11PAC的堿化度是什么？

由于聚合氯化鋁可以看作是AlCl3逐步水解轉化為Al(OH)3過(guò)程中的中間產(chǎn)物，也就是Cl-逐步被羥基OH-取代的各種產(chǎn)物。聚合氯化鋁的某種形態(tài)中羥基化程度就是堿化度，堿化度是聚合氯化鋁中羥基當量與鋁的當量之比。

實(shí)踐表明，堿化度是聚合氯化鋁的最重要指標之一，聚合氯化鋁的聚合度、電荷量、混凝效果、成品的pH值、使用時(shí)的稀釋率和儲存的穩定性等都與堿化度有密切關(guān)系。常用聚合氯化鋁的堿化度多為50%～80%。

12復合絮凝劑的特點(diǎn)和使用的注意事項有哪些？

復合絮凝劑有各種成分，其主要原料是鋁鹽、鐵鹽和硅酸鹽。從制造工藝方面講，它們可以預先分別羥基化聚合再加以混合，也可以先混合再加以羥基化聚合，但最終總是要形成羥基化的更高聚合度的無(wú)機高分子形態(tài)，才能達到優(yōu)異的絮凝效果。復合劑中每種組分在總體結構和凝聚—絮凝過(guò)程中都會(huì )發(fā)揮一定作用，但在不同的方面，可能有正效應，也可能有負效應。

IPF產(chǎn)品通常要綜合考慮穩定性、電中和能力和吸附架橋能力三種因素。聚合鋁、聚合鐵類(lèi)絮凝劑的弱點(diǎn)是分子量和粒度尚不夠高而聚集體的粘附架橋能力不夠強，因而需要加入粒度較大的硅聚合物來(lái)增強絮凝性能。但加入陰離子型的硅聚合物后，總體電荷會(huì )有所降低，從而減弱了電中和能力。

因此，目前的復合絮凝劑即使制造質(zhì)量?jì)?yōu)良，與聚合鋁相比，其效果只能提高10～30%。作為使用IPF的廢水處理技術(shù)人員，必須了解不同種類(lèi)復合絮凝劑的特性、適應性、優(yōu)點(diǎn)及不足是同樣重要的。在選用最合適的絮凝劑和投加工藝操作程序時(shí)，只有根據廢水水質(zhì)特點(diǎn)，仔細分析和判斷，才能獲得最佳的處理效果。

13人工合成有機高分子絮凝劑的種類(lèi)有哪些？

人工合成有機高分子絮凝劑多為聚丙烯、聚乙烯物質(zhì)，如聚丙烯酰胺、聚乙烯亞胺等。這些絮凝劑都是水溶性的線(xiàn)型高分子物質(zhì)，每個(gè)大分子由許多包含帶電基團的重復單元組成，因而也稱(chēng)為聚電解質(zhì)。包含帶正電基團的為陽(yáng)離子型聚電解質(zhì)，包含帶負電基團的為陰離子型聚電解質(zhì)，既包含帶正電基團又包含帶負電基團，稱(chēng)之為非離子型聚電解質(zhì)。

目前使用較多的高分子絮凝劑是陰離子型，它們對水中負電膠體雜質(zhì)只能發(fā)揮助凝作用。往往不能單獨使用，而是配合鋁鹽、鐵鹽使用。陽(yáng)離子型絮凝劑能同時(shí)發(fā)揮凝聚和絮凝作用而單獨使用，故得到較快發(fā)展。

我國當前使用較多的是聚丙烯酰胺類(lèi)非離子型高聚物，常與鐵、鋁鹽合用。利用鐵、鋁鹽對膠體微粒的電性中和作用和高分子絮凝劑優(yōu)異的絮凝功能，從而得到滿(mǎn)意的處理效果。聚丙烯酰胺在使用中具有投量少，凝聚速度快，絮凝體粒大強韌的特點(diǎn)。我國目前生產(chǎn)的人工合成有機高分子絮凝劑中80%是這種產(chǎn)品。

