分類和性質(zhì)

無機絮凝劑包括硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵等，其中硫酸鋁最早是由美國開發(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FeSO4.17H2O和硫酸鐵。

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。無機高分子絮凝劑無機高分子絮凝劑是20世紀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，它能成倍的提高效能，且價格較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢。目前日本、俄羅斯、西歐及我國生產(chǎn)此類絮凝劑已達到工業(yè)化、規(guī)?；土鞒套詣踊某潭龋由袭a(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，無機聚合類絮凝劑的生產(chǎn)已占絮凝劑總產(chǎn)量30%～60%。

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?，破壞了膠團穩(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(200～1000)m2/g，極具吸附能力。

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。

近年來國內(nèi)相繼研制出復合型無機絮凝劑和復合型無機高分子絮凝劑。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)價值及廣泛的應用前景。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2×105，有可能在水處理中部分取代有機合成高分子絮凝劑。聚磷氯化鐵(PPFC)中PO43-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+的絡合反應并能在鐵原子之間架橋，形成多核絡合物；對水中帶負電的硅藻土膠體的電中和吸附架橋作用增強，同時由于PO43-的參與使礬花的體積、密度增加，絮凝效果提高。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合物。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

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。

隨著人們對水處理認識的不斷提高，殘留鋁對生物體產(chǎn)生的毒害作用倍受人們的關(guān)注，如何減少二次污染的問題已經(jīng)越來越引起重視。國內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)方法制得的飲用水中鋁含量比原水一般高1-2倍。飲用水中殘留鋁等含量高，原因可能是絮凝過程不完善，導致部分鋁以氫氧化鋁的微細顆粒存在于水中。采用強化絮凝凈化法，改善絮凝反應條件，延長慢速絮凝時間等可有效地降低鋁等含量?？紤]到無機絮凝劑具有一定的腐蝕性和毒性對人類健康和生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生不利影響，人們研制開發(fā)出了有機高分子絮凝劑。

有機無機復合絮凝劑以品種多樣和性能多元化占主導地位。作用機理主要與協(xié)同作用相關(guān)。無機高分子成分吸附雜質(zhì)和懸浮微粒,使形成顆粒并逐漸增大;而有機高分子成分通過自身的橋聯(lián)作用,利用吸附在有機高分子上的活性基團產(chǎn)生網(wǎng)捕作用,網(wǎng)捕其它雜質(zhì)顆粒一同下沉。同時,無機鹽的存在使污染物表面電荷中和,促進有機高分子的絮凝作用,大大提高絮凝效果。我國無機高分子絮凝劑的生產(chǎn)和應用已取得長足進展,最具有代表性的聚合氯化鋁和聚合硫酸鐵的研究,已居世界前列。

應用

聚合硫酸氯化鐵鋁(PAFCS)是其中之一，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。

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99%以上，脫色率65%～70%，COD去除率達70%，同時可除去生活污水中的大部分氨氮和全部磷。

鋁鐵共聚復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，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。