聚合硅酸盐复合絮凝剂的研究现状_徐越群

收稿日期：2008-10-07作者简介：徐越群（1978-），男，汉，河北廊坊人，助理工程师，硕士，研究方向水处理理论与技术。77第8卷第1期石家庄铁路职业技术学院学报VOL.8No．12009年3月JOURNALOFSHIJIAZHUANGINSTITUTEOFRAILWAYTECHNOLOGYMar.2009聚合硅酸盐复合絮凝剂的研究现状聚合硅酸盐复合絮凝剂的研究现状徐越群1）祝丹丹2）（石家庄铁路职业技术学院1）河北石家庄050041郑州市自来水总公司水技术研究中心2）河南郑州450007）摘要：摘要：介绍聚合硅酸盐复合絮凝剂的发展和研究现状，主要是聚硅酸与铁盐、铝盐和锌盐之间的相互复合。分别介绍聚铝铁，聚铁锌和聚铝锌絮凝剂的研究现状，对我国复合絮凝剂的发展提出一些建议，希望能对我国絮凝剂的研制和开发工作有所帮助。关键词：关键词：聚合硅酸盐复合絮凝剂PSAFPSZFPSAZ中图分类号：中图分类号：X-1文献标识码：文献标识码：A文章编号：文章编号：1673-1816(2009)01-0077-031前言1前言目前传统凝聚剂正逐渐被无机高分子絮凝剂所取代。在全国絮凝剂市场销售量中，传统凝聚剂仅约占20%，而无机高分子类约占80%以上［1］。其中，聚合氯化铝（PAC）占65%～70%，聚合硫酸铁占6%～8%。无机高分子絮凝剂在我国是在60年代后才兴起的。聚硅酸盐类絮凝剂是在聚硅酸及传统的铝盐、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是一类新型无机高分子絮凝剂。这种产品絮凝效果好，比很多有机高分子絮凝剂易于制备，比传统絮凝剂价格便宜，品种逐渐完善，生产也逐步形成规模。近几年来，研究较多的聚合硅酸盐絮凝剂，就是在聚合硅酸的基础上引入无机盐而合成的新型无机高分子絮凝剂。除了在聚硅酸中引入单种金属离子外，还有引入两种和多种金属离子的探索。这类絮凝剂把聚硅酸，无机盐的优点结合起来，同时具有聚硅酸和多种无机盐的优点，其絮凝性能优于聚硅酸和聚合单种无机盐絮凝剂。这将是絮凝剂研究的一个重要方向。2聚硅酸盐复合絮凝剂的研究2聚硅酸盐复合絮凝剂的研究根据美国专利，低浓度的金属离子和聚硅酸的协同作用可以增加聚合物的稳定性。苏腾等报道，金属盐单独作用或和其他物质配合，具有杀菌、脱色、部分降解和氧化有机和无机杂质、去除悬浮物和胶体颗粒的作用。聚硅酸与多种金属离子形成的聚合物，除具有单元无机高分子絮凝剂的共同优点外，因为异核金属离子的交错排列能形成更长、更稳定的分子链，一方面增加其聚合度和分枝程度，提高了其网捕作用；另一方面金属离子的引入增加所带电荷量，增加其吸附电中和能力。通常情况下，参与聚合的种类越多，吸附表面积越大，形成的絮体越大，携带离子电荷更多。这就增加了其表面活性，达到增强其吸附电中和能力，因而在加入的试剂量少于现用常规试剂的时候，却石家庄铁路职业技术学院学报2009年第1期78比常规试剂具有更高的效率。目前研究较多的聚硅酸盐复合絮凝剂是在铝、铁和锌之间相互复合，也有引入钙和镁离子。铝盐絮凝剂的特点是形成的絮体大，有较好的脱色作用，但絮体松散易碎，沉降速度慢；铁盐絮凝剂的特点是形成的絮体密实，沉降速度快，但絮体较小，卷扫作用差，处理后水的颜色较深。而锌则是属于对人体有益的微量元素，如果配比合适，则不会在处理水中超标，因而不会对人体产生危害。2.1聚合硅酸铁铝（PSAF）絮凝剂2.1聚合硅酸铁铝（PSAF）絮凝剂聚硅酸铝铁（PSAF）是一种针对聚铝类和聚铁类絮凝剂在使用中存在的不足而开发的新型无机高分子絮凝剂。该絮凝剂综合了聚硅酸粘结、聚集、吸附以及架桥效能和铝盐絮凝剂絮体大，脱色性能好、铁盐絮凝剂絮体密实、沉降速度快等特点，具有较强的架桥、吸附性能。在使用过程中可以不受水中杂质的影响，且絮凝剂的投加量少。国内外研究聚合硅酸铝铁混凝剂，制备方法一般有三种：（1）聚硅酸的铝铁盐引入法；（2）铁盐混合物的硅酸钠碱溶液中和法；（3）无机矿物质（矿石粉、粘土、铝厂赤泥）酸浸液中和法。2.2聚合硅酸铁锌（2.2聚合硅酸铁锌（PSFZ）絮凝剂）絮凝剂聚硅酸锌铁作为一种新型无机高分子絮凝剂，保留了聚硅酸（PS）、Zn、Fe各自的优点。聚硅酸具有很强的粘结聚集能力，Zn为无毒的物质，Fe盐在多种条件下去除悬浮颗粒、重金属、硫化物、油类、磷效果显著，克服了聚硅酸易聚集、不稳定及Fe的聚合物颜色过深等缺点。该絮凝剂在混凝过程中可同时发生电中和、吸附架桥和网铺三种功能，具有良好的絮凝效果。并且由于金属盐、稳定助剂和聚硅酸的吸附络合作用，而具有较好的稳定性。当PSZF中Zn与Fe物质的量比恰当时，絮凝效果最好。Zn和Fe都有较好的吸附电中和、粘结架桥和卷扫作用，絮凝体中Fe的比例过小时，Zn发挥较大作用，比例过大时，Fe发挥较大作用，絮凝效果均很好。