聚合氯化铝

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聚合氯化铝是一种净水材料,无机高分子混凝剂,又被简称为聚铝,英文缩写为PAC,由于氢 氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较 高的无机高分子水处理药剂。在形态 上又可以分为固体和液体两种。固体按 颜色不同又分为棕褐色、米黄色、金黄色和白色,液体可 以呈现为无色透明、微黄色、浅黄色至黄褐色。不同颜 色的聚合氯化铝在应用及生产技术上也有较大的区别。

  • 中文名: 聚合氯化铝
  • 英文名: lioly Aluminium Chloride
  • 别称: liAC、聚铝、聚氯化铝
  • 化学式: Al2Cln(OH)6-n
  • CAS登录号: 1327-41-9;101707-17-9;11097-68-0;114442-10-3;
  • EINECS登录号: 215-477-2
  • 熔点: 190(253klia)
  • 水溶性: 易溶于水
  • 密度: 液体≥1.12
  • 外观: 黄色
  • 应用: 水处理
  • 安全性描述: 无毒无害

化学性质

有吸附、凝聚、沉淀等性能,聚合氯化铝稳定性差。毒性及防护有腐蚀性,如不慎 溅到皮肤上要立即用水冲洗干净。生产人员要穿工作服,戴口罩、手套,穿长筒胶靴。生产设备要密闭,车间通风应良好。

优越性

PAC聚合氯 化铝由于喷雾干燥稳定性好,适应水域宽,水解速度快,吸附能力强,形成矾花大,质密沉淀快,出水浊度低,脱水性能好等优点,在同样水质的情况下,喷雾干 燥聚合氯化铝投加量减少,尤其在 水质不好的情况下,喷雾干 燥产品投量与滚筒干燥聚氯化铝相比,可减少一半,不仅减 轻了工人的劳动强度,而更重 要的是减少用户的制水成本。除此之外,用喷雾 干燥产品可保证安全性,减少水事故,对居民 饮用水非常安全可靠。

聚合氯化铝,简称高效聚氯化铝,或高效PAC。采用目 前最为先进的生产工艺,使用高 效度的优质原料反应聚合而成。生产按照国标GB15892-2009要求执行。聚氯化 铝是通过喷雾干燥工艺加工而成.因此也 可叫高效级喷雾干燥聚合氯化铝。

浓度配比方法

根据日 常使用中固体聚合氯化铝PAC,稀释成液体时,总结分 享常用的几种聚合氯化铝PAC浓度配比方法,希望对大家有所帮助!

第一步,根据原水情况,使用前 先做小试求得最佳药量。小试溶 液配置按重量比(W/W),一般以2~5%配为好。如配3%溶液:称聚合氯化铝PAC固体3g,盛入的200ml量筒中,加清水约50ml,待溶解 后再加水稀释至100ml刻度,摇匀即可。

第二步,生产用聚合氯化铝PAC时,按聚合氯化铝PAC固体:清水=1:9到1:15重量比混合溶解即可。氧化铝含量低于1%的溶液易水解,会降低使用效果,浓度太 高不易投加均匀。

第三步,加药按 小试求得的最佳投加量投加。如见沉淀池矾花少,余浊大,则投加量过少;如见沉 淀池矾大且上翻,余浊高,则加药量过大,应适当调整。

聚合氯化铝基本信息

中文名称:聚合氯化铝(简称聚氯化铝)

聚氯化铝(Poly aluminum Chloride) 代号PAC。通常也 称作净水剂或混凝剂,它是介于ALCL3和AL(OH)3之间的 一种水溶性无机高分子聚合物,化学通式为[AL2(OH)nCl6-nLm]其中m代表聚合程度,n表示PAC产品的中性程度。

颜色呈黄色或淡黄色、深褐色、深灰色树脂状固体。该产品 有较强的架桥吸附性能,在水解过程中,伴随发生凝聚,吸附和 沉淀等物理化学过程。聚合氯 化铝与传统无机混凝剂的根本区别在于传统无机混凝剂为低分子结晶盐,而聚合 氯化铝的结构由形态多变的多元羧基络合物组成,絮凝沉淀速度快,适用PH值范围宽,对管道设备无腐蚀性,净水效果明显,能有效支除水中色质SS、COD、BOD及砷、汞等重金属离子,该产品 广泛用于饮用水、工业用 水和污水处理领域。

