無機(jī)絮凝劑
主要分為兩大類別：鐵制劑系列和鋁制劑系列，當(dāng)然也包括其叢生的高聚物系列。
無機(jī)絮凝劑包括硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵等，其中硫酸鋁*早是由美國開發(fā)的，并一直沿用至今的一種重要的無機(jī)絮凝劑。常用的鋁鹽有硫酸鋁AL2(SO4)3.18H2O和明礬AL2(SO4)3.K2SO4.24H2O，另一類是鐵鹽有三氯化鐵水合物FeCL3.6H2O.硫酸亞鐵水合物FeSO4.7H2O和硫酸鐵。
簡單的無機(jī)聚合物絮凝劑，這類無機(jī)聚合物絮凝劑主要是鋁鹽和鐵鹽的聚合物。如聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、聚合氯化鐵(PFC)以及聚合硫酸鐵(PFS)等。無機(jī)聚合物絮凝劑之所以比其它無機(jī)絮凝劑效果好，其根本原因在于它能提供大量的絡(luò)合離子，且能夠強(qiáng)烈吸附膠體微粒，通過吸附、橋架、交聯(lián)作用，從而使膠體凝聚。同時還發(fā)生物理化學(xué)變化，中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，降低了δ電位，使膠體微粒由原來的相斥變?yōu)橄辔茐牧四z團(tuán)穩(wěn)定性，使膠體微粒相互碰撞，從而形成絮狀混凝沉淀，沉淀的表面積可達(dá)(200～1000)m2/g，極具吸附能力。
硫酸鐵
性狀
灰白色粉末或正交棱形結(jié)晶流動淺黃色粉末。對光敏感。易吸濕。在水中溶解緩慢，但在水中有微量硫酸亞鐵時溶解較快，微溶于乙醇，幾乎不溶于丙酮和乙酸乙酯。在水溶液中緩慢地水解，相對密度(d18)3.097，熱至480℃分解。商品通常約含20%水呈淺黃色，也有含9分子結(jié)晶水的，相對密度2.1，175℃失去7分子結(jié)晶水。
用途
1、用于銀的分析，糖的定量測定。用作染料。墨水。凈水。鋁的雕刻。消毒。聚合催化劑等。
2、分析試劑、糖定量測定、鐵催化劑、媒染劑、凈水劑制顏料、藥物。
3、水處理行業(yè)用作凈水的混凝劑和污泥的處理劑。
4、被用作媒染劑以及工業(yè)廢水的凝結(jié)劑，也用于顏料中。
5、醫(yī)藥上用硫酸鐵作收斂劑和止血劑。
6、用于鍍鋅鎳鐵合金、鍍鋅鐵鈷合金等電解液中。
硫酸鋁
性質(zhì)
極易溶于水，硫酸鋁在純硫酸中不能溶解（只是共存），在硫酸溶液中與硫酸共同溶解于水，所以硫酸鋁在硫酸中溶解度就是硫酸鋁在水中的溶解度。常溫析出含有18分子結(jié)晶水，為18水硫酸鋁，工業(yè)上生產(chǎn)多為18水硫酸鋁。含無水硫酸鋁51.3%，即使100℃也不會自溶（溶于自身結(jié)晶水）。不易風(fēng)化而失去結(jié)晶水，比較穩(wěn)定，加熱會失水，高溫會分解為氧化鋁和硫的氧化物。加熱至770℃開始分解為氧化鋁、三氧化硫、二氧化硫和水蒸氣。溶于水、酸和堿，不溶于乙醇。水溶液呈酸性。水解后生成氫氧化鋁。水溶液長時間沸騰可生成堿式硫酸鋁。工業(yè)品為灰白色片狀、粒狀或塊狀，因含低鐵鹽而帶淡綠色，又因低價鐵鹽被氧化而使表面發(fā)黃。粗品為灰白色細(xì)晶結(jié)構(gòu)多孔狀物。**，粉塵能刺激眼睛。
用途
1、造紙工業(yè)中用作紙張施膠劑，以增強(qiáng)紙張的抗水、防滲性能；
2、溶于水后能使水中的細(xì)小微粒和自然膠粒凝聚成大塊絮狀物，從而自水中除去，故用作供水和廢水的混凝劑；
3、用作濁水凈化劑，也用作沉淀劑、固色劑、填充劑等。在化妝品中用作抑汗化妝品原料（收斂劑）；
4、消防工業(yè)中，與小蘇打、發(fā)泡劑組成泡沫滅火劑；
5、分析試劑，媒染劑，鞣革劑，油脂脫色劑，木材防腐劑；
6、白蛋白巴氏殺菌的穩(wěn)定劑(包括液體或冷凍全蛋、蛋白或蛋黃)；
7、可作原料，用于制造人造寶石和高級銨明礬，其他鋁酸鹽；
8、燃料工業(yè)中，在生產(chǎn)鉻黃和色淀染料時作沉淀劑，同時又起固色和填充劑作用。
改性的單陽離子無機(jī)絮凝劑
