂(2)人工合成高分子混凝剂①阴离子型:主要含-COOM(M为H+或金属离子)或-SO3H的聚合物,如阴

7、离子聚丙烯酰胺(CPAM)和聚苯乙烯磺酸钠(PSS)等。②阳离子型:主要是含有-NH3+、-NH2+和-N+R4的聚合物,如阳离子聚丙烯酰胺(APAM)等。③非离子型:所含基团未发生反应的聚合物。如非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)和聚氧化乙烯(PEO)等。聚丙烯酰胺简称PAM,又称三号混凝剂,PAM的分子结构通式为:PAM是线状水溶性高分子,其分子量在300-1800万。阴离子聚丙烯酰胺(CPAM)阳离子聚丙烯酰胺(APAM)非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)两性离子型聚丙烯酰胺(NPAM)-[-CH2-CH-]-n,CONH2第四节混凝剂与

8、助凝剂(3)高分子混凝剂的作用:靠氢键、静电、范德华力的作用对胶粒强烈的吸附作用。高聚合度的线型高分子在溶液中保持适当的伸展形状,从而发挥吸附架桥作用,把许多细小颗粒吸附后,缠结在一起。

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