聚合氯化铝成分:

主要是 三氧化二铝即氧化铝,分子式: [Al2(OH)nCl6-n·xH2O]m(m≤10,n=1~5) 为具Keggin结构的 高电荷聚合环链体形,对水中 胶体和颗粒物具有高度电中和及桥联作用,并可强 力去除微有毒物及重金属离子,性状稳定。检验方法:按国际GB15892-2003标准检验。又称碱式氯化铝,聚合氯化铝简称为PAC,又称聚氯化铝、复合聚合氯化铝、碱式氯化铝。

聚合氯化铝技术指标:

标准 GB/15892-2009 GB/T22627-2008
指标 饮用水级别 水处理级别
液体 固体 液体 固体
三氧化二铝AL2O3(%)≥ 10.0 29 6.0 28.0
盐基度B(%) 40.0-90.0 30-95
水不溶物%≤ 0.2 0.6 0.5 1.5
PH 3.5-5.0 3.5-5.0
铁(Fe)%≤ ---- 2.0 5.0
砷(As).ppm≤ 0.0002 0.0005 0.0015
镉(Cd).ppm≤ 0.0002 --- ---
铬(Cr).ppm≤ 0.0005 --- ---
铅(Pb)%≤ 0.001 0.002 0.006
汞(Hg)%≤ 0.00001 --- ---

盐基度

聚合氯 化铝的盐基度是聚铝中相对重要的指标,特别是 针对饮用水级别的聚铝产品,这项标 准是聚铝产线控制生产的重要指标之一。盐基度越低,其价格越高,各采购 商可以根据厂子的实际情况来操作。另外不同原材料,不同工 艺生产处理的聚合氯化铝产品的盐基度也是不同,这就需 要厂家来进行调整。提高聚 氯化铝产品的盐基度,可大幅 提高生产和使用的经济效益。饮用水 处理用的聚合氯化铝一般多选用低盐基度产品。

聚合氯化铝特点:

1、絮凝体成型快,活性好,过滤性好。

2、不需加碱性助剂,如遇潮解,其效果不变。

3、适应PH值宽,适应性强,用途广泛。

4、处理过的水中盐份少。

5、能除去 重金属及放射性物质对水的污染。

6、有效成份高,便于储存,运输。

颜色

都有哪几种颜色,市场上 销售的聚氯化铝比较杂,因为每 一个厂家的生产工艺和原材料不同,生产出 来的颜色也有些差别,一般有白色、黄色、黄褐色 这三种颜色的聚氯化铝,下面来 说明下三种不同颜色用途的区别。

国标范 围内的二氧化铝含量27-30之间的 聚合氯化铝多为土黄色到黄色淡黄色的固体粉状。这些类 型的聚合氯化铝水溶性比较好,在溶解 的过程中伴随电化学、凝聚、吸附和 沉淀等物理化学变化最终生成[Al2(OH)3(OH)3]∝↓,从而达到净化目的。所以说 在使用聚合氯化铝的时候,不需加其它助剂,絮凝体形成快而粗大、活性高、沉淀快、对高浊 度水的净化效果明显

白色聚 合氯化铝因为被称为高纯无铁白色聚合氯化铝,或食品 级白色聚合氯化铝,与其它 聚氯化铝相比是品质最高产品,主要的 原材料是优质的氢氧化铝粉、盐酸,采用的 生产工艺是国内最先进的技术喷雾干燥法。白色聚 合氯化铝用于造纸施胶剂,制糖脱色澄清剂、鞣革、医药、化妆品 和精密铸造及水处理等多个领域。

黄色聚 合氯化铝的原材料是铝酸钙粉、盐酸、铝矾土,主要用 污水处理和饮用水处理方面,如果用 于饮用水处理原材料是氢氧化铝粉、盐酸还 有稍许的铝酸钙粉,采取的 工艺是板框压滤工艺或喷雾干燥工艺,由于在 饮用水的处理国家对重金属方面有着严格的要求,所以不 论是原材料还是生产工艺都比棕褐色聚合氯化铝要好。黄色聚 合氯化铝一般采用滚筒干燥生产或喷雾塔干燥生产而成,有片状,粉状两种固态形式。

