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无机絮凝剂

无机絮凝剂有时称无机混凝剂。由无机组分组成的絮凝剂,絮凝剂主要是增加混凝固体的碰撞,使其水解产物附聚、架桥絮凝形成可沉降的或可过滤的絮凝物。

无机絮凝剂有时称无机混凝剂。由无机组分组成的絮凝剂,絮凝剂主要是增加混凝固体的碰撞,使其水解产物附聚、架桥絮凝形成可沉降的或可过滤的絮凝物。在给水废水处理中常用的有铝盐、铁盐和氯化钙等,如硫酸铝钾(明矾)、氯化铝、硫酸铁、氯化铁; 还有无机高分子絮凝剂,如聚合氯化铝、聚合硫酸铝、活性硅土等。它们的工业制品有多种规格。一般在水处理中投加铝盐絮凝剂10-5-10-3mol/L即可。

在不同pH值时,产生不同的水解、络合产物。pH值较低时,以产生低电荷高聚合度的无机高分子电解质为主。此外,水温高,亦有利于絮凝作用。硫酸铝可用于造纸、纺织、洗衣厂、含胶态粘土的洗砂以及热电厂燃煤等废水的处理;氯化钙常用于纺织、洗衣及洗羊毛、洗砂等废水,对去油脂很有效。

活性硅土可处理多种工业废水,如油田废水、洗煤水和纸厂废水。聚合氯化铝和聚合硫酸铝等聚合电解质絮凝剂(或混凝剂)是把铝盐控制在适宜条件下,制成可达到最优预期絮凝效果的制剂。它投入水中后能立即发挥絮凝作用,故它们比一般的铝盐絮凝剂(或混凝剂)的效能好、适应性强,日益得到广泛使用,如处理工业废水等。

絮凝作为废水处理的一种重要方法,是一种应用最广泛、最经济简便的水处理技术。

絮凝达到高效能的关键在于投加性能优良的絮凝剂。由于有机合成高分子絮凝剂存在毒性及价格昂贵等原因,其在国内的应用受到一定限制。无机高分子絮凝剂(IPF)以其高效、适应性强、无毒、价廉的特点,在各种污水和废水的处理中得到了广泛的应用。广泛使用的无机高分子絮凝剂是在传统的铝盐、铁盐絮凝剂的基础上发展起来的,它可分为阳离子型、阴离子型和复合型三大类。传统铝盐、铁盐类絮凝剂使用历史悠久,但在水处理过程中存在不少问题,

60年代后期逐渐被迅速发展起来的无机高分子絮凝剂所取代。无机高分子絮凝剂比原有传统药剂有更好的絮凝效果而相应价格较低。

当前在日本、俄罗斯、西欧、中国都已有相当规模的生产和应用,聚合类药剂的生产占絮凝剂总量的30 %~60 %。

铁盐絮凝剂溶于水中,Fe通过溶解和吸水可发生强烈水解,并在水解同时发生各种聚合反应,生成具有较长线性结构的多核轻基聚合物,如Fe2(OH)2、Fe3(OH)4、 Fe5(OH)8、 Fe6(OH)9等。这些含铁经基络合物能有效降低或消除溶液中胶体的毛电位,通过电中和,吸附架桥及絮体的卷扫作用使胶体凝聚,并形成聚合度很高的Fe(OH)3凝胶。

1、阳离子型无机高分子絮凝剂

阳离子型无机高分子絮凝剂主要包括聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合氯化硫酸铁(PFCS)和聚磷氯化铁(PPFC)等。

(1)阳离子聚丙烯酰作为絮凝剂,主要应用于工业上的固液分离过程,包括沉降、澄清、浓缩及污泥脱水等工艺,应用的主要行业有:城市污水处理、造纸工业、食品加工业、石化工业、冶金工业、选矿工业、染色工业和制糖工业及各种工业的废水处理。用在城市污水及肉类、禽类、食品加工废水处理过程中的污泥沉淀及污泥脱水上,通过其所含的正电荷基团对污泥中的负电荷有机胶体电性中和作用及高分子优异的架桥凝聚功能,促使胶体颗粒聚集成大块絮状物,从其悬浮液中分离出来。效果明显,投加量少。

(2)阳离子聚丙烯酰在造纸工业中可用作纸张干强剂、助留剂、助滤剂,能极大的提高成纸质量,节约成本,提高造纸厂的生产能力。可直接与无机盐离子、纤维以及其它有机高分子发生静电桥梁作用以达到增强纸张的物理强度, 减少纤维或填料的流失,加快滤水, 起增强、助留、助滤作用,还可以用于白水的处理, 同时,在脱墨过程中能起明显的絮凝效果。

