什么是絮凝剂、助凝剂、调理剂?三者有什么关系?( 二 )


2)聚合氯化铝PAC
聚合氯化铝 , 简称PAC , 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 , 其缺点是价格较传统絮凝剂高 。
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产品均应较短时间内使用 , (固体产品性能稳定 , 则可较长期保存) 。 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 。
3、有机高分子絮凝剂
1)有机高分子絮凝剂的特点
人工合成有机高分子絮凝剂多为聚丙烯、聚乙烯物质 , 如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺等 。 这些絮凝剂都是水溶性的线型高分子物质 , 每个大分子由许多包含带电基团的重复单元组成 , 因而也称为聚电解质 。 包含带正电基团的为阳离子型聚电解质 , 包含带负电基团的为阴离子型聚电解质 , 既不含带正电基团又不含带负电基团 , 称之为非离子型聚电解质 。
目前使用较多的高分子絮凝剂是阴离子型 , 它们对水中负电胶体杂质只能发挥助凝作用 。 往往不能单独使用 , 而是配合铝盐、铁盐使用 。 阳离子型絮凝剂能同时发挥凝聚和絮凝作用而单独使用 , 故得到较快发展 。
我国当前使用较多的是聚丙烯酰胺类非离子型高聚物 , 常与铁、铝盐合用 。 利用铁、铝盐对胶体微粒的电性中和作用和高分子絮凝剂优异的絮凝功能 , 从而得到满意的处理效果 。 聚丙烯酰胺在使用中具有投量少 , 凝聚速度快 , 絮凝体粒大强韧的特点 。 我国目前生产的人工合成有机高分子絮凝剂中80%是这种产品 。
2)聚丙烯酰胺类絮凝剂
聚丙烯酰胺PAM是一种目前应用最广泛的人工合成有机高分子絮凝剂 , 有时也被用作助凝剂 。 聚丙烯酰胺的生产原料是聚丙烯腈CH2=CHCN , 在一定条件下 , 丙烯腈水解生成丙烯酰胺 , 丙烯酰胺再通过悬浮聚合得到聚丙烯酰胺 。 聚丙烯酰胺属于水溶性树脂 , 产品有粒状固体和一定浓度的粘稠水溶液两种 。
聚丙烯酰胺在水的实际存在形态是无规线团 , 由于无规线团具有一定的粒径尺寸 , 其表面又有一些酰胺基团 , 因此能够起到相应的架桥和吸附能力 , 即具有一定的絮凝能力 。
但由于聚丙烯酰胺长链卷曲成线团 , 使其架桥范围较小 , 两个酰胺基缔结后 , 相当于作用相互抵消而丧失两个吸附位 , 再加上部分酰胺基卷藏在线团结构的内部 , 不能与水中的杂质颗粒相接触和吸附 , 所以其拥有的吸附能力不能充分发挥 。
为了使缔结在一起的酰胺基再次分开、内藏的酰胺基也能暴露在外表 , 人们设法将无规线团适当延伸展开 , 甚至设法在长分子链上增加一些带有阳离子或阴离子的基团 , 同时提高吸附架桥能力和电中和压缩双电层的作用 。 这样一来 , 在PAM的基础上又衍生出一系列性质各异的聚丙烯酰胺类絮凝剂或助凝剂 。


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