复合无机高分子絮凝剂在水处理中的研究进展_陈颖

絮凝是废水处理中应用最广泛、最经济、最重要的方法[1]，絮凝剂是絮凝法水处理技术的核心[2]，然而待处理的废水往往是一种较复杂、稳定的分散体系，传统絮凝剂及无机高分子絮凝剂往往无法满足处理的需要，而复合无机高分子絮凝剂优势明显，如广谱、低毒、原料低廉、处理效果好以及操作简单[3]。我国对复合无机高分子絮凝剂的研究比较多，主要是在聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铁、聚硅酸等非复合型无机高分子絮凝剂制作过程中引入Fe3+、Al3+、Ca2+等阳离子或Cl-、SO42-、SiO32-等阴离子的一种或几种，形成多种复合高分子絮凝剂。研究者通过改进絮凝剂的原料来源、生产工艺、操作条件等提高其使用效果，本文就近几年国内外研究者对复合无机高分子絮凝剂制备工艺的改进及在水处理应用的研究进展方面进行论述。1改变原料提高复合无机高分子絮凝剂的稳定性传统的聚硅酸盐絮凝剂的制备是在硅酸钠（水玻璃）中加酸制得聚合硅酸，然后再与铁、铝盐等聚合[4]。这种方法得到的产品性质不够稳定，为解决这一问题，已有学者进行了一些新的尝试，如以高稳定性的正硅酸乙酯（TEOS）、二甲基二氯硅烷为硅源代替聚硅酸，加入非常规碱化剂取代传统的微量加碱法等。赵奎霞[5]等以高稳定性的有机硅（TEOS）代替聚硅酸（HS）加入到聚合氯化铝（PAC）中，初步制备了一种新型铝硅复合絮凝剂（TEOS-PAC）。由于TEOS水解很缓慢，容易控制，可得到铁硅分布均匀、重现性好的产物，这有利于进行聚硅硫酸铁中铁的形态研究。TEOS-PAC复合絮凝剂制备过程及条件较简便，与HS-PAC絮凝剂相比，相同条件下TEOS-PAC复合絮凝剂的最佳投药量少、除浊效果好、絮体沉降速度快、稳定性强、不存在胶凝问题。周维芝等[6]以铝酸钠为碱化剂，采用缓慢滴碱法合成了高浓度（2.0mol·L-1左右）具有不同Si/Al摩尔比的聚硫氯化铝，用NaAlO2作碱化剂调整盐基度B，因其本身既是供铝剂又是盐基度调整剂，不仅不引进杂质离子，而且还能提高铝的含量，制得品质纯正的高盐基度和高浓度的聚合铝[7]。用铝酸钠制备PASC时有利于Al的形态由低聚物向中、高聚物转化，且随着PASC中Si与Al的摩尔比的增加生成多核羟铝配合物的能力逐渐增强。作者同时指出以铝酸钠为碱化剂制备的高浓度絮凝剂的絮凝效果不宜用Al13/Alb含量高低来表征，这与通过微量加碱法制得的PASC在表征上不同，因为一般研究认为Al13是聚合铝中的最佳凝聚-絮凝成分，其含量可以反映制品的有效性[8]。为了达到以废治废，减少环境污染目的，人们对一些固、液废弃物的综合利用进行了一些的研究，具体运用到制备高分子无机絮凝剂上，就是充分利用复合无机高分子絮凝剂在水处理中的研究进展陈颖1，张亚文1，孙雪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：近年来，受水处理工程需要的牵引,复合无机高分子絮凝剂的开发研制及应用研究受到格外的关注,取得了不少新成果。综述了复合无机高分子絮凝剂制备工艺的改进及在水处理应用的研究进展,针对目前我国复合絮凝剂研发工作提出了一些建议。关键词：复合无机高分子絮凝剂；水处理；改进中图分类号：TQ314.235文献标识码：A文章编号：1000-3770(2009)08-019-04收稿日期：2008-12-09基金项目：黑龙江省自然基金项目（10531035）作者简介：陈颖（1965－），女，博士，教授，主要从事化工环保方面的研究工作；联系电话：0459-6503786；E-mail：chenying648617@163.com联系作者：张亚文，硕士研究生；联系电话：0459-6503431；E-mail：douya0403@163.com第35卷第8期2009年8月水处理技术TECHNOLOGYOFWATERTREATMENTVol.35No.8Aug.,200919DOI:10.16796/j.cnki.1000-3770.2009.08.005上游工艺所产生的所谓垃圾，尽可能的把它们作为原料来使用。利用工业废料如赤泥、硼泥等制备聚合铝或聚合铁，并因其高效、适应性强、价廉，在污水处理中得到了广泛的应用。余建萍等[9]通过试验探讨了利用粉煤灰和赤泥制备复合絮凝剂FC的最佳工艺,并将FC与市售聚合氯化铝和明矾做了对比,试验表明,FC复合絮凝剂的絮凝效果较好,残余铝量比明矾低。粉煤灰和赤泥利用降低了FC的生产成本减少了环境污染节约了能源。硼泥复合型絮凝剂是一种含有水溶性的镁、铁、铝等无机酸盐高分子絮凝剂，它不含有对人体有毒的化学成分，可以作为水处理剂的原料加以利用。以硼泥（生产硼酸和硼砂而产生的工业