水污染处理中絮凝剂的应用现状和研究方向_邱廷省

文|邱廷省张春菊邱仙辉中国水处理药剂是在20世纪70年代引进大化肥装置后才引起重视并逐步发展起来的，此后自行研制开发了一系列水处理剂。目前，中国水处理剂的品种主要有阻垢剂、缓蚀剂、杀菌灭藻剂、无机凝聚剂和有机絮凝剂等几大类。近几年，随着社会经济的发展，水污染现象日益严重，水资源短缺，水处理中对絮凝剂的需求越来越引起人们的重视。我国是水资源短缺和污染比较严重的国家之一，为了满足生产和生活需要，节约用水、水污染的处理及回用显得尤为重要。物化法、生化法、膜分离技术、电渗析等处理方法先后应用在工业废水和生活污水的处理中，而絮凝剂的出现，以其絮凝沉降快、时间短、效果好等优点，在选矿、电镀、印染、造纸等许多领域的污水处理中显示了广阔的应用前景。应用现状絮凝剂在水处理中占有重要地位。首先，絮凝剂可以脱除水中的微细颗粒、胶体物质，降低水中COD值；再者，絮凝剂絮凝除去水中的细菌、病毒效果稳定；此外，日益受到重视的水体富营养化、废水脱色等问题，通过采用无机絮凝剂兼有除磷、脱色等作用。目前，我国絮凝剂按照化合物的类型分为无机絮凝剂（即凝聚剂）、有机絮凝剂和微生物絮凝剂三大类，具体的分类如表1。1.低分子量絮凝剂的应用水处理中絮凝剂的使用，最初是从低分子量絮凝剂发展起来的，低分子量絮凝剂的生产和应用技术已相当成熟，在工业废水和生活污水的处理中发挥了重要作用。氯化铁（Ferricchloride）能迅速在水中水解，这使其成为水处理过程中一种理想的絮凝剂和沉淀剂，其净水效果受水温和pH的影响小，在水处理中得到了较好的应用。布多等采用氯化铁絮凝法去除膜生物反应器混合液中难降解的大分子有机物，确定Fe3+的最佳投加量为60毫克/升，该工艺可显著降低混合液中CODCr，减轻膜污染，得到理想的处理效果。LisbethM.Ottosen等在处理造船废水时，采用氯化铁除去其中的Zn、Cu等重金属离子，使其分别降至0.2毫克锌/升和0.02毫克铜/升；J.A.Sturgill等采用Fe3+去除工业废水中的镓、砷，达到了工业废水排放标准。硫酸亚铁（Ferroussulfate）适用于碱度高、浊度高的废水处理，在使用硫酸亚铁时，采用氧化、曝气等方法将Fe2+氧化，处理效果更佳。王仲军采用硫酸亚铁在中性条件下还原除地下水中六价铬，Fe（II）/Cr（VI）摩尔比为3，六价铬去除率达100%，反应速度快，可在数分钟内完成；袁达源等采用石灰-硫酸亚铁混凝沉降法处理硫酸生产的废水，一级处理控制pH为8.6，Fe/As的摩尔比值为3，除As率接近90%，二级处理控制pH为9，Fe/As的摩尔比值为35，除As率达99.8%，使水中As含量小于0.2毫升/升，低于国家控制的排放标准0.5毫升/升；熊正为对硫酸水污染处理中絮凝剂的应用现状和研究方向结合国内外具体情况，通过比较几类絮凝剂对重污染废水的处理情况，分析、讨论了其应用现状和目前存在的问题，并对其研究方向提出了观点。种类代表性物质作用机理应用无机絮凝剂（凝聚剂）聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）、碱式硅酸硫酸铝（PASS）等溶解电离成的金属阳离子与带负电荷的胶体颗粒电中和，在范德华力作用下形成大颗粒沉降下来主要去除重金属离子、放射性物质等，用在含氰、含砷、含铜等的废水处理有机絮凝剂聚丙烯酰胺（PAM）、甲壳质（壳聚糖）、纤维素、含胶物质等分子链中的极性集团吸附污水中悬浮的固体离子，通过架桥或电中和形成大的絮凝物加速沉降大量用于石油、印染、食品、化工、等工业废水处理，去除重金属离子等微生物絮凝剂（MBF）Pacilomycessp、AspergillusSojac、Rhodococcuserythropolis等桥联作用（借助离子键、氢键、和范德华力吸附胶体颗粒，通过架桥形成网状三维结构沉降）；电性中和；化学反应主要用在有机废水的处理，例如食品行业、生活污水等，脱磷除氮和消毒表1絮凝剂的分类、作用机理及其应用技术与装备|Technology&Equipment世界有色金属2009年第7期38（本栏目由江西理工大学协办）亚铁法处理电镀含氰废水进行了试验研究，试验结果表明：用硫酸亚铁法处理电镀含氰废水，氰化物的去除率可达97%左右，而且处理费用低，操作简便；袁也涵利用硫酸亚铁和硫酸铝处理含酚废水，反应迅速，效果显著，达到国家污水排放标准。N.Kanari等利用超氧化剂回收硫酸亚铁，广泛地应用在工业废水的处理中。2.高分子量絮凝剂的应用目前，高分子量絮凝剂以其絮凝效果好、价格便宜等优点，呈现快速发展、水处理主流药剂的趋势。无机高分子絮凝剂絮凝沉淀速度快、处理效果稳定，有着广阔的应用前景；有机高分子絮凝剂利用吸附架桥作用，使形成的絮粒大而密实，沉降性能好，处理过程时间短，近几年大量应用于石油、印染、食品、化工、造纸等工业废水处理