14聚丙烯酰胺類(lèi)絮凝劑的特點(diǎn)有哪些？

聚丙烯酰胺PAM是一種目前應用最廣泛的人工合成有機高分子絮凝劑，有時(shí)也被用作助凝劑。聚丙烯酰胺的生產(chǎn)原料是聚丙烯腈CH2＝CHCN，在一定條件下，丙烯腈水解生成丙烯酰胺，丙烯酰胺再通過(guò)懸浮聚合得到聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺屬于水溶性樹(shù)脂，產(chǎn)品有粒狀固體和一定濃度的粘稠水溶液兩種。

聚丙烯酰胺在水的實(shí)際存在形態(tài)是無(wú)規線(xiàn)團，由于無(wú)規線(xiàn)團具有一定的粒徑尺寸，其表面又有一些酰胺基團，因此能夠起到相應的架橋和吸附能力，即具有一定的絮凝能力。但由于聚丙烯酰胺長(cháng)鏈卷曲成線(xiàn)團，使其架橋范圍較小，兩個(gè)酰胺基締結后，相當于作用相互抵消而喪失兩個(gè)吸附位，再加上部分酰胺基卷藏在線(xiàn)團結構的內部，不能與水中的雜質(zhì)顆粒相接觸和吸附，所以其擁有的吸附能力不能充分發(fā)揮。

為了使締結在一起的酰胺基再次分開(kāi)、內藏的酰胺基也能暴露在外表，人們設法將無(wú)規線(xiàn)團適當延伸展開(kāi)，甚至設法在長(cháng)分子鏈上增加一些帶有陽(yáng)離子或陰離子的基團，同時(shí)提高吸附架橋能力和電中和壓縮雙電層的作用。這樣一來(lái)，在PAM的基礎上又衍生出一系列性質(zhì)各異的聚丙烯酰胺類(lèi)絮凝劑或助凝劑。

比如說(shuō)在聚丙烯酰胺溶液中加堿，使部分鏈節上的酰胺基轉化為羧酸鈉，而羧酸鈉在水中容易離解出鈉離子，使COO-基保留在支鏈上，因此生成部分水解的陰離子型聚丙烯酰胺。陰離子型聚丙烯酰胺分子結構上的COO-基使分子鏈帶有負電荷，彼此相斥將原來(lái)締結在一起的酰胺基拉開(kāi)，促使分子鏈由線(xiàn)團狀逐漸伸展成長(cháng)鏈狀，從而使架橋范圍擴大、提高絮凝能力，作為助凝劑其優(yōu)勢表現得更為出色。

陰離子型聚丙烯酰胺的使用效果與其“水解度”有關(guān)，“水解度”過(guò)小會(huì )導致混凝或助凝效果較差，“水解度”過(guò)大會(huì )增加制作成本。

15什么是陰離子型聚丙烯酰胺的水解度？

陰離子型聚丙烯酰胺“水解度”是水解時(shí)PAM分子中酰胺基轉化成羧基的百分比，但由于羧基數測定很困難，實(shí)際應用中常用“水解比”即水解時(shí)氫氧化鈉用量與PAM用量的重量比來(lái)衡量。

水解比過(guò)大，加堿費用較高，水解比過(guò)小，又會(huì )使反應不足、陰離子型聚丙烯酰胺的混凝或助凝效果較差。一般將水解比控制在20%左右，水解時(shí)間控制在2～4h。

16影響絮凝劑使用的因素有哪些？

⑴水的pH值

水的pH值對無(wú)機絮凝劑的使用效果影響很大，pH值的大小關(guān)系到選用絮凝劑的種類(lèi)、投加量和混凝沉淀效果。水中的H+和OH-參與絮凝劑的水解反應，因此，pH值強烈影響絮凝劑的水解速度、水解產(chǎn)物的存在形態(tài)和性能。以通過(guò)生成Al(OH)3帶電膠體實(shí)現混凝作用的鋁鹽為例，當pH值﹤4時(shí)，Al3+不能大量水解成Al(OH)3，主要以Al3+離子的形式存在，混凝效果極差。pH值在6.5～7.5之間時(shí)，Al3+水解聚合成聚合度很大的Al(OH)3中性膠體，混凝效果較好。pH值﹥8后，Al3+水解成AlO2-，混凝效果又變得很差。