除常用的聚鋁、聚鐵外，還有聚活性硅膠及其改性品，如聚硅鋁(鐵)、聚磷鋁(鐵)。改性的目的是引入某些高電荷離子以提高電荷的中和能力，引入羥基、磷酸根等以增加配位絡(luò)合能力，從而改變絮凝效果，其可能的原因是：某些陰離子或陽離子可以改變聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及分布，或者是兩種以上聚合物之間具有協(xié)同增效作用。
1、聚硅酸絮凝劑(PSAA)由于制備方法簡便，原料來源廣泛，成本低，是一種新型的無機(jī)高分子絮凝劑，對油田稠油采出水的處理具有更強(qiáng)的除油能力，故具有極大的開發(fā)價值及廣泛的應(yīng)用前景。
2、聚硅酸硫酸鐵(PFSS)絮凝劑，發(fā)現(xiàn)高度聚合的硅酸與金屬離子一起可產(chǎn)生良好的混凝效果。將金屬離子引到聚硅酸中，得到的混凝劑其平均分子質(zhì)量高達(dá)2×10，有可能在水處理中部分取代有機(jī)合成高分子絮凝劑。
3、聚磷氯化鐵(PPFC)中
高價陰離子與Fe3+有較強(qiáng)的親和力，對Fe3+的水解溶液有較大的影響，能夠參與Fe3+的絡(luò)合反應(yīng)并能在鐵原子之間架橋，形成多核絡(luò)合物；對水中帶負(fù)電的硅藻土膠體的電中和吸附架橋作用增強(qiáng)，同時由于
的參與使礬花的體積、密度增加，絮凝效果提高。
4、聚磷氯化鋁(PPAC)也是基于磷酸根對聚合鋁(PAC)的強(qiáng)增聚作用，在聚合鋁中引入適量的磷酸鹽，通過磷酸根的增聚作用，使得PPAC產(chǎn)生了新一類高電荷的帶磷酸根的多核中間絡(luò)合物。
5、聚硅酸鐵(PSF)它不僅能很好地處理低溫低濁水，而且比硫酸鐵的絮凝效果有明顯的優(yōu)越性，如用量少，投料范圍寬，礬花形成時間短且形態(tài)粗大易于沉降，可縮短水樣在處理系統(tǒng)中的停留時間等，因而提高了系統(tǒng)的處理能力，對處理水的pH值基本無影響。
改性的多陽離子無機(jī)絮凝劑
1、聚合硫酸氯化鐵鋁(PAFCS)在飲用水及污水處理中，有著比明礬更好的效果；在含油廢水及印染廢水中PAFCS比PAC的效果均優(yōu)，且脫色能力也優(yōu)；絮凝物比重大，絮凝速度快，易過濾，出水率高；其原料均來源于工業(yè)廢渣，成本較低，適合工業(yè)水處理。鋁鐵共聚復(fù)合絮凝劑也屬這類產(chǎn)品，它的生產(chǎn)原料氯化鋁和氯化鐵均是廉價的傳統(tǒng)無機(jī)絮凝劑，來源廣，生產(chǎn)工藝簡單，有利于開發(fā)應(yīng)用。鋁鹽和鐵鹽的共聚物不同于兩種鹽的混合物，它是一種更有效地綜合了PAC和FeCl3的優(yōu)點(diǎn)，增強(qiáng)了去濁效果的絮凝劑。其有效鐵鋁含量(AL2O3+Fe2O3)大于22%，產(chǎn)品吸濕性強(qiáng)。研究表明：在聚合氯化鋁的(PAC)的有效鋁含量大于PAFCS有效鋁鐵含量的情況下，PAFCS在污水處理中有著比明礬更好的結(jié)果;在含油廢水中及印染廢水中PAFCS比PAC的效果均優(yōu)，且脫色能力也強(qiáng)。絮凝物比重大、絮凝速度快、易過濾、出水率高，其原料均于工業(yè)廢渣，成本較低，適合廢水處理。
2、聚合聚鐵硅絮凝劑也是其中之一，采用其處理生活污水，其處理效果及COD去除率均優(yōu)于聚合鐵，除濁率達(dá)99%以上，脫色率65%～70%，COD去除率達(dá)70%，同時可除去生活污水中的大部分氨氮和全部磷。
3、鋁鐵共聚復(fù)合絮凝劑也屬于這類產(chǎn)品，它的生產(chǎn)原料氯化鋁和氯化鐵均是廉價的傳統(tǒng)的無機(jī)絮凝劑，來源廣、生產(chǎn)工藝簡單，有利于開發(fā)利用。鋁鹽和鐵鹽的共聚物不同于兩種鹽的混合物，它是一種更有效地綜合了PAC和FeCL3的優(yōu)點(diǎn)，增強(qiáng)了去濁效果的絮凝劑。其中鋁鐵共聚復(fù)合絮凝劑中鐵的含量及形態(tài)分布對絮凝性能的影響有待于進(jìn)一步研究，共聚物的pH值由PAC和FeCL3溶液的水解能力決定，對應(yīng)溶液的pH值在其兩種母液之間，視其中鋁鹽或鐵鹽含量的多少而定。
其他
