Fe(OH)2再氧化成Fe(OH) 3。为促进更快形成Fe(OH) 2常同时投加石灰。 FeSO4+Ca(HCO3) 2→Fe(OH) 2+CaCO4+2CO2 FeSO4+Ca(OH) 2→Fe(OH) 2+CaSO4 ２Fe(OH) 2+2O+H2Ｏ→2Fe(OH) 3 由于靠水中溶解氧来氧化二价铁速度较慢，可以加入漂白粉来氧化二价铁。 漂白粉的用量(按有效氯计算)与硫酸亚铁之比，按理论计算为 1∶7.8， 实际上 漂白粉用量可多算一些，以同时用于水的消毒。 2FeSO4+3Ca(HCO3)2+Cl2→2Fe(OH) 3+2CaSO4+CaCl2+6CO2 聚合硫酸铁是一种新型高分子无机净水剂，它是以硫酸亚铁为主要原料，经 反应在常压下化合而成。聚合硫酸铁具有许多优点，如净水效果比其它铁盐好， 影响因素少，原料来源可靠价廉，余留的铁比铝安全等等，是一种有前途，日益 应用广泛的净水剂。 铁盐的优点为:絮状物比重大，沉降较快；适应水的 pH 值宽(pH3.5～6.5， 或 8～11)；在低温时效果亦好；去除砷、含砷军用毒剂及肉毒杆菌毒素效果较 好。 铁盐的缺点是处理后的水易产生色、味；具有强酸性，对设备有腐蚀作用； 使用时亚铁盐要投加石灰或氯。 4.镁盐:用铝盐或铁盐处理混水，会产生大量污泥，且污泥含水量高，脱水 亦困难，处理也麻烦。用碳酸镁混凝水可循环使用，解决了这个难题，目前美国 很多水厂都采用这种方法。 用碳酸镁来混凝沉淀浑水，需先投加石灰将水的 pH 值提高到 11 以上，使其 形成氢氧化镁絮状物而沉淀。沉淀下来的污泥集中于浓缩池，通入二氧化碳使生 成易溶于水的碳酸氢镁，后者经曝气后再转化为碳酸镁供循环使用。我国我军尚 未应用此项技术。 5. 净水植物: 公元前 2000 年已有使用某些植物汁液净水的记载， 我国古 代医学文献中也有使用桃杏仁、贯众净水记载。六、七十年代我军对净水植物进 行了大量筛选、试验研究，发现有混凝、助凝作用的植物有数十种。其中有混凝 作用的有量天尺、仙人掌、木棉树与木瓜，有助凝作用的有榆树、土肉桂、钝叶 樟、木芙蓉、刨花楠、梧桐树等等。 以净水植物作混凝剂或助凝剂，是利用植物的全草(如贯众、马齿苑)、根茎 ( 如仙人掌、量天尺)、叶(如钝叶樟)、花(如木芙蓉花)、果汁(如木瓜)， 其中 多含有多糖类高分子物质，含有-CONH2、-COOH、-OH、-NH2等基团，带负电荷， 可能与水中铁、铝、钙等两价以上阳离子形成多糖类金属盐絮凝体。此外，还有 电荷中和及粘附架桥作用。 净水植物作为混凝剂时，可取量天尺或仙人掌一块，在一端划几条口子，稍 加挤压，在浑水中搅 2～3min 至出现蛋花状絮状物为止，沉淀 5min，取上面清 水或经布滤后使用。也可将仙人掌捣烂，取一定量粘稠物加入水中，搅拌至出现 絮状物，静置澄清备用。 净水植物作助凝剂用时，先向水中加入明矾。 快速搅拌 2～3min 至出现微 小絮状物时，再加入砸烂植物 1～2g/10L 或 10%植物水浸液 2～5ml/10L。慢搅 1～ 2min 到出现大絮状物时，即用布滤或沉淀 3～5min 后，取上清水使用。此法可 使混凝时间加快， 明矾用量节约 1/3。 净水植物在干燥后或水浸液放置过久，净水作用即消失。一般均使用新鲜植 物或现配水溶液，但也有个别植物干燥后仍有净水效果，净水植物多只用于野外