水的堿度對pH值有緩沖作用，當堿度不夠時(shí)，應添加石灰等藥劑予以補充。當水的pH值偏高時(shí)，則需要加酸調整pH值到中性。相比之下，高分子絮凝劑受pH值的影響較小。

⑵水溫

水溫影響絮凝劑的水解速度和礬花形成的速度及結構?；炷乃舛嗍俏鼰岱磻?，水溫較低時(shí)，水解速度慢且不完全。低溫情況下，水的粘度大，布朗運動(dòng)減弱，絮凝劑膠體顆粒與水中雜質(zhì)顆粒的碰撞次數減少，同時(shí)水的剪切力增大，阻礙混凝絮體的相互粘合；因此，盡管增加了絮凝劑的投加量，絮體的形成還是很緩慢，而且結構松散、顆粒細小，難以去除。低溫對高分子絮凝劑的影響較小。但要注意的是，使用有機高分子絮凝劑時(shí)，水溫不能過(guò)高，高溫容易使有機高分子絮凝劑老化甚至分解生成不溶性物質(zhì)，從而降低混凝效果。

⑶水中雜質(zhì)成分

水中雜質(zhì)顆粒大小參差不齊對混凝有利，細小而均勻會(huì )導致混凝效果很差。雜質(zhì)顆粒濃度過(guò)低往往對混凝不利，此時(shí)回流沉淀物或投加助凝劑可提高混凝效果。水中雜質(zhì)顆粒含有大量有機物時(shí)，混凝效果會(huì )變差，需要增加投藥量或投加氧化劑等起助凝作用的藥劑。水中的鈣鎂離子、硫化物、磷化物一般對混凝有利，而某些陰離子、表面活性物質(zhì)對混凝有不利影響。

⑷絮凝劑種類(lèi)

絮凝劑的選擇主要取決于水中膠體和懸浮物的性質(zhì)及濃度。如果水中污染物主要呈膠體狀態(tài)，則應首選無(wú)機絮凝劑使其脫穩凝聚，如果絮體細小，則需要投加高分子絮凝劑或配合使用活化硅膠等助凝劑。很多情況下，將無(wú)機絮凝劑與高分子絮凝劑聯(lián)合使用，可明顯提高混凝效果，擴大應用范圍。對于高分子而言，鏈狀分子上所帶電荷量越大，電荷密度越高，鏈越能充分伸展，吸附架橋的作用范圍也就越大，混凝效果會(huì )越好。

⑸絮凝劑投加量

使用混凝法處理任何廢水，都存在最佳絮凝劑和最佳投藥量，通常都要通過(guò)試驗確定，投加量過(guò)大可能造成膠體的再穩定。一般普通鐵鹽、鋁鹽的投加范圍是10～100mg/L，聚合鹽為普通鹽投加量的1/2～1/3，有機高分子絮凝劑的投加范圍是1～5mg/L。

⑹絮凝劑投加順序

當使用多種絮凝劑時(shí)，需要通過(guò)試驗確定最佳投加順序。一般來(lái)說(shuō)，當無(wú)機絮凝劑與有機絮凝劑并用時(shí)，應先投加無(wú)機絮凝劑，再投加有機絮凝劑。而處理雜質(zhì)顆粒尺寸在50μm以上時(shí)，常先投加有機絮凝劑吸附架橋，再投加無(wú)機絮凝劑壓縮雙電層使膠體脫穩。

⑺水力條件

在混合階段，要求絮凝劑與水迅速均勻地混合，而到了反應階段，既要創(chuàng )造足夠的碰撞機會(huì )和良好的吸附條件讓絮體有足夠的成長(cháng)機會(huì )，又要防止已生成的小絮體被打碎，因此攪拌強度要逐步減小，反應時(shí)間要足夠長(cháng)。

17天然有機高分子絮凝劑的種類(lèi)有哪些？

天然有機高分子絮凝劑在水處理中應用具有悠久的歷史，直到今天，天然高分子化合物仍是一類(lèi)重要的絮凝劑，只是使用量遠低于人工合成高分子絮凝劑，原因是天然高分子絮凝劑電荷密度較小，分子量較低，且易發(fā)生生物降解而失去絮凝活性。

