水处理絮凝剂的应用及研究进展

!!!!!!!!!!!!!!安全与环保收稿日期:2008-06-09;修回日期:2008-06-20水处理絮凝剂的应用及研究进展程俊樊丽华张丽红(河北理工大学化工与生物技术学院,河北唐山063009)摘要介绍了水处理絮凝剂的种类,叙述了无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂、微生物絮凝剂以及复合型絮凝剂在水处理中的应用及研究现状,特别指出了复合型絮凝剂在水处理中的应用前景。认为从低分子到高分子、由无机到有机及由单一型到复合型是絮凝剂的发展走向,应追求高效、廉价、环保的絮凝剂。关键词无机絮凝剂;有机絮凝剂;复合絮凝剂;应用;研究进展中图分类号X703.5文献标识码A文章编号1006-6829(2008)04-0050-04我国是水资源匮乏的国家之一,随着工业的快速发展,工业用水量急剧增加,现有的淡水资源已难以满足工业用水的巨大需求。同时大量工业废水外排,若不加以处理将会对环境造成很大的污染。絮凝剂的使用,既可在很大程度上解决水污染问题,还能使处理过的水重复利用,提高水的利用率,缓解水资源不足给工业发展带来的困难。在给水与废水处理中,絮凝技术得到广泛的应用,其中最为关键的是絮凝剂的开发。我国目前使用的絮凝剂主要有无机、有机、微生物和复合4大类[1,2]。1无机絮凝剂无机絮凝剂也称凝聚剂,应用历史悠久,广泛用于饮用水和工业水等的净化处理。无机絮凝剂按金属盐种类可分为铝盐系和铁盐系2类;按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系;按相对分子质量则可分为低分子体系和高分子体系2大类。无机絮凝剂的应用比较广泛,主要在印染、造纸、饮用水处理等几个方面。新型助剂、染料和整理剂等在印染行业中大量使用,进一步加重了印染废水脱色处理的难度[3,4]。印染废水物理和化学的处理方法包括絮凝、吸附、反渗透、化学氧化、电解和生物处理,都广泛应用于印染废水中。其中絮凝法具有成本较低,操作简单而有效等优点,成为印染废水处理的重要手段[5,6]。龙一飞等以黄冈某印染厂生产废水为处理对象,以聚合氯化铝铁(PAFC)作为絮凝剂,进行絮凝试验,最后确定了最佳反应条件:投加量80mg/L,pH=8～10,搅拌时间3～4min[7]。但该絮凝剂还存在一些不足,如絮凝剂本身有颜色,絮凝剂中的铝和铁等金属离子在接受水体中长期富集也会对环境造成一定的污染。而聚硅酸类絮凝剂与其相比,对环境污染大大降低,还具有来源广、无毒、成本低、聚合方法简单等优点。郭雅妮等采用2种方法制得不同的聚硅酸铝絮凝剂,并分别用来处理印染废水。经过一系列实验研究,聚硅酸铝絮凝剂处理后的印染废水可生化性明显提高,BOD5/COD(生化5日需氧量/化学需氧量)由原来的0.25提高到0.48,有利于废水的后续生化处理[8]。李洪伟以铝和铁作为主要原料自行研制了聚合铝铁絮凝剂,并将其用于造纸废水处理[9]。实验结果发现,该絮凝剂对造纸废水具有较好的处理效果,在处理造纸废水时,絮凝剂的投加量一般控制在50mg/L左右,絮凝剂投加后的最终pH应调整到6.4。在用量为1.5～3.0mL的范围内,废水CODCr去除率在60%以上,悬浮物去除率高于75%,废水色度去除率为69%以上。范文玉等制备聚硅酸硫酸铝锌,考察Zn与Si的物质的量的比、酸度等条件对絮凝效果、絮凝剂稳定性的影响[10]。结果表明,聚硅酸硫酸铝锌应用于造纸、电镀等工业废水处理,CODCr去除率达60%～95%,浊度去除率大于99%,且操作工艺简单,成本低,处理效果优于聚硅酸硫酸铝,结果令人满意。程俊等水处理絮凝剂的应用及研究进展安全与环保·50·2008年第15卷第4期化工生产与技术ChemicalProductionandTechnology王杰等以天然植物胶粉F691为原料,通过羧甲基化、接枝共聚和曼尼奇反应,3步合成出两性天然高分子改性絮凝剂,用于对造纸混合污泥进行絮凝脱水试验,效果优良[11]。韦晓燕以硅酸钠、硫酸铝为原料制备聚合硅酸硫酸铝(PASS),通过正交实验考察了SiO2的质量分数、pH及不同制备工艺对PASS稳定性和絮凝性能的影响,确定了具有良好的稳定性和絮凝效果的PASS制备条件,并将其用于饮用水原水的处理。特别考察了处理后水中的残留铝含量,为PASS的工业化生产和在净水领域中的应用奠定了基础。实验表明,用PASS处理后的饮用水比用聚合氯化铝(PAC)和硫酸铝(AS)处理后剩余浊度和残余铝离子含量都小的多,并且处理同样量的饮用水所需絮凝剂的量PASS比PAC和AS少很多[12]。2有机絮凝剂有机高分子絮凝剂是20世纪60年代开始使用的第2代絮凝剂。与无机高分子絮凝剂相比,有机高分子絮凝剂用量少,絮凝速度快,受共存盐类、污水pH及温度影响小,生成污泥量少。聚丙烯酰胺(PAM)是有机高分子在水处理方面应用最广泛的絮凝剂。章诗芳经实验验证,PAM在饮用水处