1、聚合硫酸鐵是一種多羥基、多核結(jié)合體的陽離子型無機(jī)高分子絮凝劑， 它可以與水以任意比例快速混合，它比一般的無機(jī)混合凝劑有較大的分子量，用作水處理劑時，具有較強(qiáng)的吸附、絮橋、凝聚沉淀性能，且絮凝體形成大而快，絮體不易破碎，重凝性能好，沉淀后的水過濾快，凈水PH值范圍寬等優(yōu)點(diǎn)。
2、聚合氯化鋁屬于無機(jī)混凝劑。主要是飲用水處理，市政污水處理以及造紙印染廢水處理。其價格低，市場應(yīng)用范圍廣。
3、聚合氯化鋁鐵加入單質(zhì)鐵離子或三氧化鐵和其它含鐵化合物復(fù)合而制得的一種新型**混凝劑。主要用于飲用水以及工業(yè)廢水處理。
無機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)是比較經(jīng)濟(jì)、用法簡單;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蝕性強(qiáng)的缺點(diǎn)。有機(jī)高分子絮凝劑是20世紀(jì)60年代后期才發(fā)展起來的一類新型廢水處理劑。與傳統(tǒng)絮凝劑相比，它能成倍的提**能，且價格較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢。加上產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，有機(jī)聚合類絮凝劑的生產(chǎn)已占絮凝劑總產(chǎn)量30%～60%。
某些天然的高分子有機(jī)物例如含羧基較多的多聚糖和含磷酸基較多的淀粉都有絮凝性能。用化學(xué)方法在大分子中引入活性基團(tuán)可提高這種性能，如將一種天然多糖進(jìn)行醚化反應(yīng)引入羧基、酰胺基等活性基團(tuán)后，絮凝性能較好，可加速蔗汁沉降。
將天然的高分子物質(zhì)如淀粉、纖維素、殼聚糖等與丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚，聚合物有良好的絮凝性能，或兼有某些特殊的性能。國內(nèi)研制的一些產(chǎn)品，主要應(yīng)用于污水處理和污泥脫水。
由于大多數(shù)有機(jī)高分子絮凝劑本身或其水解、降解產(chǎn)物有毒，且合成用丙烯酰胺單體有毒，能麻醉人的中樞神經(jīng)，應(yīng)用領(lǐng)域受到一定限制，迫使絮凝劑向廉價實(shí)用、****的方向發(fā)展。
品種分類
有機(jī)絮凝劑有不少品種。它們都是含有大量活性基團(tuán)的高分子有機(jī)物，主要有三大類：
1、以天然的高分子有機(jī)物為基礎(chǔ)，經(jīng)過化學(xué)處理增加它的活性基團(tuán)含量而制成。
2、用現(xiàn)代的有機(jī)化工方法合成的聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品。
3、用天然原料和聚丙烯酰胺接枝(或共聚)制成。
有機(jī)高分子絮凝劑有天然高分子和合成高分子兩大類。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上可以分為以下3種類型：
(1)聚胺型-低分子量陽離子型電解質(zhì)；
(2)季銨型-分子量變化范圍大，并具有較高的陽離子性；
(3)丙烯酰胺的共聚物-分子量較高，可以幾十萬到幾百萬、幾千萬，均以乳狀或粉狀的劑型出售，使用上較不方便，但絮凝性能好。根據(jù)含有不同的官能團(tuán)離解后粒子的帶電情況可以分為陽離子型、陰離子型、非離子型3大類。有機(jī)高分子絮凝劑大分子中可以帶-COO-、-NH-、-SO3、-OH等親水基團(tuán)，具有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)。
因其活性基團(tuán)多，分子量高，具有用量少，浮渣產(chǎn)量少，絮凝能力強(qiáng)，絮體容易分離，除油及除懸浮物效果好等特點(diǎn)，在處理煉油廢水上有不錯的效果。
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