棕褐色 聚合氯化铝的原材料是铝酸钙粉、盐酸、铝矾土还有铁粉。生产工 艺是采用滚筒干燥法,一般主 要用于污水处理方面,因为里 面添加了铁粉所以颜色呈棕褐色,铁粉添 加的越多颜色越深,铁粉如 果超过一定的量在某些时候也被称为聚合氯化铝铁,在污水 处理发面有着卓越的效果。

制备方法

聚合氯 化铝的合成方法有很多种,按照原材料的不同,可分为金属铝法、活性氢氧化铝法、三氧化二铝法、氯化铝法等。

金属铝法

采用金 属铝法合成聚合氯化铝的原料主要为铝加工的下脚料,如铝屑、铝灰和铝渣等。由铝灰 按一定配比在搅拌下缓慢加入盐酸进行反应,经熟化聚合、沉降制 得液体聚合氯化铝,再经稀释过滤,浓缩,干燥制得。在工艺上可分为酸法、碱法、中和法3种。酸法主要是用HCl,产品质量不易控制;碱法生 产工艺难度较高,设备投 资较大且用碱量大,pH控制费原料,成本较高;用的最多的是中和法,只要控制好配比,一般都 能达到国家标准。

氢氧化铝法

氢氧化 铝粉纯度比较高,合成的 聚合氯化铝重金属等有毒物质含量低,一般采 用加热加压酸溶的生产工艺。这种工艺比较简单,但生产 的聚合氯化铝的盐基度较低,因此一 般采用氢氧化铝加温加压酸溶再加上铝酸钙矿粉中和两道工序。

三氧化铝法

含三氧 化二铝的原料主要有三水铝石、铝钒土、高岭土、煤矸石等。该生产 工艺可分为两步:第一步 是得到结晶氯化铝,第二步 是通过热解法或中和法得到聚合氯化铝;

氯化铝法

采用氯化铝粉为原料,加工聚合氯化铝。这种方 法应用最为普遍。可用结晶氯化铝于170℃进行沸腾热解,加水熟化聚合,再经固化,干燥制得。

碱溶法

先将铝 灰与氢氧化钠反应得到铝酸钠溶液,再用盐酸调pH值,制得聚合氯化铝溶液。这种方 法的制得的产品颜色外观较好,水不溶物较少,但氯化钠含量高,原材料消耗高,溶液氧化铝含量低,工业化生产成本较大。

作用

聚(合)氯化铝 其絮凝作用表现如下:

a、水中胶 体物质的强烈电中和作用。

b、水解产 物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用。

c、对溶解 性物质的选择性吸附作用。

聚合氯 化铝是一种无机高分子混凝剂,由于氢 氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较 高的无机高分子水处理药剂)的特点 主要是由压力式雾化器的工作原理所决定的。

性能

a、净化后 的水质优于硫酸铝絮凝剂,净水成本与之相比低15-30%。

b、絮凝体形成快、沉降速度快,比硫酸 铝等传统产品处理能力大。

c、消耗水 中碱度低于各种无机絮凝剂,因而可 不投或少投碱剂。

d、适应的源水PH5.0-9.0范围均可凝聚。

e、腐蚀性小,操作条件好。

f、溶解性优于硫酸铝。

g、处理水中盐分增加少,有利于 离子交换处理和高纯制水。

h、对源水 温度的适应性优于硫酸铝等无机絮凝剂。

形态分类

聚合氯 化铝形态分为两种

a、液体聚 合氯化铝是未干燥的形态,有不用稀释,装卸使用方便,价格相对便宜的优点,缺点是运输需要罐车,单位运输成本增加(每吨固体相当于2-3吨液体),比较适合于100公里内的用户.

b、固体聚 合氯化铝是液体聚合氯化铝干燥后的形态,有运输方便的优点,不需要罐车,缺点是 使用时还需要稀释,增加工作强度.

