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方法以确定较合适的混凝剂用量,以保证混凝效果和节约混凝剂用量。常用试验 方法为三杯法,具体方法见实习讲义。在野外情况下,也可用三桶法,即在三个 盛有浑水桶内(容量 20L),各加入 5%明矾溶液 20、30、40ml,先快后慢搅拌 3~ 5min,放置 5~10min, 以出现絮状物大,形成速度快,澄清效果好的一桶为适 量,以此作为单位剂量计算。如三桶在 10min 后仍无絮状物形成或絮状物很微小, 则须增加明矾溶液量再作试验。如加入足量的铝盐混凝效果仍不好,可投加石灰 或其它碱性物质。 铝盐的主要缺点是:影响因素多,适用水的 pH 范围较窄,反应澄清时间较长 等。 2.聚合氯化铝(polyaluminium chloride,羟基氯化铝、碱式氯化铝): 聚合 氯化铝是一种无机高分子混凝剂,早在本世纪初即开始研究,但在五十年代后才 开始在给水中应用。我军自六十年代以来对其制作工艺及在水处理应用上进行了 大量研究,并在军内推广使用。 (1)聚合氯化铝性质与混凝机理:聚合氯化铝是由铝灰或其它含铝物质如铝 矾土、煤矸石、煤渣等与盐酸反应而成。产品成分比较复杂,其组成不是单一某 一种固定分子结构,而是各种形式的铝的络合离子与氯离子结合的混合体。由于 原料和制造方法不一致。成分结构有所变动,但基本上没有很大差别,一般化学 通式为[Al2(OH)nCl6-n]m,其中n为 1~5 任何整数,m为≤10 整数。 聚合氯化铝是无机高分子络合物,由于羟基的架桥作用而起缩合反应,生成 多核络合物,由于核大量增加,构成了巨大聚合物。聚合氯化铝本质上与铝盐并 无不同,但由于其本身为电荷适度、聚合度大的无机高分子电解质,中和电荷、 粘接架桥能力较强,即以最优形态投入水中立即发挥混凝作用,而能以较少剂量 取得较好混凝效果,这是聚合氯化铝优于其它铝盐的原因。 (2)聚合氯化铝的优缺点:经我军对各类水源水广泛试验、自来水厂实践和实 验室试验证明聚合氯化铝有很多优点。 ①用量少。在同样剂量时,其混凝效果较硫酸铝、三氯化铁好。军队野外常 用剂量为 30~60mg/L,剂量过大效果反而降低。当原水浊度在 500mg/L 以下时, 按固体投加量计,其效果为硫酸铝 3.75~6 倍,原水浊度为 7500mg/L 时,为 6~ 15 倍,可减少药剂成本 40~75%。 ②絮状物形成快,大而细密,沉淀速度快。一般搅拌 1min,静置 5~10min 即可应用,因反应沉淀时间缩短,在相同条件下可提高处理能力 1.5~3 倍。 ③影响因素少。如对原水浊度、碱度、温度、有机物含量等变化适应性强。 适应原水 pH 范围比硫酸铝宽在 6~9。适宜投加量宽,过量投加也不会如硫酸铝 造成水浑浊。 ④混凝效果好。在除浊、除铁、除氟、除有毒金属、除菌等方面都较硫酸铝 好。但在实际使用中发现使用聚合氯化铝混凝时,处理水表面常有浮沫、沉淀物 容积较大,水的碱度较低时,混凝效果较差。为克服这些缺点,我军曾研制带有 硫酸根、聚丙烯酰胺或植物助凝剂的聚合氯化铝。 3.铁盐:常用铁盐有硫酸亚铁(绿矾)FeSO4·7H2O、三氯化铁FeCl3·6H2O和硫 酸铁Fe2(SO4)3·2H2O。 铁盐的混凝机理与铝盐基本相同,简单的可用下列公式表示 2FeCl3+3Ca(HCO3) 2→2Fe(OH) 3+3CaCl2+6CO2 Fe2(SO4)3+3Ca(HCO3) 2→2Fe(OH) 3+3CaSO4+6CO2 硫酸亚铁为二价铁盐,只有转变成三价铁才能形成Fe(OH) 3。