無機絮凝劑
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。
簡單的無機聚合物絮凝劑，這類無機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。無機聚合物絮凝劑之所以比其它無機絮凝劑效果好，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，是一種新型的無機高分子絮凝劑，對油田稠油采出水的處理具有更強的除油能力，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，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，增強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。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。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，增強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，它比一般的無機混合凝劑有較大的分子量，用作水處理劑時，具有較強的吸附、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。
2、聚合氯化鋁屬于無機混凝劑。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。
無機絮凝劑的優(yōu)點是比較經(jīng)濟、用法簡單;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蝕性強的缺點。有機高分子絮凝劑是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用、****的方向發(fā)展。
品種分類
有機絮凝劑有不少品種。它們都是含有大量活性基團的高分子有機物，主要有三大類：
1、以天然的高分子有機物為基礎(chǔ)，經(jīng)過化學(xué)處理增加它的活性基團含量而制成。
2、用現(xiàn)代的有機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。有機高分子絮凝劑大分子中可以帶-COO-、-NH-、-SO3、-OH等親水基團，具有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)。
因其活性基團多，分子量高，具有用量少，浮渣產(chǎn)量少，絮凝能力強，絮體容易分離，除油及除懸浮物效果好等特點，在處理煉油廢水上有不錯的效果。
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