Fe(OH)2再氧化成Fe(OH) 3。为促进更快形成Fe(OH) 2常同时投加石灰。 FeSO4+Ca(HCO3) 2→Fe(OH) 2+CaCO4+2CO2 FeSO4+Ca(OH) 2→Fe(OH) 2+CaSO4 ２Fe(OH) 2+2O+H2Ｏ→2Fe(OH) 3 由于靠水中溶解氧来氧化二价铁速度较慢，可以加入漂白粉来氧化二价铁。 漂白粉的用量(按有效氯计算)与硫酸亚铁之比，按理论计算为 1∶7.8， 实际上 漂白粉用量可多算一些，以同时用于水的消毒。 2FeSO4+3Ca(HCO3)2+Cl2→2Fe(OH) 3+2CaSO4+CaCl2+6CO2 聚合硫酸铁是一种新型高分子无机净水剂，它是以硫酸亚铁为主要原料，经 反应在常压下化合而成。聚合硫酸铁具有许多优点，如净水效果比其它铁盐好， 影响因素少，原料来源可靠价廉，余留的铁比铝安全等等，是一种有前途，日益 应用广泛的净水剂。 铁盐的优点为:絮状物比重大，沉降较快；适应水的 pH 值宽(pH3.5～6.5， 或 8～11)；在低温时效果亦好；去除砷、含砷军用毒剂及肉毒杆菌毒素效果较 好。 铁盐的缺点是处理后的水易产生色、味；具有强酸性，对设备有腐蚀作用； 使用时亚铁盐要投加石灰或氯。 4.镁盐:用铝盐或铁盐处理混水，会产生大量污泥，且污泥含水量高，脱水 亦困难，处理也麻烦。用碳酸镁混凝水可循环使用，解决了这个难题，目前美国 很多水厂都采用这种方法。 用碳酸镁来混凝沉淀浑水，需先投加石灰将水的 pH 值提高到 11 以上，使其 形成氢氧化镁絮状物而沉淀。沉淀下来的污泥集中于浓缩池，通入二氧化碳使生 成易溶于水的碳酸氢镁，后者经曝气后再转化为碳酸镁供循环使用。我国我军尚 未应用此项技术。 5. 净水植物: 公元前 2000 年已有使用某些植物汁液净水的记载， 我国古 代医学文献中也有使用桃杏仁、贯众净水记载。六、七十年代我军对净水植物进 行了大量筛选、试验研究，发现有混凝、助凝作用的植物有数十种。其中有混凝 作用的有量天尺、仙人掌、木棉树与木瓜，有助凝作用的有榆树、土肉桂、钝叶 樟、木芙蓉、刨花楠、梧桐树等等。 以净水植物作混凝剂或助凝剂，是利用植物的全草(如贯众、马齿苑)、根茎 ( 如仙人掌、量天尺)、叶(如钝叶樟)、花(如木芙蓉花)、果汁(如木瓜)， 其中 多含有多糖类高分子物质，含有-CONH2、-COOH、-OH、-NH2等基团，带负电荷， 可能与水中铁、铝、钙等两价以上阳离子形成多糖类金属盐絮凝体。此外，还有 电荷中和及粘附架桥作用。 净水植物作为混凝剂时，可取量天尺或仙人掌一块，在一端划几条口子，稍 加挤压，在浑水中搅 2～3min 至出现蛋花状絮状物为止，沉淀 5min，取上面清 水或经布滤后使用。也可将仙人掌捣烂，取一定量粘稠物加入水中，搅拌至出现 絮状物，静置澄清备用。 净水植物作助凝剂用时，先向水中加入明矾。 快速搅拌 2～3min 至出现微 小絮状物时，再加入砸烂植物 1～2g/10L 或 10%植物水浸液 2～5ml/10L。慢搅 1～ 2min 到出现大絮状物时，即用布滤或沉淀 3～5min 后，取上清水使用。此法可 使混凝时间加快， 明矾用量节约 1/3。 净水植物在干燥后或水浸液放置过久，净水作用即消失。一般均使用新鲜植 物或现配水溶液，但也有个别植物干燥后仍有净水效果，净水植物多只用于野外