FeSO4先水解成方法以确定较合适的混凝剂用量,以保证混凝效果和节约混凝剂用量。常用试验 方法为三杯法,具体方法见实习讲义。在野外情况下,也可用三桶法,即在三个 盛有浑水桶内(容量 20L),各加入 5%明矾溶液 20、30、40ml,先快后慢搅拌 3~ 5min,放置 5~10min, 以出现絮状物大,形成速度快,澄清效果好的一桶为适 量,以此作为单位剂量计算。如三桶在 10min 后仍无絮状物形成或絮状物很微小, 则须增加明矾溶液量再作试验。如加入足量的铝盐混凝效果仍不好,可投加石灰 或其它碱性物质。 铝盐的主要缺点是:影响因素多,适用水的 pH 范围较窄,反应澄清时间较长 等。 2.聚合氯化铝(polyaluminium chloride,羟基氯化铝、碱式氯化铝): 聚合 氯化铝是一种无机高分子混凝剂,早在本世纪初即开始研究,但在五十年代后才 开始在给水中应用。我军自六十年代以来对其制作工艺及在水处理应用上进行了 大量研究,并在军内推广使用。 (1)聚合氯化铝性质与混凝机理:聚合氯化铝是由铝灰或其它含铝物质如铝 矾土、煤矸石、煤渣等与盐酸反应而成。产品成分比较复杂,其组成不是单一某 一种固定分子结构,而是各种形式的铝的络合离子与氯离子结合的混合体。由于 原料和制造方法不一致。成分结构有所变动,但基本上没有很大差别,一般化学 通式为[Al2(OH)nCl6-n]m,其中n为 1~5 任何整数,m为≤10 整数。 聚合氯化铝是无机高分子络合物,由于羟基的架桥作用而起缩合反应,生成 多核络合物,由于核大量增加,构成了巨大聚合物。聚合氯化铝本质上与铝盐并 无不同,但由于其本身为电荷适度、聚合度大的无机高分子电解质,中和电荷、 粘接架桥能力较强,即以最优形态投入水中立即发挥混凝作用,而能以较少剂量 取得较好混凝效果,这是聚合氯化铝优于其它铝盐的原因。 (2)聚合氯化铝的优缺点:经我军对各类水源水广泛试验、自来水厂实践和实 验室试验证明聚合氯化铝有很多优点。 ①用量少。在同样剂量时,其混凝效果较硫酸铝、三氯化铁好。军队野外常 用剂量为 30~60mg/L,剂量过大效果反而降低。当原水浊度在 500mg/L 以下时, 按固体投加量计,其效果为硫酸铝 3.75~6 倍,原水浊度为 7500mg/L 时,为 6~ 15 倍,可减少药剂成本 40~75%。 ②絮状物形成快,大而细密,沉淀速度快。一般搅拌 1min,静置 5~10min 即可应用,因反应沉淀时间缩短,在相同条件下可提高处理能力 1.5~3 倍。 ③影响因素少。如对原水浊度、碱度、温度、有机物含量等变化适应性强。 适应原水 pH 范围比硫酸铝宽在 6~9。适宜投加量宽,过量投加也不会如硫酸铝 造成水浑浊。 ④混凝效果好。在除浊、除铁、除氟、除有毒金属、除菌等方面都较硫酸铝 好。但在实际使用中发现使用聚合氯化铝混凝时,处理水表面常有浮沫、沉淀物 容积较大,水的碱度较低时,混凝效果较差。为克服这些缺点,我军曾研制带有 硫酸根、聚丙烯酰胺或植物助凝剂的聚合氯化铝。 3.铁盐:常用铁盐有硫酸亚铁(绿矾)FeSO4·7H2O、三氯化铁FeCl3·6H2O和硫 酸铁Fe2(SO4)3·2H2O。 铁盐的混凝机理与铝盐基本相同,简单的可用下列公式表示 2FeCl3+3Ca(HCO3) 2→2Fe(OH) 3+3CaCl2+6CO2 Fe2(SO4)3+3Ca(HCO3) 2→2Fe(OH) 3+3CaSO4+6CO2 硫酸亚铁为二价铁盐,只有转变成三价铁才能形成Fe(OH) 3。FeSO4先水解成
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