第1章绪论1

1.1混凝剂的定义与分类1

1.1.1无机混凝剂1

1.1.2有机絮凝剂2

1.1.3微生物絮凝剂3

1.2混凝剂在水处理中的应用4

1.3混凝在国内外的发展概况4

1.3.1国内混凝沉淀技术的发展现状4

1.3.2国外混凝沉淀技术的发展现状5

参考文献5

第2章混凝的基本理论7

2.1胶体的基本知识7

2.1.1胶体的性质7

2.1.2胶体的结构9

2.1.3胶体的稳定性与凝聚13

2.2混凝剂的作用机理17

2.2.1双电层压缩机理17

2.2.2吸附电中和作用机理18

2.2.3吸附架桥作用机理18

2.2.4卷扫(网铺)机理19

2.3混凝动力学19

2.3.1异向凝聚动力学20

2.3.2同向凝聚动力学22

2.3.3絮体形成过程动力学27

2.4混凝效果的影响因素31

2.4.1絮凝剂的性质和结构31

2.4.2水温31

2.4.3pH值31

2.4.4水中杂质的成分性质和浓度31

2.4.5水力条件及混凝反应的时间32

参考文献32

第3章无机混凝剂33

3.1概述33

3.1.1无机混凝剂发展历程33

3.1.2铁系和铝系絮凝剂的絮凝特征34

3.1.3铝系混凝剂的优缺点34

3.1.4铁系混凝剂的优缺点35

3.2铝系无机混凝剂35

3.2.1硫酸铝35

3.2.2三氯化铝37

3.2.3铝酸钠39

3.2.4聚合氯化铝40

3.2.5聚合硫酸铝42

3.3铁系混凝剂43

3.3.1硫酸亚铁43

3.3.2三氯化铁45

3.3.3高铁酸盐46

3.3.4聚合硫酸铁49

3.3.5聚合三氯化铁51

3.4无机复合型混凝剂的制备52

3.4.1聚硅铝复合絮凝剂52

3.4.2聚硅酸铝铁54

3.4.3聚合硫酸铝铁55

3.4.4聚合氯化铝铁55

3.4.5聚合氯化硫酸铁56

3.4.6聚磷硫酸铁57

3.4.7聚磷氯化铝58

3.4.8聚硅硫酸铁58

参考文献59

第4章合成有机高分子絮凝剂60

4.1概述60

4.2非离子型合成有机高分子絮凝剂的制备61

4.2.1聚合型絮凝剂62

4.2.2缩合型絮凝剂66

4.3阴离子型合成有机高分子絮凝剂的制备67

4.3.1聚合型絮凝剂67

4.3.2高分子反应型絮凝剂72

4.4阳离子型合成有机高分子絮凝剂的制备74

4.4.1聚合型絮凝剂74

4.4.2高分子反应型絮凝剂85

4.4.3缩合型絮凝剂89

4.5两性型合成有机高分子絮凝剂的制备95

4.5.1聚合型絮凝剂95

4.5.2高分子反应型絮凝剂103

4.5.3缩合型絮凝剂106

4.6应用107

4.6.1非离子型合成有机高分子絮凝剂的应用107

4.6.2阴离子型合成有机高分子絮凝剂的应用110

4.6.3阳离子型合成有机高分子絮凝剂的应用114

4.6.4两性型合成有机高分子絮凝剂的应用121

参考文献125

第5章天然高分子改性絮凝剂130

5.1概述130

5.2非离子型天然有机高分子改性絮凝剂的制备131

5.2.1淀粉?丙烯酰胺接枝共聚物131

5.2.2β?环糊精改性产品133

5.2.3改性瓜尔胶产品134

5.2.4F691?丙烯酰胺接枝共聚物135

5.3阴离子型天然有机高分子改性絮凝剂的制备135

5.3.1改性淀粉类絮凝剂136

5.3.2黄原胶及其改性产品144

5.3.3改性纤维素类絮凝剂145

5.3.4海藻酸钠149

5.3.5改性木质素类絮凝剂149

5.3.6植物单宁及其接枝共聚物152

5.3.7F691改性产品153

5.4阳离子型天然有机高分子改性絮凝剂的制备153

5.4.1改性淀粉类絮凝剂154

5.4.2改性木质素类絮凝剂164

5.4.3改性纤维素类絮凝剂167

