水处理絮凝剂研究进展_张亚文

第27卷第5期2009年9月石化技术与应用PetrochemicalTechnology＆ApplicationVol.27No.5Sep.2009专论与综述(470～477)水处理絮凝剂研究进展张亚文1,胡东升2,彭炳乾3(1.大庆石油学院化学化工学院,黑龙江大庆163318;2.大庆油田公司第七采油厂,黑龙江大庆163414;3.大庆油田公司第九采油厂,黑龙江大庆163414)摘要:对无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂在废水处理等领域中的应用情况进行了综述,列举了近年来这几类絮凝剂的研究成果和开发进展,并就我国絮凝剂的研发工作提出了建议。关键词:絮凝剂;水处理;微生物;复合絮凝剂中图分类号:X703.1文献标识码:A文章编号:1009-0045(2009)05-0470-08近年来,随着人们环境意识的增强及我国可持续性发展战略的实施,防止污染、保护环境的工作已引起各级政府的高度重视。工业废水是环境最大的污染源,如何治理不同行业的废水,使其达到排放标准是目前迫切需要解决的问题。废水处理的方法很多,有生化法、吸附法、化学氧化法、离子交换法、电渗析法、絮凝沉淀法等,其中絮凝沉淀法[1]是应用最广泛且最经济的方法。絮凝剂是絮凝法水处理技术的核心[2],其种类及性质直接影响着处理效果[3]。用于水处理的絮凝剂包括无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂。1无机高分子絮凝剂①无机高分子絮凝剂是在传统铁、铝絮凝剂的基础上发展起来的,一般指铁、铝盐水解—沉淀过程中的中间产物,即羟基聚合离子。无机高分子絮凝剂因其絮凝效能较传统絮凝剂优异,已广泛应用在给水、工业废水、城市污水、水体富营养化等的处理中[4],成为主要的絮凝剂类型。朱富坤等[5]用水热法合成了一种新的无机絮凝剂———纳米聚合硫酸铁(PFS),并用其对长江镇江段水样进行了絮凝实验。结果表明,在投加量为0.5g/L、体系pH值为9时,水体的化学需氧量(COD)和浊度去除率分别为82.9%,90.3%,PFS表现出用量少、效率高、处理污水pH值范围宽的优点。Wu等[6]比较了聚硅酸硫酸盐与非改性铁基絮凝剂对垃圾填埋场渗滤液的絮凝效果。结果表明,聚硅酸硫酸盐是一种有效的絮凝剂,尤其是在去除磷离子方面,它比非改性铁基絮凝剂具有更好的絮凝性能。聚硅酸硫酸盐可被视为很有应用前途的废水三级处理剂。2有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂与无机高分子絮凝剂相比,具有用量少、絮凝速度快、受其共存盐类和体系pH值及环境温度影响小、生成污泥量少且易处理等优点,应用前景十分广阔。有机高分子絮凝剂又分为天然和人工合成2大类。2.1天然有机高分子絮凝剂天然有机高分子絮凝剂是以天然高分子物质如淀粉、纤维素等为原料经化学改性后制得,它具有原料来源丰富、价格低廉、选择性大、安全无毒、可以完全生物降解、无二次污染[7]的特点。目前,天然有机高分子絮凝剂可分为淀粉衍生物、木质素衍生物、壳聚糖及甲壳素改性产物、植物胶改性产物、多糖类及蛋白质改性产物等。①收稿日期:2009-03-16;修回日期:2009-06-10基金项目:黑龙江省自然基金项目(项目名称:AOPs氧化处理聚合物驱采油污水的研究;项目编号:10531035)。作者简介:张亚文(1982—),女,黑龙江讷河人,硕士研究生。研究方向为油田应用化学。已发表论文1篇。2.1.1淀粉衍生物淀粉的资源十分丰富,自然界中淀粉的含量远远超过其他有机物,是人类可以采用的最丰富的有机资源,也是开发最早、最多的一类天然高分子絮凝剂。近年来淀粉接枝共聚物的研究日渐引起人们的注意,并取得了一定的进展。淀粉能与乙烯类单体如丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺(AM)等发生接枝共聚反应,其生成的共聚物可用作絮凝剂、增稠剂、黏合剂、造纸助留剂等[8-9]。淀粉衍生物絮凝剂具有无毒、廉价、适用范围广、易生物降解等优点,越来越受到人们的重视[10]。魏倩倩等[11]以玉米淀粉为原料,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵为阳离子醚化剂,采用预干燥干法制备高取代度季铵型阳离子淀粉絮凝剂。该方法具有工艺操作简单、反应效率高、环境污染小等优点。利用该絮凝剂对工业中较难处理的高色值糖蜜酒精废液进行絮凝脱色性能测定,结果表明,当阳离子淀粉用量为500mg/L、取代度为0.39、废液初始pH值为9.0时,脱色率达53.6%。Sableviciene等[12]以N-(2,3-环氧丙基)三甲基氯化铵(CHPTAC)为醚化剂,合成了高取代度阳离子马铃薯淀粉,用其处理以高岭土配制成的50g/L高浊度水,结果表明取代度为0.27～0.32的阳离子淀粉絮凝剂其絮凝效果最佳。Chen等[13-14]以玉米淀粉为主要原料合成了交联氧化淀粉、交联羧甲基淀粉、氧化羧甲基淀粉阻垢剂,它们对钙的去除率均大于