少量水处理。 (三)助凝剂 助凝剂本身可起混凝作用，也可不起混凝作用，但与混凝剂一起作用时，能 促进混凝的作用。助凝剂一般可分二类:一是调节或改善混凝条件药剂， 如原水 碱度不足可投加石灰，又如硫酸亚铁氧化为高铁需加氯气等；二是加大絮状物粒 度、比重和结实性的药剂，如在水中加粘土可起到加重，加大絮状物的作用，在 水中加无机或有机高分子物质如活化硅酸、骨胶、聚丙烯酰胺，可加强粘附架桥 作用，使胶体脱稳，加大絮状物。 1.活化硅酸:活化硅酸的原料为硅酸钠(钠水玻璃)，其成份为Na2O·XSiO2·YH2 Ｏ。使用硫酸或硫酸铵等活化剂，将硅酸钠中碱中和，使二氧化硅分解出来产生 胶体。 活化硅酸实质上属于一种阴离子型高分子电解质，常作为铝盐或铁盐的助凝 剂，一般采用 1～1.5%SiO2，使用少量即可大大增强混凝过程，可减少混凝剂用 量，改善低温、低碱度条件下混凝效果。有时单用活化硅酸也可起到混凝作用。 硅酸溶液不能久存，放置一段时间便变成冻胶失去作用。因此，只能现场调配， 即日使用。 2.聚丙烯酰胺(polyacrylamide PAA):聚丙烯酰胺是一种人工合成水溶性非 离子型有机高分子物质，无色无味呈透明胶状体，分子式为［CH2＝CHCONNH2］n， 分子量有数百万至数千万。 聚丙烯酰胺在水中可分散成巨大数量的长链状高分子，单用可以作为混凝 剂，如加入聚丙烯酰胺重量 1～5%的氢氧化钠， 碱化后变成一种阴离子型的高 分子物质聚丙烯酸钠，用来处理高浊度水，混凝效果可提高数倍。聚丙烯酰胺与 混凝剂配合使用可大大提高混凝效果。使用时溶解成 0.1～1%溶液，可与混凝剂 同时或加混凝剂后 1～5min 加入。用量为 0.1～1mg/L,量过多反会降低效果。 聚丙烯酰胺的单体丙烯酰胺有毒，故规定聚丙烯酰胺含游离的丙烯酰胺不得 超过 0.2%。国内有的研究建议，聚丙烯酰胺和丙烯酰胺在饮用水中最高容许浓 度，经常使用时(指每年使用时间超过 1 个月)分别为 1.0mg/L 和 0.01mg/L，非 经常使用时(每年使用少于 1 个月)为 2.0mg/L 和 0.1mg/L。 聚丙烯酰胺适用于高浊度，高色度或有特殊嗅味的水，高浓度有机废水，含 有毒有害物质的水，放射物质污染的水及含有大量致病菌和病毒的水。 (四)影响混凝的因素 影响混凝效果的因素很多，且较复杂，主要有以下 5 个因素： 1.水的pH值和碱度:水的pH值对混凝的影响程度，随混凝剂种类的不同而异。 铝盐在水中水解后，要在一定的pH值范围内才能形成氢氧化铝。氢氧化铝为两性 化合物，当pH值大于 8.5 时，氢氧化铝产生明显溶解，生成铝酸离子AlO2-，pH 值小于 3 时，氢氧化铝又可离解为三价铝离子。一般认为水的pH在 5.7～7.8 范 围内混凝效果较好。 铁盐同样受水的 pH 值影响，但较铝盐好些。因铁盐水解性能较铝盐好，水 解产物不易溶解。三价铁盐适宜的 pH 值为 6.0～8.4，而二价铁盐只有当 pH 值 大于 8.5 时，才可被氧化为三价铁，因此需投加碱。 高分子混凝剂尤其是有机高分子混凝剂，混凝效果受 pH 值影响较小。 水的碱度主要是指水中的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧化物，一般水源水都含有 一定的碱度。铝盐和铁盐在水中水解时，每步产生的H+ 都将导致水的pH值下降， 需有碱性物产生将之中和使水解能进行完全，如Al（SO 2 ４）3+3Ca(HCO3) 2→2Al(OH)
