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什么是絮凝剂

2014/1/25

一、絮凝剂

定义：采用国际标准化组织（Intwrnational Organization fo Standardization,简称ISO）关于水质词汇规定的术语和定义。ISO6107-1《水质词汇——第一部分》为有关水的絮凝规定的标准术语和定义如下。

  絮凝(作用)(flocculation):指细小的颗粒通过聚集作用而形成分离的大颗粒，通常借助机械、物理、化学或生物的方法进行。

  絮凝体(floc):液体中因絮凝作用而形成肉眼看不见的颗粒，通常可借助重力或浮选作用加以分离。

  絮凝剂：是指用来完成ISO所规定的絮凝作用的药剂。

二、分类：

   絮凝剂的应用历史悠久，至今广泛用于饮用水、工业用水的净化处理以及废水、污水的净化处理。

  水处理中最常用的絮凝剂是铝盐和铁盐，硫酸铝是1884年由美国开发的，迄今为止一直是较重要的絮凝剂之一。随着水处理技术的发展，絮凝剂品种已发展到除无机铝盐、无机铁盐外，还有无机高分子絮凝剂、高分子聚合物等品种。

  尚有一类助凝剂，它们与絮凝剂一起使用，能促进絮凝过程，产生大量的絮凝体，用作助凝剂的有：酸、碱类（如硫酸、盐酸、石灰、碳酸钠等）、绒粒核心类（如活性硅酸）等。

三、絮凝作用

  天然水中存在着胶体微粒（微粒直径不小于0.1微米，大于1纳米），这是由于水中含有颗粒很细的尘埃、腐植质、纤维素、菌藻或蛋白质分散质与水形成的。这些胶体微粒带着同嗔怪的电荷（电泳现象证明这些胶体微粒带负电荷），它们之间的静电斥力和胶体微粒的布朗运动，使保持分散的悬浮状态而呈现稳定性，不能用重力自然沉降的方法除去。因此天然水往往是浑浊的，有时还带有颜色或臭味。

  加入絮凝剂的目的是使用水中胶本微粒能通过聚集作用而形成可分离的大颗粒，从而使水质得到净化。

   絮凝剂的作用机理较复杂，从一些资质看，目前较一至的解释可概括为认下几个方面：

     1、压缩双电层，降低动电位的机理
          这涉及到胶体化学的原理，包括胶体的特性、胶体的结构、电层理论、胶团的结构、憎水胶体和新水胶体。简言之，水中胶体微粒保持稳定的悬浮状态的一个重要原因是由于水中胶体粒子上的电荷以及由此而形成的包围胶体粒子上的电荷以及由此而形成的包围胶体粒子上的电荷以及由些而形成的包围胶体的双层及其动电位。因此，加入少量电解质，即可压缩双电层、降低电动位，就可使微粒带聚集起来，产生沉淀作用。

2、吸附电中和作用的机理
         胶体微粒带电荷，它对异号离子、链状高分子带异电荷的部位有强烈的吸附作用，这种吸附作用中和了它的部分电荷，减少了静电斥力，因而易与其他胶体微粒聚集。

3、吸附架桥联接作用

     高分子聚合物具有线性结构在使用进高分子聚合物分子具有强烈地吸附于水中胶体微粒表面的性能，而这个分子链的其余部分则伸展在溶液中，与另一个胶体微粒吸附。

4、沉淀物卷扫作用

    当向水中投加较多的铝盐、铁盐作絮凝剂时，当投加量大得足以迅速沉淀氢氧化物时，水中的胶料可被这些沉淀物在形成时所卷扫而共同沉淀。

四、铝盐和铁盐的絮凝作用

铝盐和铁盐是最常用的如凝剂，且铝盐和铁盐的絮凝作用相似，现以铝盐为例来说明它的絮凝作用。

1、水解过程

       铝盐和铁盐在水中都以三价铝和三价铁的各种化合物存在。以铝盐为例，不论铝盐以何种药剂形态加入，在水溶液中既使铝以单纯离子状态在，也不以三价铝而是以水合铝络合离子[Al(H₂O)₆]³⁺状态慧在，当PH<3时，在水中主要是这种状态。如PH升高，水合铝络离子发生水解，生气羟基铝离子。随着PH值的升高，水解逐级进行，最终将产生氢氧化铝沉淀物。

2、絮凝特性

       铝盐和铁盐在水处理过程中发生水解和聚合反应过程，水中的胶粒能强烈吸附水解和聚合反应过程中出现的各种产物：各种Al3+和Fe3+的化合物和多种多核羟基络离子。被吸附的带正电荷的多核羟基络离子能够压缩双电层、降低动电位，同时进行着架桥作用，多粒的聚集作用，从而逐步形成絮凝体。絮凝剂最终形成的聚合度很大的Al(OH)3或Fe(OH)3将使絮凝过程加速，絮凝体由小变大。

 

文章来源：化学工业出版社

参考资料：絮凝剂  工业水处理  水处理药剂   生活饮用水  水质稳定剂   工业水处理技术   聚合氯化铝   硫酸铝

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