聚硅酸盐类絮凝剂的研究进展_孙剑辉

聚硅酸盐类絮凝剂的研究进展河南师范大学化学与环境科学学院河南省高等学校环境工程重点开放实验室(河南新乡,453002)孙剑辉徐毅[摘要]从聚硅酸盐类絮凝剂研制与发展所经历的4个阶段,概略评述了国内外的研究现状及其进展,分析了各类聚硅酸盐絮凝剂的优点,指出了目前研究工作中所存在的问题。建议今后聚硅酸盐类絮凝剂的研究应重点开展:制备新工艺研究,提高产品的絮凝及稳定性能;聚硅酸与金属盐之间的相互作用研究,探讨絮凝机理;进一步开展应用研究,确定水处理中的最佳应用条件和范围。[关键词]聚硅酸盐类絮凝剂;铝;铁;水处理[中图分类号]X781.5;TU528.042.7[文献标识码]A[文章编号]1005-829X(2000)03-0004-04ProgressofinorganiccoagulantpolysilicateSUNJian-hui,XUYi(CollegeofChemistryandEnviromentalSciences,HenanNormalUniversity,ProvinceKeyLaboratoryofEnvironmentalEngineering,Xinxiang453002,China)Abstract:Thispaperisgeneralreviewontheprogressinstudyingofinorganiccoagulantpolysilicateforwaterandwastewatertreatment.Themeritsoftheseflocculantsareanalyzedfromtheirfourdevelopmentstages.Therearesomeproblemsinpresentstudyandsomepiecesofsuggestionaregivenforthedevelopmentofpolysili-catedinthefuture.Weshouldprimarilylaunchtheresearchonthenewwaysoftheirpreparation,improvingtheirflocculabilityandstabilization,studytheinteractionbetweenthepolysilicateandmetalsaltsandprobeintotheirmechanisms.Theapplicationresearchshouldbefurtherdeveloped,inwhichthemostimportantisdeter-miningtheoptimumapplicationconditionsandscopesintreatingwaterandwastewater.Keywords:coagulantpolysilicate;aluminium;iron;waterandwastewatertreatment聚硅酸盐是一类新型无机高分子絮凝剂,是在聚硅酸(即活化硅酸)及传统的铝盐、铁盐等絮凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与金属盐的复合产物。由于该类絮凝剂同时具有电中和及吸附架桥作用,絮凝效果好,且易于制备,价格便宜,引起了水处理界的极大关注,成了国内外无机高分子絮凝剂研究的一个热点。笔者就近年来国内外聚硅酸盐类絮凝剂的研究进展作一概略评述,并对今后的研究工作提出建议。1国内外研究现状聚硅酸类絮凝剂的研制与发展大致经历了以下4个阶段:(1)聚硅酸;(2)聚硅酸中引入单种金属离子(Al或Fe);(3)聚硅酸中引入两种金属离子(Al和Fe);(4)聚硅酸中引入多种金属离子(Al、Fe、Ca和Mg)。下面分别予以概述。1.1聚硅酸聚硅酸作为细粒悬浮物的絮凝剂,从30年代后期开始在水处理中得到了广泛应用。目前对其制备方法、聚合机制、聚合度的影响因素等已研究的较为透彻〔1～6〕。聚硅酸是用中和法即由硅酸钠在加酸条件下水解、聚合反应到一定程度的中间产物。O′MetiaCR研究发现〔7〕,聚硅酸中间产物的组分特征(电荷、大小、结构等)取决于水解反应起始的硅浓度、反应pH值、温度等。戴安邦认为〔2〕,在弱碱性或弱酸性条件下,起聚合作用的主要是一价原硅酸离子和原硅酸分子,这两种物质在溶液中存在的数量越多,则聚合的速度越快,故可利用中和所达到pH值的不同来控制聚合速度。硅原子模型是四面体,聚合物可能向各个方向进行聚合,形成带支链的、环状的或网状的立体结构,因而聚硅酸具有很强的粘结聚集能力和吸附架桥作用。杨修造、高宝玉等借助显微录像和透射电镜技术,对聚硅酸的胶凝特性进行了研究〔8,9〕,证明了聚硅酸表面带负电荷,属阴离子型。由于水中的胶体粒子表面一般带负电—4—2000年3月第20卷第3期工业水处理IndustrialWaterTreatmentMa