聚合無(wú)機(jī)混凝劑的分類與介紹
混凝劑的分類
常用的金屬混凝劑分為兩大類：基于鋁的和基于鐵的。鋁混凝劑包括硫酸鋁、氯化鋁和鋁酸鈉。鐵混凝劑包括硫酸鐵、聚合硫酸鐵、硫酸亞鐵、氯化鐵和氯化硫酸鐵。其他用作凝結(jié)劑的化學(xué)品包括熟石灰和碳酸鎂。
鋁和鐵混凝劑的有效性主要源于它們形成具有增強(qiáng)吸附特性的多電荷多核配合物的能力。形成的復(fù)合物的性質(zhì)可由系統(tǒng)的pH控制。
當(dāng)將金屬混凝劑加入水中時(shí)，金屬離子（Al 和 Fe）會(huì)迅速水解，但以某種不受控制的方式水解，形成一系列金屬水解物質(zhì)。快速混合的效率、pH 值和混凝劑劑量決定了哪種水解物質(zhì)對(duì)處理有效。
無(wú)論處理過(guò)程中的工藝條件如何，基于鋁和鐵的預(yù)水解無(wú)機(jī)混凝劑都有相當(dāng)大的發(fā)展，以生產(chǎn)正確的水解物質(zhì)。這些包括水合氯化鋁、聚氯化鋁、聚氯化硫酸鋁、聚氯化硅酸鋁和聚氯化鋁與有機(jī)聚合物的形式。鐵的形式包括聚合硫酸鐵和含聚合物的鐵鹽。還有聚合的鋁鐵混合物。
混凝劑的作用機(jī)理
預(yù)聚合無(wú)機(jī)混凝劑的主要優(yōu)點(diǎn)是它們能夠在很寬的 pH 值和原水溫度范圍內(nèi)有效發(fā)揮作用。它們對(duì)低水溫不太敏感；實(shí)現(xiàn)水處理目標(biāo)所需的劑量較低；產(chǎn)生更少的化學(xué)殘留物；產(chǎn)生較少的氯化物或硫酸鹽殘留物，從而降低最終水的 TDS。它們還產(chǎn)生較低的金屬殘留量。
用不同的堿度比、堿濃度、堿添加速率、初始金屬濃度、老化時(shí)間和老化溫度制備預(yù)聚合無(wú)機(jī)混凝劑。由于這些產(chǎn)品的高度特異性，特定水的最佳配方因情況而異，需要通過(guò)罐子測(cè)試來(lái)確定。例如，在一些應(yīng)用中明礬可能優(yōu)于一些聚合氯化鋁制劑。
聚合物是多種天然或合成的水溶性大分子化合物，具有破壞水體成分的穩(wěn)定性或增強(qiáng)其絮凝的能力。
天然聚合物與合成聚合物
天然聚合物長(zhǎng)期以來(lái)一直被用作絮凝劑。例如，公元前 2000 年左右的梵文文獻(xiàn)提到使用來(lái)自 Nirmali 樹（馬鈴薯）的壓碎的堅(jiān)果來(lái)凈化水——這種做法今天在泰米爾納德邦的部分地區(qū)仍然存在，該植物被稱為 Therran，也因其藥用特性。一般而言，天然聚合物的優(yōu)勢(shì)在于它們幾乎不含毒素，可在環(huán)境中生物降解，而且原材料通常在當(dāng)?shù)乜少I到。然而，合成聚合物的使用更為廣泛。一般來(lái)說(shuō)，由于在制造過(guò)程中可以進(jìn)行控制水平，它們作為絮凝劑更有效。
處理過(guò)程中與聚合物相關(guān)的重要機(jī)制包括靜電和橋接效應(yīng)。圖 1 顯示了橋接機(jī)制的示意性階段。聚合物有多種形式，包括溶液、粉末或珠子、油基或水基乳液以及曼尼希類型。聚合物電荷密度影響溶液中的構(gòu)型：對(duì)于給定的分子量，增加電荷密度通過(guò)增加帶電單元之間的靜電排斥來(lái)拉伸聚合物鏈，從而增加聚合物溶液的粘度。
合成聚合物的一個(gè)問題涉及潛在的毒性問題，通常由殘留的未反應(yīng)單體引起。然而，未反應(yīng)單體的比例可以在制造過(guò)程中控制，并且處理過(guò)的水中存在的量通常很低。
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