少量水处理。 (三)助凝剂 助凝剂本身可起混凝作用，也可不起混凝作用，但与混凝剂一起作用时，能 促进混凝的作用。助凝剂一般可分二类:一是调节或改善混凝条件药剂， 如原水 碱度不足可投加石灰，又如硫酸亚铁氧化为高铁需加氯气等；二是加大絮状物粒 度、比重和结实性的药剂，如在水中加粘土可起到加重，加大絮状物的作用，在 水中加无机或有机高分子物质如活化硅酸、骨胶、聚丙烯酰胺，可加强粘附架桥 作用，使胶体脱稳，加大絮状物。 1.活化硅酸:活化硅酸的原料为硅酸钠(钠水玻璃)，其成份为Na2O·XSiO2·YH2 Ｏ。使用硫酸或硫酸铵等活化剂，将硅酸钠中碱中和，使二氧化硅分解出来产生 胶体。 活化硅酸实质上属于一种阴离子型高分子电解质，常作为铝盐或铁盐的助凝 剂，一般采用 1～1.5%SiO2，使用少量即可大大增强混凝过程，可减少混凝剂用 量，改善低温、低碱度条件下混凝效果。有时单用活化硅酸也可起到混凝作用。 硅酸溶液不能久存，放置一段时间便变成冻胶失去作用。因此，只能现场调配， 即日使用。 2.聚丙烯酰胺(polyacrylamide PAA):聚丙烯酰胺是一种人工合成水溶性非 离子型有机高分子物质，无色无味呈透明胶状体，分子式为［CH2＝CHCONNH2］n， 分子量有数百万至数千万。 聚丙烯酰胺在水中可分散成巨大数量的长链状高分子，单用可以作为混凝 剂，如加入聚丙烯酰胺重量 1～5%的氢氧化钠， 碱化后变成一种阴离子型的高 分子物质聚丙烯酸钠，用来处理高浊度水，混凝效果可提高数倍。聚丙烯酰胺与 混凝剂配合使用可大大提高混凝效果。使用时溶解成 0.1～1%溶液，可与混凝剂 同时或加混凝剂后 1～5min 加入。用量为 0.1～1mg/L,量过多反会降低效果。 聚丙烯酰胺的单体丙烯酰胺有毒，故规定聚丙烯酰胺含游离的丙烯酰胺不得 超过 0.2%。国内有的研究建议，聚丙烯酰胺和丙烯酰胺在饮用水中最高容许浓 度，经常使用时(指每年使用时间超过 1 个月)分别为 1.0mg/L 和 0.01mg/L，非 经常使用时(每年使用少于 1 个月)为 2.0mg/L 和 0.1mg/L。 聚丙烯酰胺适用于高浊度，高色度或有特殊嗅味的水，高浓度有机废水，含 有毒有害物质的水，放射物质污染的水及含有大量致病菌和病毒的水。 (四)影响混凝的因素 影响混凝效果的因素很多，且较复杂，主要有以下 5 个因素： 1.水的pH值和碱度:水的pH值对混凝的影响程度，随混凝剂种类的不同而异。 铝盐在水中水解后，要在一定的pH值范围内才能形成氢氧化铝。氢氧化铝为两性 化合物，当pH值大于 8.5 时，氢氧化铝产生明显溶解，生成铝酸离子AlO2-，pH 值小于 3 时，氢氧化铝又可离解为三价铝离子。一般认为水的pH在 5.7～7.8 范 围内混凝效果较好。 铁盐同样受水的 pH 值影响，但较铝盐好些。因铁盐水解性能较铝盐好，水 解产物不易溶解。三价铁盐适宜的 pH 值为 6.0～8.4，而二价铁盐只有当 pH 值 大于 8.5 时，才可被氧化为三价铁，因此需投加碱。 高分子混凝剂尤其是有机高分子混凝剂，混凝效果受 pH 值影响较小。 水的碱度主要是指水中的碳酸盐、重碳酸盐和氢氧化物，一般水源水都含有 一定的碱度。铝盐和铁盐在水中水解时，每步产生的H+ 都将导致水的pH值下降， 需有碱性物产生将之中和使水解能进行完全，如Al（SO 2 ４）3+3Ca(HCO3) 2→2Al(OH)
