混凝劑(coagulant)種類很多,按化學成分可分為無機和有機兩大類。無機混凝劑品種較少,目前主要是鋁鹽和鐵鹽及其聚合物,在水處理中應用很多。有機混凝劑品種較多,主要是高分子物質,但在水處理中的應用比無機混凝劑少。
鋁鹽混凝劑鋁鹽混凝劑包括硫酸鋁類混凝劑(俗稱明礬,如鉀明礬Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O銨明礬Al2(SO4)3·(NH4)2SO4·24H2O、鋁明礬Al2(SO4)3·18H2O)、氯化鋁、鋁酸鈉(NaAIO3)和聚合氯化鋁等,但常用的只有硫酸鋁和聚合氯化鋁。
硫酸鋁的工業產品為白色晶體,密度約為1.62g/mL,其中Al2O3的含量在16%左右,工業產品中會夾雜少量不溶性物質。硫酸鋁使用方便,混凝效果較好,且不會給處理后的水質帶來不良后果,因此應用較多,但水溫低時,硫酸鋁水解困難,形成的絮凝體比較松散,混凝效果較差,可采用與鐵鹽聯合使用改善混凝效果。
鉀明礬或銨明礬是硫酸鋁和硫酸鉀或硫酸銨的復鹽。比重約為1.76,其中A12O3含量較低約為11%,它是水處理領域中應用較早的混凝劑,目前也有應用,但它使用時會增加水中離子雜質的含量。
鋁酸鈉中A12O3的含量較高,可高達53%,但因其價格較貴,在水處理中很少采用。
聚合鋁是一類化合物的總稱,主要包括聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸鋁(PAS)等。
目前使用較多的是聚合氯化鋁,我國也是研制PAC較早的國家之一。20世紀70年代工業用水處理工聚合鋁可看作是在鋁鹽中加堿經水解逐步轉為A1(OH)的過程中,各種水解產物通PAC得到應用。
過羥基橋聯等反應聚合而成的無機高分子化合物。聚合氯化鋁也稱堿式氯化鋁,稱堿式氯化鋁時用通式[A1,(OH)CL,m]表示。聚合氯化鋁是多種成分的混合物,其成分隨商品的制造過程而變化。
聚合氯化鋁作為混凝劑的一項重要指標是鹽基度B。它的含義是聚合氯化鋁中OH和AL2O3的質量比,鹽基度的大小直接影響混凝效果。其值越大,該化合物中的羥基所占的比例越大,吸附架橋作用越強,但此時生成難溶沉淀物的可能性也增大。一般將鹽基值B控制在45%-85%之間。
聚合氯化鋁與硫酸鋁相比有以下優點:加藥量少,只要相當于硫酸鋁的1/3-1/2;混凝效果好,形成絮凝體速度快;適用范圍廣,對低濁度水、高濁度水及高色度水均有較好的效果;腐蝕性小,即便過量投加也不會惡化出水。