工艺分类

a,滚筒式聚(合)氯化铝 铝含量一般,水不溶物高,多用于污水处理。

b,板框式聚(合)氯化铝 铝含量高,水不溶物低,用于污 水处理和饮用处理。

c,喷雾干燥聚(合)氯化铝 铝含量高,水不溶物低,溶解速度快.用于饮 用水及更高标准水处理。

聚合氯化铝与聚丙烯酰胺搭配使用介绍

首先来 总得分析一下他们的关系,之后向 大家介绍一下混合的步骤、注意事 项和相关的知识。洗涤剂 生产废水具有成份复杂、废水中CODcr和LAS成分含 量高且难以直接生物降解、废水的pH值较低等特点 ,同时废 水中的洗涤剂成份达到一定浓度时会影响废水处理的曝气、沉淀、污泥消化等过程,在实际 废水处理过程中常采用絮凝剂解决高浓度LAS难于生物降解的问题,因此在 絮凝处理中研究絮凝剂种类的选择、用量及 其影响因素等具有重要的现实意义。

用途

⒈城市给排水净化:河流水、水库水、地下水。

⒉工业给水净化。

⒊城市污水处理。

⒋工业废 水和废渣中有用物质的回收、促进洗 煤废水中煤粉的沉降、淀粉制 造业中淀粉的回收。

⒌各种工业废水处理:印染废水、皮革废水、含氟废水、重金属废水、含油废水、造纸废水、洗煤废水、矿山废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水、污水处理。

⒍造纸施胶。

⒎糖液精制。

⒏铸造成型。

⒐布匹防皱。

⒑催化剂载体。

⒒医药精制

⒓水泥速凝。

⒔化妆品原料。

使用方法

将固体产品按1:3加水溶解为液体后,再加10-30倍清水 稀释成所需浓度后使用。投加的最佳PH值为3.5-5.0,选择最佳PH值投加,可以发 挥混凝的最大效益。用量可 根据原水的不同浑浊度,测定最佳投药量,一般原水浊度在100-500mg/L时,每千吨投加量为10-20kg。原水浊度高时,投药量适当增加,浊度低时,投药量可以适当减少。

农村使用,可将药剂投入水缸内,搅拌均匀,静置,上清液即可使用,每50公斤加入本药剂l克左右。如将本 药剂和该公司生产的高分子絮凝剂结合使用,则效果更佳。投药可 将该公司生产阴离子聚丙烯酰胺或阳离子聚丙烯酰胺同PAC一起溶 解成复合絮凝剂后使用或者先将PAC加入被 处理水体形成凝聚体,后加入 该公司生产的阴离子聚丙烯酰胺吸附架桥成大的絮凝体。

聚合氯 化铝在不同水质中的投加量:

一、在低浊度水中,将固体 的聚合氯化铝产品按照1:3比例(重量比)加自来水稀释,并且搅拌至完全溶解

二、在生活、生产用污水中,参照每吨污水先投加30g左右的 聚合氯化铝产品。然后投 加稀释之后的聚丙烯酰胺产品,(如果效果不明显,请酌情 减少或增加产品投加量。)

三、在造纸厂污水处理中,采用低 浊度水的投放比例配置,如效果 不明显可在酌量添加。

四、原水浊度在100-500mg/L时,投加量为5-10mg即每千吨水投量为5-10kg,用前最 好根据水质特性进行小试,选出最佳值,然后投用。

常用污水投放比例:

应用领域 单位:公斤/千吨水 应用领域 单位:公斤/千吨水
生活用水 2.5~25 工业用水 2.5~25
城市污水 15~50 电镀废水 20~100
冶金废水 20~150 造纸废水 50~300
印染废水 100~300 漂染废水 100~300
造漆废水 100~300 制革废水 100~300
食品废水 50~150 化工废水 50~100
乳化废水 50~200 洗煤废水 30~100