3+CaSO４。 但当水中碱度不足或混凝剂投加量很高时，水中 pH 值将大幅度下降，就必 须投加碱性物质才能获得良好混凝效果。一般 1g 硫酸铝加熟石灰 0.33g,1g 硫酸 亚铁加热石灰 0.26g。 Al2（SO４）3+3Ca(OH) 2→2Al(OH) 3+3CaSO４ 2.水温:水温对混凝效果有明显影响。水温低时，铝盐在水中水解缓慢， 反 应进行慢，絮状物形成也慢且颗粒细小松疏，即使增加剂量效果亦不大。此外水 温低时，水的粘度增大，絮状物亦不易下沉。 为提高低温时混凝效果，常用增大剂量，延长沉淀时间，投加高分子助凝剂 或改用聚合氯化铝、聚合硫酸铁等方法。 3.水中杂质:水中悬浮物的成分，如不同的粘土种类、浓度， 腐殖酸等都对 混凝有影响。据试验，膨润土形成的浊度消耗的铝盐量较高岭土高 20 倍之多。 水中悬浮物的多少能影响絮状物的形成，浑浊或稍浑浊的水较透明的水更易凝 聚，一般水中悬浮物多少与混凝剂投加量成正比，但如悬浮物极少时，反而要增 加剂量或投加粘土或助凝剂。当水中存有腐殖质、单宁等化合物时，使水具有很 高色度，用铝盐或铁盐混凝除色须在低 pH 值下进行，才能取得较好的效果。 4.搅拌:搅拌对混凝的效果也有很大影响。搅抖的速度和时间如果不适当， 亦不能获得最佳混凝效果。混凝剂加入水中后，应迅速充分搅动使混凝剂得以快 速混和均匀，形成微细絮状物，然后慢速搅拌，以增加絮状物碰撞机会形成较大 的絮状物下沉。剧烈长时间搅拌或经常改变搅拌方向，都可导致絮状物不可逆的 破坏。合适的搅拌可以提高混凝效果，减少混凝剂的用量。 三、过滤(filtration) 浑水经砂层过滤后就会变清一些，但水太浑就容易使砂层堵塞，这个概念是 从生活经验中得来的。最早的滤池就是根据这样的概念建立起来的。自然沉淀可 能使水的浑浊度降到 50 度以下，把自然沉淀以后的原水通过滤池过滤，就可以 防止滤池过早地堵塞。过滤后的水质可以好到什么程度呢?通过不断的实践，发 现不仅水质浑浊度可以接近于 0，而且能起很好地去除细菌、嗅味以及色度的作 用。过滤可以改善水的感官性质，直接过滤可去除浑浊度 90%，对除铁锰也有一 定效果，去除微生物效果则不佳，慢砂滤去除微生物效果则很好，大肠杆菌、病 毒、病毒、阿米巴包囊、贾第鞭毛虫包囊去除率均在 99%以上。混凝沉淀后经快 砂滤，可以提高去除金属效果，对去除农药滴滴涕、有机磷有较好效果，对去除 大肠杆菌、病毒、阿米巴包囊均比直接过滤有较大提高。如直接过滤去除脊髓灰 质炎病毒仅 1～50%，加明矾，沉淀过滤则去除率大于 99.7%。 (一)过滤原理 1.机械筛滤:筛滤能去除大于滤层孔隙的悬浮物，随着过滤的进行，截留杂 质增多滤层孔隙愈来愈小，使微小的颗粒物和微生物也被截留下来。 2.沉淀:水中悬浮物由于重力作用，在过滤时沉积在滤料的表面上， 而小于 滤层孔隙的悬浮物进入滤层时，也会在重力作用下脱离流线而沉淀在空隙中，滤 层实际起到一个有巨大表面积多层的沉淀池作用。 3.吸附:由于水流通过孔隙，不断与滤材发生碰撞，破坏了水中胶体保护层， 悬浮物、胶体和溶解杂质被滤材所吸附。产生吸附作用是包围在滤料周围的胶体 物质或是范德华力和静电引力。 4.生物滤膜:被截留在滤料表面的微生物利用粘附在滤料表面和水中有机物