與人工合成的絮凝劑相比，天然有機高分子絮凝劑的毒性小，提取工藝簡(jiǎn)單，無(wú)論是化學(xué)成分還是生產(chǎn)工藝，都能很好地與自然和諧一致，因此研究、利用這些自然資源用作水處理藥劑成為當前的熱點(diǎn)，這與全球重視合理利用資源，保護和改善環(huán)境的形勢密不可分。

目前天然高分子絮凝劑的種類(lèi)很多，按照其主要天然成分(包括改性所用的基質(zhì)成分)，可以分為：殼聚糖類(lèi)絮凝劑、改性淀粉絮凝劑、改性纖維素絮凝劑、木質(zhì)素類(lèi)絮凝劑、樹(shù)膠類(lèi)絮凝劑、褐藻膠絮凝劑、動(dòng)物膠和明膠絮凝劑等。這些天然高分子多數具有多糖結構，其中淀粉主鏈中僅含有一種單糖結構，屬于同多糖；殼聚糖、樹(shù)膠、褐藻膠等含有多種單糖結構，屬于雜多糖；木質(zhì)素是一種特殊的芳香型天然高聚物；動(dòng)物膠和明膠屬于蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)。

18使用高分子有機絮凝劑時(shí)，應注意哪些事項？

有機高分子絮凝劑屬于線(xiàn)團結構的長(cháng)鏈大分子，在水中必然經(jīng)歷一個(gè)溶漲過(guò)程，固體產(chǎn)品或高濃度液體產(chǎn)品在使用之前必須配制成水溶液再投加到待處理水中。配制水溶液的溶藥池必須安裝機械攪拌設備，溶藥連續攪拌時(shí)間要控制在30min以上。水溶液的濃度一般為0.1%左右，再高，溶液的粘度增大，投加困難，再低，需要的溶液池體積又會(huì )過(guò)大。溶藥使用的水中應盡量避免含有大量的懸浮物，以避免有機高分子絮凝劑與這些懸浮物進(jìn)行絮凝反應形成礬花，影響投加后的使用效果。

對固體有機高分子絮凝劑進(jìn)行溶解時(shí)，固體顆粒的投加點(diǎn)一定要在水流紊動(dòng)最強烈的地方，同時(shí)一定要以最小投加量向溶藥池中緩慢投入，使固體顆粒分散進(jìn)入水中，以防固體投加量太快在水中分散不及而相互粘結形成團塊，團塊的結構是內部有固體顆粒、外部包圍部分水解物，這樣的團塊一旦形成，往往要花費很長(cháng)時(shí)間才能再均勻地溶入水中，在連續溶藥池中甚至可以存在長(cháng)達數天。

固體顆粒的投加點(diǎn)一定要遠離機械攪拌器的攪拌軸，因為攪拌軸通常是溶藥池中水流紊動(dòng)性最差的地方，溶解不充分的有機高分子絮凝劑經(jīng)常會(huì )附著(zhù)在軸上，日益積累，有時(shí)可以形成相當大的粘團，如果不及時(shí)認真地予以清理，粘團會(huì )越變越大，影響范圍也就越來(lái)越大。

作為助凝劑時(shí)，一般要先在處理水中投加無(wú)機絮凝劑進(jìn)行壓縮雙電層脫穩后，再投加有機高分子絮凝劑實(shí)現架橋作用。在無(wú)機絮凝劑投加充足的條件下，有機高分子絮凝劑的助凝效果不會(huì )因投加量的差異而有較大差別。因此，作為助凝劑時(shí)，有機高分子絮凝劑的投加量一般為0.1mg/L。

固體有機高分子絮凝劑容易吸水潮解成塊，必須使用防水包裝，保存地點(diǎn)也必須干燥，避免露天存放。

19微生物絮凝劑的種類(lèi)有哪些？

微生物絮凝劑與傳統無(wú)機或有機絮凝劑有顯著(zhù)不同，它們或是直接利用微生物細胞，或是利用微生物細胞壁提取物、代謝產(chǎn)物等。前者是微生物絮凝劑研究的主要方面，至今發(fā)現的具有絮凝性能微生物有17種以上，包括霉菌、細菌、放線(xiàn)菌和酵母，后者與有機絮凝劑為同類(lèi)物質(zhì)。微生物絮凝劑具有傳統無(wú)機或有機絮凝劑所不能比擬的許多優(yōu)點(diǎn)，如不產(chǎn)生二次污染、生產(chǎn)成本低等。