包装

聚合氯 化铝的包装以及注意事项

⒈外用塑料编织袋,内有塑料薄膜套装,每袋净重25kg,还可根 据用户要求改装,另有液 体聚合氯化铝销售。

⒉该品禁 止与有毒物品混装、运输及储存,产品应 存放在室内干燥、通风、阴凉处,且勿受潮。

⒊装卸时要小心轻放,固体产品贮存期一年。

注意事项

聚合氯化铝使用

⒈使用时 应先根据水质进行小试,选出净水效果好,投放量小的最佳点。溶液应随配随用,非饮用 水应根据实际情况选定用量。

⒉使用固体时,先加水溶解配成10-25%的溶液,而后水 稀释至所需浓度,在溶解 时先加水慢慢投料,并不断进行搅拌。

⒊不同厂 家或不同牌号的水处理药剂不能混合,并且不 得与其他化学药品混存。

⒋原液和 稀释液稍有腐蚀性,但低于 其他各种无机絮凝剂。

⒌产品有效储存期:液体半年,固体两年。固体产 品潮后仍然可使用。

⒍本产品经合理投加,净化后 水质符合生活饮用水卫生标准。

喷雾型 干燥型聚合氯化铝

[英文名称]Polyaluminium Chloride,缩写为PAC

[CAS RN]1327-41-9;101707-17-9;11097-68-0;114442-10-3;

[EINECS]215-477-2

[分 子 式]Al2Cl(OH)5

[分 子 量]174.45

[技术标准]产品质量符合国家GB15892-2009标准

[产品外观] 高档白色、中档浅黄色粉末状

【喷雾干燥的特点】

聚合氯化铝 压力式喷雾干燥型聚合氯化铝的特点 主要是由压力式雾化器的工作原理所决定的,使这一 干燥系统有它自己的特点。由于压 力式喷雾干燥所得产品是多孔微粒状或空心微粒状,采用压力式喷雾干燥,多以获 得颗粒状产品为目的,所得颗 粒状产品具有优良的防尘性能和流动性能。由于产 品和水之间有较大的接触面积,因此润 湿性能比粉状产品好,净化水 的速度明显高于粉状产品,经压力 式喷雾干燥的产品都有具独有的特点,因此深 受使用者的好评。

喷雾造 粒是将聚氯化铝被干燥的同时雾化成微小的颗粒,这种颗 粒剂型有良好的应用性能。聚氯化 铝是水溶性物质,具有较 好的热稳定性和较高的溶解度,在干燥过程中,将40%-50%含固量 的聚氯化铝溶液引入高压泵中,通过加 压后进入干燥器中的雾化器进行雾化,分散成微小的雾滴,雾滴被 干燥后得到颗粒状产品,使干燥 和造粒同时完成。

产品特点

1) 大量带有正电荷、形态稳 定的多核羟铝络合物,能有效地促进絮凝、施胶。

2) 外观白色,铁含量极低,能满足 制造优质纸张的需要。

3) 聚合氯 化铝是氯化铝的预水解物,水解程度相对较低,纸浆pH值的下 降幅度比硫酸铝小。

4) 使用聚合氯化铝施胶,浆料的助留、助滤作用明显提高。

5) 纸张性能除裂断长外,其它各 项指标均不同程度地提高。

喷雾干 燥型聚合氯化铝与滚筒干燥型聚合氯化铝生产工艺的区别:

喷雾干燥:

液态原料----压力过滤----喷雾塔喷雾烘干----成品

滚筒干燥:

液态原料----自然沉降----滚筒干燥----成品

聚合氯化铝,是一种多羟基,多核络 合体的阳离子型无机高分子絮凝剂,聚合氯 化铝对管道设备腐蚀性低;聚合氯 化铝广泛用于饮用水,工业用 水和污水处理领域。

技术指标及用途:应用于源水净化、城市污水、污泥处理、各种工业、化工废水处理;水泥速凝、铸造成型、化妆品原料、医药精制、造纸施胶等。
使用方法:1.使用时 直接将适量的产品投加到待处理水中,并强烈 搅拌使之与水混合均匀。2.具体投 药量视源水而定,用烧杯进行絮凝试验,确定最佳投药量。3.本产品避免受潮,但受潮后仍可使用,药效不变。

聚合氯化铝性能特点:

