无机絮凝分类及应用低分子絮凝剂存在的问题

2024-10-14

一、无机絮凝剂分类

1.硫酸铝

分子式是Al2(SO4)3·18H2O,呈白色粉末状或块状,有涩味。在水中发生水解反应,水解反应速度缓慢。工业纯的硫酸铝含Al2(SO4)3大约为20-25%;化学纯的硫酸铝含Al2(SO4)3为50-60%。一般情况下,使用的 pH 值范围为6.0-7.8。当 pH =4~7时,以去除水溶液中的有机物为主,当 pH =5.7~7.8时,以去除水溶液中的悬浮物为主,当 pH =6.4~7.8时,可以处理高浊度废水和低色度废水。适合的水温为20-40℃。通常的用量为15--100mg/L。

工业纯的硫酸铝,含有20-30%的不溶物,在使用时需要清除残渣。

高浓度的硫酸铝的水溶液有腐蚀性。可存放在塑料、不锈钢等容器中。

2.明矾

明矾又叫硫酸钾铝,分子式为Al2(SO 4)3·K2SO4.24H2O。实质上,明矾是硫酸铝和硫酸钾的复盐。使用条件与硫酸铝相同。因为含有硫酸钾,使能够起絮凝作用的Al2(SO4)3 的含量降低。由于其中的硫酸钾浪费了,所以使用明矾不如使用硫酸铝更为合理。现在一般都使用硫酸铝。

3.无水氯化铝

无水氯化铝呈无色透明片状结晶,六方晶系。分子式为AlCl3。其工业品因含有铁、游离氯等杂质,而呈淡黄色、黄绿色和红棕色等。易溶于水,生成AlCl3.6H2O,同时放出大量的热,能够溶于乙醇和乙醚有机溶剂中,不溶于苯。

暴露在空气中,易吸收水分并水解放出氯化氢气体,能升华。

如果人的皮肤接触无水氯化铝,同时又接触水时,能剧烈灼烧皮肤,所以,当无水氯化铝落在皮肤上时,先应干拭,然后再用大量清水冲洗。

4.结晶三氯化铝

结晶三氯化铝的分子式是AlCl3·6H2O。无色结晶。工业品为淡黄色或深黄色。吸湿性很强,易潮解,在湿空气中水解生成氯化氢白色烟雾,加热分解放出水和氯化氢。

溶于水、乙醇、乙醚和甘油中,其水溶液为酸性,微溶于盐酸。

5.硫酸亚铁

硫酸亚铁又名绿矾,分子式是 FeSO4.7H2O,呈蓝绿色,含铁20%。有颗粒状、粉末状、晶体状。溶于水,具有还原作用。使用的 pH 值范围为5.5-9.6,水温对其絮凝作用的影响较小。容易水解。适用于浓度大,碱性强的废水。絮凝作用稳定,形成絮凝体的速度快,絮凝效果良好。

但有较大的腐蚀作用。

6.三氯化铁

三氯化铁的分子式为FeCl3.6H2O,呈片状和块状,六方晶系。吸湿性强,易溶解于水,同时水解生成棕色絮状的氢氧化铁沉淀。它是强氧化剂,能溶于乙醇、乙醚、苯胺等有机溶剂。残渣量少。可用以活性污泥脱水。使用的 pH 值范围为6.0-11.0,最佳的 pH 值范围为6.0-8.4。通常的用量为5-1000mg/L。形成的絮凝体粗大,沉淀速度快,不受温度的影响。用它来处理浊度高的废水,效果更显著。它的腐蚀性大,比硫酸亚铁的腐蚀性强。它能腐蚀混凝土和使某些塑料变形。当它溶解于水时,产生氯化氢气体,污染周围环境。

7.碱式氯化铝

碱式氯化铝又叫聚合氯化铝。其化学通式为(Al2( OH )m Cl6-m)n ,式中的 m ≤10, n =1-5。呈无色或黄色固体。它是无机高分子化合物。具有桥连作用和吸附性能。使用的 pH 值范围是5-9。水温对其使用的影响不大。比硫酸铝的用量少,絮凝效果好,易于过滤,设备简单,操作方便,腐蚀性小,成本低。

8.碱式硫酸铁

碱式硫酸铁又叫聚合硫酸铁,其化学通式为(Fe2(OH)n(SO4)3-n/2)m,使用的 pH 值范围是5.0-8.5,适合的水温为20-40℃,用量少。絮凝效果良好,絮凝体沉淀速度快。在水溶液中,残留的铁比三氯化铁少。在无机絮凝剂中,它对 COD (化学需氧量)的去除率和脱色效果是最好的。它的腐蚀性也比三氯化铁小。

二、无机低分子絮凝剂存在的问题

使用铝盐作絮凝剂时,常常受到盐类的影响。氯离子能够降低明矾的絮凝作用。氯离子很活泼、不水合、带负电荷。氯离子能够穿透明矾的聚合物,使阳离子型的明矾聚合物减少,降低所带的正电荷。这样不利于胶体颗粒表面电荷的中和,也就不利于胶体颗粒的脱稳。因此,当水中含盐量较高时,需要投加的明矾量就得增加。由于明矾用量增多,使活性污泥中明矾含量增高,这样活性污泥的含水量增高。造成活性污泥的体积庞大,水分高,因此难以处理。例如:明矾用量由30mg/L增加到60mg/L时,产生的污泥量超过一倍以上,而且所增加的量几乎全部是水。

在工业废水中,含有硫化物的废水是比较多的,例如:纺织印染废水、石油工业废水、酸法造纸废水、某些化工废水等都含有硫化物。当水溶液中含有硫化物时,用铁盐作絮凝剂会带来麻烦。因为硫化物能使三价铁还原成二价铁,同时生成三硫化二铁和硫化亚铁的混合物。这个混合物呈胶体状态,带负电荷,很难形成絮凝沉淀。所以只有当水溶液中不含有硫化物时,才能够使用铁盐做絮凝剂。

使用铁盐做絮凝剂的另一个问题是,三氯化铁具有很强的腐蚀性和在水溶液中残留铁离子。由于它的腐蚀性,使得所用的设备受到一定限制,由于残留铁离子,使所处理的水的水质和使用受到影响。

使用无机絮凝剂,絮凝沉淀速度慢,在水处理过程中,停留时间长,处理效率低。

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