(3)阳离子聚丙烯酰纤维泥浆(石棉-水泥制品)中可使成型的石棉-水泥制品排水性得到改善,使石棉板坯料的强度提高; 在绝缘板中, 可提高添加剂和纤维的结合能力。

(4)阳离子聚丙烯酰在采矿、选煤行业中可作矿山废水、洗煤废水的澄清剂。

(5)阳离子聚丙烯酰可用于染色废水、皮革废水、含油废水的处理, 使之除浊、脱色, 以达到排放标准。

(6)阳离子聚丙烯酰在磷酸提纯中, 有助于湿法磷酸工艺中石膏的分离。

(7)阳离子聚丙烯酰用于以江河水源的自来水厂的水处理絮凝剂。

(8)阳离子聚丙烯酰胺在污水处理中有机废水中常使用粉状阳离子聚丙烯酰胺:通常是让污水中悬浮颗粒带阴电荷的污水进行絮凝沉淀。根据对絮凝装置中阳离子型酸性或碱性介质中,依靠阳电性呈现对污水快速澄清是极为有效的。除了粉状聚丙烯酰胺以外,聚合氯化铝和阴离子聚丙烯酰胺成型物也正在有机废水处理中得到日益广泛的应用。

(9)阳离子聚丙烯酰胺用于酒精厂废水,啤酒厂废水,味精厂废水,制糖厂废水,肉制品厂废水,饮料厂废水,纺织印染厂以及各种污水厂的工程处理的废水中,含有各种有机溶剂、无机及有机硫化物、烃类、氯气、油、汞及其他对环境有害的成分,可以用聚丙烯酰胺进行絮凝以后再排放。还可用作油田开发过程的泥浆处理剂,选择性堵水剂,注水增稠剂,纺织印染过程的柔软剂,静电防止剂及通用的杀菌、消毒剂等。

(10)阳离子聚丙烯酰用于给水净化,水/油体系破乳,含油废水处理,废水再资源化及污泥脱水等方面;聚丙烯酰胺能有效地降低流体的摩擦阻力,水中加入微量聚丙烯酰胺就能降阻50-80%

2、阴离子型无机高分子絮凝剂

阴离子型无机高分子絮凝剂主要指活性硅酸絮凝剂

3、复合型无机高分子絮凝剂

聚硅铝絮凝剂、聚硅铁絮凝剂、聚硅铁铝絮凝剂、聚合铝铁絮凝剂。

硫酸铝的作用:1.造纸工业中用作纸张施胶剂,以增强纸张的抗水、防渗性能;2.溶于水后能使水中的细小微粒和自然胶粒凝聚成大块絮状物,从而自水中除去,故用作供水和废水的混凝剂3.用作浊水净化剂,也用作沉淀剂、固色剂、填充剂等。在化妆品中用作抑汗化妆品原料(收敛剂);4.消防工业中,与小苏打、发泡剂组成泡沫灭火剂;5.分析试剂,媒染剂,鞣革剂,油脂脱色剂,木材防腐剂;6.白蛋白巴氏杀菌的稳定剂(包括液体或冷冻全蛋、蛋白或蛋黄);7.可作原料,用于制造人造宝石和高级铵明矾,其他铝酸盐;8.燃料工业中,在生产铬黄和色淀染料时作沉淀剂,同时又起固色和填充剂作用。

硫酸铝的化学性质:极易溶于水,硫酸铝在纯硫酸中不能溶解(只是共存),在硫酸溶液中与硫酸共同溶解于水,所以硫酸铝在硫酸中溶解度就是硫酸铝在水中的溶解度。 常温析出含有18分子结晶水,为18水硫酸铝,工业上生产多为18水硫酸铝。含无水硫酸铝51.3%,即使100℃也不会自溶(溶于自身结晶水)。 不易风化而失去结晶水,比较稳定,加热会失水,高温会分解为氧化铝和硫的氧化物。加热至770℃开始分解为氧化铝、三氧化硫、二氧化硫和水蒸气。溶于水、酸和碱,不溶于乙醇。水溶液呈酸性。水解后生成氢氧化铝。水溶液长时间沸腾可生成碱式硫酸铝。工业品为灰白色片状、粒状或块状,因含低铁盐而带淡绿色,又因低价铁盐被氧化而使表面发黄。粗品为灰白色细晶结构多孔状物。无毒,粉尘能刺激眼睛。

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