5.4.4壳聚糖及其季铵化产品170

5.4.5F691改性产品172

5.5两性型天然有机高分子改性絮凝剂的制备174

5.5.1改性淀粉类絮凝剂175

5.5.2改性木质素类絮凝剂184

5.5.3改性壳聚糖类絮凝剂185

5.5.4改性纤维素类絮凝剂187

5.5.5F691改性絮凝剂193

5.6应用193

5.6.1非离子型天然有机高分子改性絮凝剂的应用193

5.6.2阴离子型天然有机高分子改性絮凝剂的应用198

5.6.3阳离子型天然有机高分子改性絮凝剂的应用203

5.6.4两性型天然有机高分子改性絮凝剂的应用219

参考文献225

第6章混凝的工艺与设备229

6.1混凝剂的配置和投加229

6.1.1药液的配制229

6.1.2药液的计量230

6.1.3药液的投加233

6.2混合与搅拌设备235

6.2.1水泵混合器235

6.2.2管道混合器236

6.2.3多孔隔板混合器236

6.2.4桨板式机械混合器237

6.2.5涡流式混合器237

6.2.6射流混合器237

6.3反应设备238

6.3.1水力式反应池238

6.3.2机械反应池241

6.4絮体固液分离设备242

6.4.1絮体固液分离设备242

6.4.2澄清器(池)245

6.4.3其他分离方法250

参考文献251

第7章混凝技术在微污染原水处理中的应用253

7.1微污染原水水质概况253

7.1.1微污染原水的特征253

7.1.2微污染原水的危害253

7.1.3微污染原水的处理技术253

7.2混凝与强化混凝256

7.2.1混凝与强化混凝机理256

7.2.2影响强化混凝的主要因素258

7.2.3强化混凝的主要方法259

7.3混凝技术在微污染原水处理中的应用261

参考文献262

第8章混凝技术在城市污水处理中的应用265

8.1城市污水水质概况265

8.2城市污水处理工艺方法概述266

8.2.1城市污水处理方法266

8.2.2城市污水处理工艺267

8.2.3城市污水处理的典型流程269

8.3混凝技术在一级处理中的应用269

8.4混凝技术在二级处理中的应用271

8.5混凝技术在深度处理中的应用271

8.6混凝技术在污泥处理中的应用273

8.6.1污泥脱水剂(调理剂)的种类273

8.6.2选择使用污泥调理剂应考虑的因素273

参考文献275

第9章混凝技术在工业及工业废水处理中的应用277

9.1混凝技术在工业中的应用277

9.1.1矿物加工277

9.1.2氧化铝生产278

9.1.3造纸黑液分离木质素278

9.1.4制糖与中药提纯279

9.2混凝技术在工业废水处理中的应用279

9.2.1造纸废水279

9.2.2印染废水281

9.2.3制革废水284

参考文献286

《混凝剂和混凝技术》共分9章，主要介绍了混凝的基本理论、无机混凝剂、合成有机高分子絮凝剂、天然高分子改性絮凝剂、混凝的工艺与设备，以及混凝技术在微污染原水、城市污水及工业废水处理中的应用等方面的内容。全书力求做到理论与实践有效结合，同时反映当前国内外的研究成果和发展趋势，具有较强的技术性和实用性。

《混凝剂和混凝技术》可供环境科学与工程、市政工程、化学工程等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员参考，也可供高等学校相关专业师生参阅。

混凝剂在污水处理中的应用:颗粒中较大的粗粒悬浮物可以利用自然沉淀去除，但是更微小的悬浮物，甚至是某些有害的化学离子，特别是胶体粒子沉降得很慢，甚至能在水中长期保持分散的悬浮状态而不能自然下沉，难以用自然沉淀的方法从水中分离除去。混凝剂的原理是破坏这些细小颗粒的稳定性，使其互相接触而凝聚在一起，形成絮状物，并下沉分离。

