聚合無機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。其他用作凝結劑的化學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吸附特性的多電荷多核配合物的能力。形成的復合物的性質可由系統的pH控制。
當將金屬混凝劑加入水中時，金屬離子（Al 和 Fe）會迅速水解，但以某種不受控制的方式水解，形成一系列金屬水解物質。快速混合的效率、pH 值和混凝劑劑量決定了哪種水解物質對處理有效。
無論處理過程中的工藝條件如何，基于鋁和鐵的預水解無機混凝劑都有相當大的發展，以生產正確的水解物質。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。
混凝劑的作用機理
預聚合無機混凝劑的主要優點是它們能夠在很寬的 pH 值和原水溫度范圍內有效發揮作用。它們對低水溫不太敏感；實現水處理目標所需的劑量較低；產生更少的化學殘留物；產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、老化時間和老化溫度制備預聚合無機混凝劑。由于這些產品的高度特異性，特定水的最佳配方因情況而異，需要通過罐子測試來確定。例如，在一些應用中明礬可能優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定性或增強其絮凝的能力。
天然聚合物與合成聚合物
天然聚合物長期以來一直被用作絮凝劑。例如，公元前 2000 年左右的梵文文獻提到使用來自 Nirmali 樹（馬鈴薯）的壓碎的堅果來凈化水——這種做法今天在泰米爾納德邦的部分地區仍然存在，該植物被稱為 Therran，也因其藥用特性。一般而言，天然聚合物的優勢在于它們幾乎不含毒素，可在環境中生物降解，而且原材料通常在當地可買到。然而，合成聚合物的使用更為廣泛。一般來說，由于在制造過程中可以進行控制水平，它們作為絮凝劑更有效。
處理過程中與聚合物相關的重要機制包括靜電和橋接效應。圖 1 顯示了橋接機制的示意性階段。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型：對于給定的分子量，增加電荷密度通過增加帶電單元之間的靜電排斥來拉伸聚合物鏈，從而增加聚合物溶液的粘度。
合成聚合物的一個問題涉及潛在的毒性問題，通常由殘留的未反應單體引起。然而，未反應單體的比例可以在制造過程中控制，并且處理過的水中存在的量通常很低。
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