聚合无机混凝剂的分类与介绍
混凝剂的分类
常用的金属混凝剂分为两大类：基于铝的和基于铁的。铝混凝剂包括硫酸铝、氯化铝和铝酸钠。铁混凝剂包括硫酸铁、聚合硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁和氯化硫酸铁。其他用作凝结剂的化学品包括熟石灰和碳酸镁。
铝和铁混凝剂的有效性主要源于它们形成具有增强吸附特性的多电荷多核配合物的能力。形成的复合物的性质可由系统的pH控制。
当将金属混凝剂加入水中时，金属离子（Al 和 Fe）会迅速水解，但以某种不受控制的方式水解，形成一系列金属水解物质。快速混合的效率、pH 值和混凝剂剂量决定了哪种水解物质对处理有效。
无论处理过程中的工艺条件如何，基于铝和铁的预水解无机混凝剂都有相当大的发展，以生产正确的水解物质。这些包括水合氯化铝、聚氯化铝、聚氯化硫酸铝、聚氯化硅酸铝和聚氯化铝与有机聚合物的形式。铁的形式包括聚合硫酸铁和含聚合物的铁盐。还有聚合的铝铁混合物。
混凝剂的作用机理
预聚合无机混凝剂的主要优点是它们能够在很宽的 pH 值和原水温度范围内有效发挥作用。它们对低水温不太敏感；实现水处理目标所需的剂量较低；产生更少的化学残留物；产生较少的氯化物或硫酸盐残留物，从而降低最终水的 TDS。它们还产生较低的金属残留量。
用不同的碱度比、碱浓度、碱添加速率、初始金属浓度、老化时间和老化温度制备预聚合无机混凝剂。由于这些产品的高度特异性，特定水的最佳配方因情况而异，需要通过罐子测试来确定。例如，在一些应用中明矾可能优于一些聚合氯化铝制剂。
聚合物是多种天然或合成的水溶性大分子化合物，具有破坏水体成分的稳定性或增强其絮凝的能力。
天然聚合物与合成聚合物
天然聚合物长期以来一直被用作絮凝剂。例如，公元前 2000 年左右的梵文文献提到使用来自 Nirmali 树（马铃薯）的压碎的坚果来净化水——这种做法今天在泰米尔纳德邦的部分地区仍然存在，该植物被称为 Therran，也因其药用特性。一般而言，天然聚合物的优势在于它们几乎不含毒素，可在环境中生物降解，而且原材料通常在当地可买到。然而，合成聚合物的使用更为广泛。一般来说，由于在制造过程中可以进行控制水平，它们作为絮凝剂更有效。
处理过程中与聚合物相关的重要机制包括静电和桥接效应。图 1 显示了桥接机制的示意性阶段。聚合物有多种形式，包括溶液、粉末或珠子、油基或水基乳液以及曼尼希类型。聚合物电荷密度影响溶液中的构型：对于给定的分子量，增加电荷密度通过增加带电单元之间的静电排斥来拉伸聚合物链，从而增加聚合物溶液的粘度。
合成聚合物的一个问题涉及潜在的毒性问题，通常由残留的未反应单体引起。然而，未反应单体的比例可以在制造过程中控制，并且处理过的水中存在的量通常很低。
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