3+CaSO４。 但当水中碱度不足或混凝剂投加量很高时，水中 pH 值将大幅度下降，就必 须投加碱性物质才能获得良好混凝效果。一般 1g 硫酸铝加熟石灰 0.33g,1g 硫酸 亚铁加热石灰 0.26g。 Al2（SO４）3+3Ca(OH) 2→2Al(OH) 3+3CaSO４ 2.水温:水温对混凝效果有明显影响。水温低时，铝盐在水中水解缓慢， 反 应进行慢，絮状物形成也慢且颗粒细小松疏，即使增加剂量效果亦不大。此外水 温低时，水的粘度增大，絮状物亦不易下沉。 为提高低温时混凝效果，常用增大剂量，延长沉淀时间，投加高分子助凝剂 或改用聚合氯化铝、聚合硫酸铁等方法。 3.水中杂质:水中悬浮物的成分，如不同的粘土种类、浓度， 腐殖酸等都对 混凝有影响。据试验，膨润土形成的浊度消耗的铝盐量较高岭土高 20 倍之多。 水中悬浮物的多少能影响絮状物的形成，浑浊或稍浑浊的水较透明的水更易凝 聚，一般水中悬浮物多少与混凝剂投加量成正比，但如悬浮物极少时，反而要增 加剂量或投加粘土或助凝剂。当水中存有腐殖质、单宁等化合物时，使水具有很 高色度，用铝盐或铁盐混凝除色须在低 pH 值下进行，才能取得较好的效果。 4.搅拌:搅拌对混凝的效果也有很大影响。搅抖的速度和时间如果不适当， 亦不能获得最佳混凝效果。混凝剂加入水中后，应迅速充分搅动使混凝剂得以快 速混和均匀，形成微细絮状物，然后慢速搅拌，以增加絮状物碰撞机会形成较大 的絮状物下沉。剧烈长时间搅拌或经常改变搅拌方向，都可导致絮状物不可逆的 破坏。合适的搅拌可以提高混凝效果，减少混凝剂的用量。 三、过滤(filtration) 浑水经砂层过滤后就会变清一些，但水太浑就容易使砂层堵塞，这个概念是 从生活经验中得来的。最早的滤池就是根据这样的概念建立起来的。自然沉淀可 能使水的浑浊度降到 50 度以下，把自然沉淀以后的原水通过滤池过滤，就可以 防止滤池过早地堵塞。过滤后的水质可以好到什么程度呢?通过不断的实践，发 现不仅水质浑浊度可以接近于 0，而且能起很好地去除细菌、嗅味以及色度的作 用。过滤可以改善水的感官性质，直接过滤可去除浑浊度 90%，对除铁锰也有一 定效果，去除微生物效果则不佳，慢砂滤去除微生物效果则很好，大肠杆菌、病 毒、病毒、阿米巴包囊、贾第鞭毛虫包囊去除率均在 99%以上。混凝沉淀后经快 砂滤，可以提高去除金属效果，对去除农药滴滴涕、有机磷有较好效果，对去除 大肠杆菌、病毒、阿米巴包囊均比直接过滤有较大提高。如直接过滤去除脊髓灰 质炎病毒仅 1～50%，加明矾，沉淀过滤则去除率大于 99.7%。 (一)过滤原理 1.机械筛滤:筛滤能去除大于滤层孔隙的悬浮物，随着过滤的进行，截留杂 质增多滤层孔隙愈来愈小，使微小的颗粒物和微生物也被截留下来。 2.沉淀:水中悬浮物由于重力作用，在过滤时沉积在滤料的表面上， 而小于 滤层孔隙的悬浮物进入滤层时，也会在重力作用下脱离流线而沉淀在空隙中，滤 层实际起到一个有巨大表面积多层的沉淀池作用。 3.吸附:由于水流通过孔隙，不断与滤材发生碰撞，破坏了水中胶体保护层， 悬浮物、胶体和溶解杂质被滤材所吸附。产生吸附作用是包围在滤料周围的胶体 物质或是范德华力和静电引力。 4.生物滤膜:被截留在滤料表面的微生物利用粘附在滤料表面和水中有机物