⒈聚合氯 化铝分子结构大,吸附能力强,用量少,处理成本低。

⒉溶解性好,活性高,在水体 中凝聚形成的矾花大,沉降快,比其他 无机絮凝剂净化能力大2-3倍。

⒊适应性强,受水体PH值和温度影响小,原水净 化后达到国家饮用水标准,处理后水质中阳、阴离子含量低,有利于 离子交换处理和高纯水的制备。

⒋腐蚀性小,操作简便,能改善 投药工序的劳动强度和劳动条件

5.对污染严重或低浊度、高浊度、高色度 的原水都可达到好的混凝效果。

6.水温低时,仍可保 持稳定的混凝效果,因此在 我国北方地区更适用。

7.矾花形成快;颗粒大而重,沉淀性能好,投药量—般比硫酸铝低。

8.适宜的pH值范围较宽,在5—9间,当过量 投加时也不会像硫酸铝那样造成水浑浊的反效果。

9其碱化度比其他铝盐、铁盐为高,因此药 液对设备的侵蚀作用小,且处理后水的pH值和碱度下降较小。

聚合氯 化铝的使用方法

⒈储存于干燥、无阳光直射、通风良好的仓库中,勿与强 碱性化学品混储。

⒉液体产 品用槽车或包装桶运输至仓库,使用时 可直接按需要投加;固体产 品使用时依实际需要(取决于 具体使用中的工艺设计、工作现场条件)加水稀 释成氧化铝含量5%-15%的溶液,通过加药系统(如计量泵)或直接 加入待处理的水中。具体稀释方法如下:按计算量在溶解罐(池)中注入干净的水,开启搅拌,按计算 量将聚氯化铝粉末倒入水中(操作过 程中应注意避免皮肤直接接触产品,应配备护目镜、橡胶手套、工作服等),保持搅 拌至产品完全溶解。此时所 得的溶液即可加入待处理的水中或储存备用。

聚合氯化铝混凝过程

⒈凝聚阶段:是药液 注入混凝池与原水快速混凝在极短时间内形成微细矾花的过程,此时水 体变得更加浑浊,它要求 水流能产生激烈的湍流。烧杯实验中宜快速(250-300转/分)搅拌10-30S,一般不超过2min。

⒉絮凝阶段:是矾花 成长变粗的过程,要求适 当的湍流程度和足够的停留时间(10-15min),至后期 可观察到大量矾花聚集缓缓下沉,形成表面清晰层。烧杯实验先以150转/分搅拌约6分钟,再以60转/分搅拌约4分钟至呈悬浮态。

⒊沉降阶段:它是在 沉降池中进行的絮凝物沉降过程,要求水流缓慢,为提高 效率一般采用斜管(板式)沉降池(最好采 用气浮法分离絮凝物),大量的 粗大矾花被斜管(板)壁阻挡而沉积于池底,上层水为澄清水,剩下的粒径小、密度小 的矾花一边缓缓下降,一边继 续相互碰撞结大,至后期余浊基本不变。烧杯实验宜以20-30转/分慢搅5分钟,再静沉10分钟,测余浊。

⒋强化过滤,主要是 合理选用滤层结构和助滤剂,以提高滤池的去除率,它是提 高水质的重要措施。

⒌本产品应用于环保、工业废水的处理,使用方 法与制水厂大体相同,对高色度、高COD、BOD的原水处理,辅以助 剂作用效果甚佳。

⒍采用化 学混凝法的企业,原用的 设备无需作大的改造,只需增 设溶矾池即可使用本产品。

⒎本产品须保存在干燥、防潮、避热的地方(<80oC,切勿损坏包装,产品可长期储存)。

⒏本产品 必须溶解才能使用,溶解设 备和加药设施应采用耐腐蚀材料。

净水原理

压缩双电层

胶团双 电层的构造决定了在胶粒表面处反离子的浓度最大,随着胶 粒表面向外的距离越大则反离子浓度越低,最终与 溶液中离子浓度相等。当向溶 液中投加电解质,使溶液 中离子浓度增高,则扩散层的厚度减小。