利用混凝剂治理污水综合了混合、反应、凝聚、絮凝等九个过程。由于混凝剂投入水中，大多可以提供大量的正离子。正离子能把胶体颗粒表面所带的负电中和掉，使其颗粒间排斥力减小，从而容易靠近并凝聚成絮状细粒，实现了使水中细小胶体颗粒脱稳并凝聚成微小细粒的过程。微小的细粒通过吸附、卷带和架桥形成更大的絮体沉淀下来，达到了可从水中分离出来的目的。

污水治理中常用的混凝剂大致可以分为三类:有机混凝剂、无机混凝剂和高分子混凝剂。有机混凝剂有阴阳离子型之分;无机混凝剂有无机类、碱类、固体细粉类等区别;高分子混凝剂根据聚合度的不同可分为高聚合度混凝剂和低聚合度混凝剂，不同聚合度下又有阳离子型、阴离子型和非离子型，高分子混凝剂也有有机与无机类之分。选用混凝剂的品种、数量应根据处理对象，即不同的废水的试验资料和条件而定，必须从价廉、易得、投用量少、处理效率高且生成的絮状物容易沉淀分离等方面考虑。当投加单个混凝剂处理效果不理想时，还可以投加助凝剂或者可以考虑两种混凝剂按比例混合投加。

硫酸铝含有不同数量的结晶水，Al2(SO4)3·18H2O，其中n=6、10、14、16，18和27，常用的是Al2(SO4)3·18H2O其分子量为666.41，比重1.61，外观为白色，光泽结晶。

硫酸铝易溶于水，水溶液呈酸性，室温时溶解度大致是50%，pH值在2.5以下。沸水中溶解度提高至90%以上。 硫酸铝使用便利，混凝效果较好，不会给处理后的水质带来不良影响。当水温低时硫酸铝水解困难，形成的絮体较松散。

硫酸铝在我国使用最为普遍，大都使用块状或粒状硫酸铝。根据其中不溶于水的物质的含量，可分为精制和粗制两种。硫酸铝易溶于水，可干式或湿式投加。湿式投加时一般采用10-20%的浓度(按商品固体重量计算)。硫酸铝使用时水的有效pH值范围较窄，约在5.5-8之间，其有效pH值随原水的硬度含量而异:对于软水，pH值在5.7-6.6;中等硬度的水为6.6-7.2;硬度较高的水则为7.2-7.8。在控制硫酸铝剂量时应考虑上述特性。有时加入过量硫酸铝，会使水的pH值降至铝盐混凝有效pH值以下，既浪费了药剂，又使处理后的水发混。

粗制硫酸铝中有效氧化铝含量基本与精制相同，主要是不溶于水的物质含量高，废渣较多，最好用热水并拌以搅拌，才能完全溶解，因含有游离酸，酸度较高，腐蚀性强，溶解与投加设备应考虑防腐。

三氯化铁(FeCl3·6H2O)是一种常用的混凝剂，是黑褐色的结晶体，有强烈吸水性，极易溶于水，其溶解度随温度上升而增加，形成的矾花，沉淀性能好，处理低温水或低浊水效果比铝盐好。我国供应的三氯化铁有无水物、结晶水物和液体。液体、晶体物或受潮的无水物腐蚀性极大，调制和加药设备必须考虑用耐腐蚀器材(不锈钢的泵轴运转几星期也即腐蚀，用钛制泵轴有较好的耐腐性能)。三氯化铁加入水后与天然水中碱度起反应，形成氢氧化铁胶体，当被处理水的碱度低或其投加量较大时，在水中应先加适量的石灰。水处理中配制的三氯化铁溶液浓度宜高，可达46%。

三氯化铁的优点是形成的矾花比重大，易沉降，低温、低浊时仍有较好效果，适宜的pH值范围也较宽，缺点是溶液具有强腐蚀性，处理后的水的色度比用铝盐高。