微生物絮凝劑的絮凝性能受諸多因素影響，內在因素包括絮凝基因的遺傳和表達，外在因素則有微生物培養基的組成、細胞表面疏水性的變化、環(huán)境中二價(jià)金屬離子的存在等。目前，國外已有性能良好的微生物絮凝劑商品，如日本生產(chǎn)的NOC--1。微生物絮凝劑從研究到生產(chǎn)的關(guān)鍵問(wèn)題是發(fā)展成熟的微生物育種技術(shù)，同時(shí)努力降低生產(chǎn)成本。我國的微生物絮凝劑研制正朝著(zhù)這一方向邁進(jìn)，但是離工業(yè)化生產(chǎn)還有一定距離。

20如何確定使用絮凝劑的種類(lèi)和投加劑量？

絮凝劑的選擇和用量應根據相似條件下的水廠(chǎng)運行經(jīng)驗或原水混凝沉淀試驗結果，結合當地藥劑供應情況，通過(guò)技術(shù)經(jīng)濟比較后確定。選用的原則是價(jià)格便宜、易得，凈水效果好，使用方便，生成的絮凝體密實(shí)、沉淀快、容易與水分離等。

混凝的目的在于生成較大的絮凝體，由于影響因素較多，一般通過(guò)混凝燒杯攪拌試驗來(lái)取得相應數據?；炷囼炘跓羞M(jìn)行，包括快速攪拌、慢速攪拌和靜止沉降三個(gè)步驟。投入的絮凝劑經(jīng)過(guò)快速攪拌迅速分散并與水樣中的膠粒相接觸，膠粒開(kāi)始凝聚并產(chǎn)生微絮體；通過(guò)慢速攪拌，微絮體進(jìn)一步互相接觸長(cháng)成較大的顆粒；停止攪拌后，形成的膠粒聚集體依靠重力自然沉降至燒杯底部。通過(guò)對混凝效果的綜合評價(jià)，如絮凝體沉降性、上清液濁度、色度、pH值、耗氧量等，確定合適的絮凝劑品種及其最佳用量。

試驗用六聯(lián)攪拌機，它有六個(gè)可垂直移動(dòng)的轉軸，其底部位置處帶有攪拌葉片，葉片尺寸150px×50px。轉軸的旋轉速度和旋轉時(shí)間可以預先設定，能自動(dòng)工作。一般試驗按快速攪動(dòng)2min，n=300r/min；慢速攪動(dòng)3min，n=60r/min。試驗時(shí)在6個(gè)1000mL大燒杯中加入1L原水后，分別放在六個(gè)轉軸的正下方，將轉軸下移到底；再在連接在一水平轉軸上的6個(gè)小玻璃燒杯內，依次加入不同數量的藥液，轉動(dòng)水平軸，則小管內的藥液同時(shí)倒入相應的原水中。然后啟動(dòng)攪拌器使其自動(dòng)工作。

攪動(dòng)自動(dòng)停止后，將葉片從燒杯中緩慢拉起，靜置20min，用移液管自水面下約250px處，吸取水樣25ml，用濁度計測量上清液的濁度。以投藥量為橫坐標，上清液的剩余濁度為縱坐標，繪制成曲線(xiàn)將不同絮凝劑的效果進(jìn)行對比，根據除濁效果和綜合技術(shù)經(jīng)濟多方面因素，選擇確定處理這種廢水的絮凝劑。

燒杯攪拌試驗方法可分單因素試驗和多因素試驗兩種。試驗時(shí)要做到所用原水與實(shí)際水質(zhì)完全相同，同時(shí)在根據水的pH值、雜質(zhì)性質(zhì)等因素考慮確定絮凝劑的種類(lèi)、投加量、投加順序，而且試驗應該是實(shí)際過(guò)程的模擬，兩者的水力條件（主要是GT值）必須相同或接近。