当两个 胶粒互相接近时,由于扩散层厚度减小,ξ电位降低,因此它 们互相排斥的力就减小了,也就是 溶液中离子浓度高的胶间斥力比离子浓度低的要小。胶粒间 的吸力不受水相组成的影响,但由于扩散减薄,它们相 撞时的距离就减小了,这样相 互间的吸力就大了。可见其 排斥与吸引的合力由斥力为主变成以吸力为主(排斥势能消失了),胶粒得以迅速凝聚。这个机 理能较好地解释港湾处的沉积现象,因淡水进入海水时,盐类增加,离子浓度增高,淡水挟 带胶粒的稳定性降低,所以在 港湾处粘土和其它胶体颗粒易沉积。

根据这个机理,当溶液 中外加电解质超过发生凝聚的临界凝聚浓度很多时,也不会 有更多超额的反离子进入扩散层,不可能 出现胶粒改变符号而使胶粒重新稳定的情况。这样的 机理是藉单纯静电现象来说明电解质对胶粒脱稳的作用,但它没 有考虑脱稳过程中其它性质的作用(如吸附),因此不 能解释复杂的其它一些脱稳现象,例如三 价铝盐与铁盐作混凝剂投量过多,凝聚效果反而下降,甚至重新稳定;又如与 胶粒带同电号的聚合物或高分子有机物可能有好的凝聚效果:等电状 态应有最好的凝聚效果,但往往在生产实践中ξ电位大 于零时混凝效果却最少等。

实际上 在水溶液中投加混凝剂使胶粒脱稳现象涉及到胶粒与混凝剂,胶粒与水溶液,混凝剂 与水溶液三个方面的相互作用,是一个综合的现象。

吸附电中和

吸附电 中和作用指粒表面对异号离子,异号胶 粒或链状离分子带异号电荷的部位有强烈的吸附作用,由于这 种吸附作用中和了它的部分电荷,减少了静电斥力,因而容 易与其它颗粒接近而互相吸附。此时静 电引力常是这些作用的主要方面,但在不少的情况下,其它的 作用了超过静电引力。

举例来说,用Na+与十二烷基铵离子(C12H25NH3+)去除带 负电荷的碘化银溶液造成的浊度,发现同 是一价的有机胺离子脱稳的能力比Na+大得多,Na+过量投 加不会造成胶粒再稳,而有机胺离子则不然,超过一 定投置时能使胶粒发生再稳现象,说明胶 粒吸附了过多的反离子,使原来 带的负电荷转变成带正电荷。铝盐、铁盐投 加量高时也发生再稳现象以及带来电荷变号。上面的 现象用吸附电中和的机理解释是很合适的。

吸附架桥作用

吸附架 桥作用机理主要是指高分子物质与胶粒的吸附与桥连。还可以 理解成两个大的同号胶粒中间由于有一个异号胶粒而连接在一起。高分子 絮凝剂具有线性结构,它们具 有能与胶粒表面某些部位起作用的化学基团,当高聚 合物与胶粒接触时,基团能 与胶粒表面产生特殊的反应而相互吸附,而高聚 物分子的其余部分则伸展在溶液中,可以与 另一个表面有空位的胶粒吸附,这样聚 合物就起了架桥连接的作用。假如胶粒少,上述聚 合物伸展部分粘连不着第二个胶粒,则这个 伸展部分迟早还会被原先的胶粒吸附在其他部位上,这个聚 合物就不能起架桥作用了,而胶粒 又处于稳定状态。高分子 絮凝剂投加量过大时,会使胶 粒表面饱和产生再稳现象。已经架桥絮凝的胶粒,如受到 剧烈的长时间的搅拌,架桥聚 合物可能从另一胶粒表面脱开,重又卷 回原所在胶粒表面,造成再稳定状态。

聚合物 在胶粒表面的吸附来源于各种物理化学作用,如范德华引力、静电引力、氢键、配位键等,取决于 聚合物同胶粒表面二者化学结构的特点。这个机 理可解释非离子型或带同电号的离子型高分子絮凝剂能得到好的絮凝效果的现象。

