通过水厂实例分析絮凝剂的选型与应用

某水厂水处理去除的主要对象为黄河水中的悬浮物．采用常规处理工艺，投加絮凝剂进行混凝是基本工序，其效果好坏直接影响后序的沉淀、过滤效果，直至出厂水水质。

混凝过程分为凝聚和絮凝两个阶段。凝聚包括投加混凝剂后的化学反应和初步絮凝两个过程。主要任务是使混凝剂迅速均匀地分散到水中，其水解和聚合反应产物，使水中胶体脱稳并开始聚集．形成微小的絮粒。凝聚过程要求进行水力或机械的快速搅拌，以使化学反应迅速进行，并使反应产物与胶体颗粒充分接触，需时较短，一般在2min以内可以完成，此过程在混合池中完成。絮凝是指微小絮粒通过进一步的电中和、吸附架桥、沉淀网捕等作用相互碰撞聚集而逐渐长大的物理过程。絮凝过程要求对水体的搅拌强度适当，并随着絮凝体颗粒的增大搅拌强度由强渐弱，如搅拌强度过大，较大的絮凝体会因水的剪力而破碎。絮凝过程一般需时10—30min，在絮凝池中完成

水处理的常用混凝剂采用铝盐和铁盐，常用硫酸铝、三氯化铁、硫酸亚铁、聚合氯化铝(PAC，碱式氯化铝)等。

硫酸铝为白色有光泽结晶，分子式为A1：(so4) ·nH20，根据干燥失水情况不同，其中n=6、10、14、16、18和37不等，常用的有18个结晶水的AI (S04)3·18H20，分子量666．41，相对密度1．61。硫酸铝易溶于水，水溶液呈酸性，常温下溶解度约为50％，沸水中溶解度提高至90％以上。

根据其不溶杂质含量，将硫酸铝分为精制和粗制两种。精制硫酸铝的价格较贵，杂质含量不大于0．5％，A120，含量不小于15％；粗制硫酸铝的价格较低，杂质含量不大于2．4％，A120 含量不小于14％。固体硫酸铝需溶解投加，一般配制成10％左右的重量百分浓度使用。对于附近有硫酸铝生产厂的水厂，可以考虑直接采用未经浓缩结晶的液态硫酸铝，可以节省由于浓缩结晶增加的生产成本

三氯化铁为黑褐色有光泽结晶，分子式为FeC1 ·6H ，有强烈吸水性．极易溶于水，溶解度随温度上升而增大。市售无水三氯化铁产品中FeC1 含量可达92％以上，不溶性杂质小于4％。三氯化铁适合于干投或浓溶液投加，但配制和投加设备均需采用耐腐蚀器材

硫酸亚铁为半透明绿色结晶，俗称绿矾，分子式为FeSO ·7H O，易溶于水．2O℃ 时溶解度为21％。硫酸亚铁通常是生产其他化工产品的副产品，价格低廉，但应检测其重金属含量，保证在其大投量时处理后水中重金属含量不超过国家有关水质标准的限量。

固体硫酸亚铁需溶解投加，一般配制成10％左右的重量百分浓度使用。

聚合氯化铝(PAC)又名碱式氯化铝或羟基氯化铝，化学式为『Al(OH)nCI一，其中in为聚合度，通常in≤10，聚合单体为铝的羟基配合物Ah(OH) cl ，通常n=l一5，聚合物分子量在1000左右。有时也写作A1 (0H)mc1 ，但都是聚合氯化铝的不同表达式，式中OH与A1的比值代表了水解和聚合反应的程度，与混凝效果密切相关，因此定义盐基度B=[OH]／3『A1]=n／3x2=n／6，n为单体铝羟基配合物中羟基的摩尔数，例如当n=3时，盐基度B=3／6=50％；当n=5时，盐基度B=5／6=83．3％。行业标准要求生产的聚合氯化铝盐基度在50％一80％，也即n=3—5之间。

聚合氯化铝的优点

聚合氯化铝作混凝剂时，与无机盐类混凝剂相比，具有很多优点：

形成絮凝体速度快，絮凝体大而密实，沉降性能好；

投加量比无机盐类混凝剂低：

对原水水质适应性好，无论是低温、低浊、高浊、高色度、有机污染等原水，均保持较稳定的处理效果：

佳混凝pH值范围较宽，佳投量范围宽，一定范围内过量投加不会造成水的pH值大幅度下降．不会突然出现混凝效果很差的现象：

由于聚合氯化铝的盐基度比无机盐类高，因此在配制和投加过程中药液对设备的腐蚀程度小，处理后水的pH值和碱度变化也较小。

聚合氯化铝的混凝机理主要是利用水解缩合过程中产生的高价多核配合物的压缩双电层作用和吸附电中和作用。

混凝药剂选用

混凝药剂种类多，根据宁东水厂工艺条件、原水水质情况和处理后水质目标选用合适的混凝药剂是十分重要的。混凝药剂品种的选择应遵循以下一般原则：

1.混凝效果好。在特定的原水水质、处理后水质要求和特定的处理工艺条件下，可以获得满意的混凝效果。

2.无毒害作用。当用于处理生活饮用水时，所选用混凝药剂不得含有对人体健康有害的成分；当用于工业生产时，所选用混凝药剂不得含有对生产有害的成分。