3.2.2 助凝剂
当单独使用混凝剂不能取得预期效果时,需投加某种辅助药剂以提高混凝效果,这种药剂称为助凝剂。助凝剂通常是高分子物质。其作用往往是为了改善絮凝体结构,促使细小而松散的絮粒变得粗大而密实,作用机理是高分子物质的吸附架桥。例如,对于低温、低浊水,采用铝盐或铁盐混凝剂时,形成的絮粒往往细小松散,不易沉淀。当投入少量活化硅酸时,絮凝体的尺寸和密度就会增大,沉速加快。
水厂内常用的助凝剂有骨胶、聚丙烯酰胺及其水解产物、活化硅酸、海藻酸钠等。
骨胶是一种粒状或片状动物胶,属高分子物质,分子量在3000~80000之间。骨胶易溶于水,无毒、无腐蚀性,与铝盐或铁盐配合使用,效果显著,但价格比铝盐和铁盐高,使用时应通过试验和经济比较确定合理的胶、铁或胶、铝的投加量之比。此外,骨胶使用较麻烦,不能预制久存,需现场配制,即日使用;否则会变成冻胶。
活化硅酸为粒状高分子物质,在通常的pH值下带负电荷。活化硅酸是硅酸钠(俗称水玻璃)在加酸条件下水解、聚合反应进行到一定程度的中间产物,故它的形态和特征与反应时间、pH值及硅浓度有关。活化硅酸作为处理低温、低浊水的助凝剂效果较显著,但使用较麻烦,也需现场调制,即日使用;否则会形成冻胶而失去助凝作用。据报道,日本提出了一种新的制备方法,可使活化硅酸在稀释状态下保存一个月左右时间。
海藻酸钠是多糖类高分子物质,是海生植物用碱处理制得,分子量达数万以上。用以处理较高浊度的水效果较好,但价格昂贵,故生产上使用不多。
聚丙烯酰胺及其水解产物是高浊度水处理中使用最多的助凝剂。投加这类助凝剂可大大减少铝盐或铁盐混凝剂用量,我国在这方面已有成熟经验。
上述各种高分子助凝剂往往也可单独作混凝剂用,但阴离子型高分子物质作混凝剂效果欠佳,作助凝剂配合铝盐或铁盐使用效果更显著。
从广义上讲,凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂也可称为助凝剂。例如,当原水碱度不足而使铝盐混凝剂水解困难时,可投加碱性物质(通常用石灰)以促进混凝剂水解反应;当原水受有机物污染时,可用氧化剂(通常用氯气)破坏有机物干扰;当采用硫酸亚铁时,可用氯气将亚铁Fe2+氧化成高铁Fe3+等。这类药剂本身不起混凝作用,只能起辅助混凝作用,与高分子助凝剂的作用机理也不相同。