沉淀物网捕机理

当金属盐(如硫酸铝或氯化铁)或金属 氧化物和氢氧化物(如石灰)作凝聚剂时,当投加 量大得足以迅速沉淀金属氢氧化物(如Al(OH)3、Fe(OH)3、Mg(OH)2或金属碳酸盐(如CaCO3)时,水中的 胶粒可被这些沉淀物在形成时所网捕。当沉淀物是带正电荷(Al(OH)3及Fe(OH)3在中性和酸性pH范围内)时,沉淀速 度可因溶液中存在阴离子而加快,例如硫酸银离子。此外水 中胶粒本身可作为这些金属氧氧化物沉淀物形成的核心,所以凝 聚剂最佳投加量与被除去物质的浓度成反比,即胶粒越多,金属凝 聚剂投加量越少。

处理污水

1:污水中含有胶体颗粒(系水中的尘埃,腐殖质,纤维素 等与水形成的胶体状的微粒),不能通 过自然沉淀去除。必须投加一些药剂(絮凝剂)使水中 难以沉淀的胶体颗粒脱凝结,集聚,絮凝成 较大的颗粒而沉淀。

为了确 定水絮凝过程的工艺参数,如絮凝剂的种类,用量,水的PH值,温度以 及各种药剂的投加顺序等,一般要做模拟实验。既在一 定的水温与控制合适的搅拌强度与时间的条件下,用不同 絮凝剂和投加量,调节不同色水的PH值实验,看絮凝效果。

美国实 验材料学会标准ASTM2035-1980(1990年修订确认)《水的絮凝,絮凝杯罐实验方法》是先进的方法。中国与1997年等效采用了ASTM的标准方法,发布了国家标准方法。

该方法包括快速搅拌,慢搅拌 和静止沉降三个步骤。投加的畜凝剂经过快速搅拌而迅速分散并与水中的胶体颗粒接触,胶粒开始聚集产生絮凝体。通过慢速搅拌,微絮体进一步相互接触成长成较大的颗粒。停止搅拌后,形成的胶体聚集体依靠重力自然沉降到底部。

本方法适应于确定水的絮凝过程的工艺参数,包括:絮凝剂种类,用量,水的PH值,温度,以及各种药剂的投加顺序等。

通过测定水样在烧杯实验的浊度,色度,即可得知胶体脱水聚集的程度。

2:过程

1)多位搅拌器的转速可以在20-150R/min 之间无级调节。搅拌浆片由轻质耐腐蚀材料制成,浆片尺寸为60mm*40mm*2mm,形状为矩形。在多位搅拌器的底座或内侧应有照明装置,通过他可以观察絮片的形成。多位搅拌器和搅拌浆片尺寸,浸入水中的位置应该是烧杯的3/4。

2)烧杯

烧杯的尺寸,外型相同,容积不小于1500ml。

3,操作步骤、

1)根据多位搅拌器所设置的烧杯数目,各量取100ML的水样装入烧杯中,并将烧杯定位。然后把搅拌浆片放入水中。浆片的轴要偏离烧杯中心,浆片与烧杯壁之间至少要留有 6.4MM的间隙。记录实验开始的温度。

2)把絮凝剂装入试剂架的试管的。投药时,用水将各试管中的药剂稀释到10ml。若其中一种药剂的投加量大于10ml时。其它试管也应该补水,直至体积与用量相同。添加悬浮液药剂时,应在投加前摇匀药剂。

3)开动多位搅拌器,在120r/min转速下快速搅拌,按照预定的药剂投加量同时投加向各个烧杯中投加药剂,搅拌1min .

4)降低转速至20-40r/min转速以能保持烧杯内颗粒均匀悬浮起来为准。慢速搅拌约20min。记录初始絮片产生的时间。

5)完成慢速搅拌后,把搅拌浆片从水中提出来,观察絮体的沉降,记录大部分絮体沉降所用的时间。但在特殊情况下,沉降受到对流的影响,此时记录的沉淀的时间应是当上与向下运动的未沉淀絮体数量大致相同的时间。

6)沉淀时15min后,记录烧杯底部絮片的厚度。用移液管在烧杯中清夜的1/2处吸取水样,测定水样的灼度,色度及水样的PH值。

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