一、混凝剂、絮凝剂、助凝剂的定义
如前所述，混凝包括凝聚和絮凝两种过程，前者为加药的混合阶段，后者为颗粒变大的反应阶段。在水处理的混凝沉淀过程中，加入的起凝聚作用的药品称为混凝剂(或凝聚剂)；起架桥作用的有机合成物称为絮凝剂或助凝剂。
二、无机混凝剂
无机混凝剂的主要品种有聚合硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁、聚合氯化铝(PAC)，聚合硫酸铁(PFS)，可分为铝系、铁系和聚硅酸三大类。
- 铝系无机混凝剂
(1)硫酸铝；分子式Al2(SO4)3·xH2O，行业标准HG 2227-91，质量标准如下。Al2O3含量:固体≥15.6%，溶液≥7.8%，Fe含量:固体≤0.7%，溶液≤0.25%，水不溶物含量:固体≤0.65%，溶液≤0.15%。
硫酸铝在不同pH值时的水解产物的主要形态如下。pH<4:[Al(OH)n]3+，n=6--10。4<pH<6：[Al6(OH)15]3+，[Al7(OH)17]4+，[Al8(OH)20]4+，[Al13(OH)34]5+。6<pH<8:[Al(OH)3]。pH>8:[Al(OH)4]-，[Al8(OH)26]2-。由上可知:pH值在4-6时，水解产物带正电；pH值在6-8时为中性。pH值大于8时带负电。故硫酸铝混凝剂适用于pH值4-6或pH值大于8。
(2)聚合氯化铝(polyaluminium chloride，PAC)又称碱式氯化铝，分子式[Al2(OH)nCl6-n·xH2O]m(m<10，n=3--5)，产品标准GB 15892-1995，GB15892-2003，GB15892-2009。质量标准参照:聚合氯化铝国家标准2003版，聚合氯化铝国家标准2009版。
应用效果表明，聚合氯化铝分子结构中，羟基与Al的物质的量比对混凝效果的影响非常明显，该比值用盐基度B表示。其定义为：
B=[OH]/3[Al]*100%=n/3*2=n/6 式中，n为单体Al2(OH)6-n·xH2O的物质的量。
例如n=4时，B=4/6*100%=66.7%，B一般应在45%-85%之间。混凝效果取决于Al3+的总浓度、溶液pH值、B、老化时间t等。使用液体药时，要注意保质期(一般不超过6个月)。
聚合氯化铝的优点是:适应水质范围宽，相对硫酸铝而言，混凝效果随温度变化小，形成絮体时间快，密度大，沉淀性能好，药品加药量小(一般为4-8mg/L)。适于pH值5-9。
- 铁系无机混凝剂
与铝盐系相比，铁系适应的pH值范围大(5-11)，受水温影响小，形成絮体快，密度强度大，沉速快。缺点是对系统腐蚀严重。由于铁系混凝剂便宜，对多种水质混凝沉淀效果好；特别是在废水处理中可以沉淀去除重金属、硫化物，生成的絮体矾花可吸附水中的油类、聚合物，并能有效降低水中磷含量，因而用途广泛。常用的品种有三氯化铁、硫酸亚铁、硫酸铁、聚合硫酸铁。
(1)三氯化铁；分子式FeCl3·6H2O，外观为黄褐色晶体，产品标准GB4482-93，质量标准如下。FeCl3含量:无水氯化铁≥93%，氯化铁溶液≥38%。不溶物含量:无水氯化铁≤3%，氯化铁溶液<0.5%。
(2)硫酸亚铁(俗称绿矶)；分子式FeSO·7H2O，产品标准GB10531-89，质量标准如下。FeSO4·7H2O含量:饮用水处理≥90%，工业水处理≥90%。水不溶物含量:饮用水处理<0.75%，工业水处理<0.75%。
有两种情况可使用硫酸亚铁作混凝剂:一是加氯氧化，不仅可以提高加氯杀菌效率，而且可在较宽pH值范围内氧化亚铁离子，使之有效地起混凝作用；二是石灰软化原水并加氯时，絮凝效果明显改善，适用的pH值为4-11。
(3)聚合硫酸铁(polymerized ferrous sulfate，PFS)又称聚铁或硫酸聚铁，分子式[Fe2(OH)·(SO4)3-n/2]m[n<2，m=f(n)]，液体产品，相对密度大于1.45。
聚合硫酸铁的特点如下:加药量低，适应的水质和pH值宽，絮凝速度快；对设备基本上无腐蚀作用；具有脱色、除重金属离子，降低水中COD、BOD和提高加氯杀菌效果，是一种优良的混凝剂，应用广泛。
聚合硫酸铁在水处理过程中，最终生成的疏水性聚合体表面积达200-1000m2/g，表面积很大，吸附力强，能强烈吸附水中的胶体杂质、重金属离子、浮游生物和微气泡。聚合硫酸铁溶液中的高价大分子络合离子在混凝中的主要作用是中和胶粒电荷和胶拉间架桥作用；聚合硫酸铁絮体表面积大，具有吸附共沉淀作用，容易发生卷扫沉积现象。
- 复合无机离分子絮凝剂
指含有铝盐、铁盐和硅酸盐等多种具有絮凝或助凝作用的物质，它们分别经羟基化合聚合后再加以混合，形成羟基化的更高聚合度的无机高分子形态，具有优异的絮凝性能。目前国内主要有聚合硅酸硫酸铝(PASS)、聚合硅酸铁(PFSC)、聚合氯化铝铁、聚合硅酸铁
铝、聚硫氯化铝(PACS)等，其中聚硫氯化铝，由于其结构式中SO24-代替部分羟基聚合度增加，从而使其除油、除COD、脱色等各种性能优于聚合氯化铝，应用日益广泛。活性硅酸也是一种无机混凝剂，价格便宜、无毒、絮凝助凝效果好，国内外均得到重视。其改性产品有聚硅酸硫酸铝，即在活性硅酸中加入一定量的高价金属离子，使其组分带正电荷，控制其聚合度、电荷密度，使其其有电中和作用和吸附架桥作用，克服活性硅酸自身的弱点，提高混凝效果。聚合硅酸硫酸铝的特点是:用量少，除浊和除COD效果好，残留铝低，絮状物沉速快，在低温下效率不变，特别适宜处理饮用水。
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