当前絮凝剂的发展趋势及应用研究_蒋卫红

当前絮凝剂的发展趋势及应用研究蒋卫红1,周春琼2,王杨君2(1.浙江省东阳市产品质量监督检验所,浙江东阳322100;2.华南理工大学化工与能源学院,广东广州510640)摘要:比较全面地叙述了各种絮凝剂:无机絮凝剂、合成(天然)有机高分子絮凝剂、微生物絮凝剂、复合絮凝剂的应用及其研究进展,表明当前絮凝剂正向着无毒、高效、价廉、复合等方向发展.关键词:无机絮凝剂;高分子絮凝剂;微生物絮凝剂;复合絮凝剂;废水处理中图分类号:X703文献标识码:A文章编号:1007-5348(2005)03-0069-04我国城市污水处理厂常用活性污泥法工艺,其中絮凝剂在废水处理中具有很重要的作用,它可以用来降低原水的浊度、色度等感观指标,去除多种高分子有机物,某些重金属和放射性物质,它可以自成独立的处理系统,又可以与其它处理单元过程进行组合,作为预处理、中间处理和最终处理过程,而且还常用于污泥脱水前的浓缩过程,以改善污泥的脱水性能.经过絮凝剂无害处理后的水可以回用.当前国内每年工业用水、城市给水、污水处理需求絮凝剂百万吨,因此研究絮凝剂具有很重要的意义.1单一絮凝剂1.1无机絮凝剂无机盐类絮凝剂主要分为铝盐和铁盐,它们存在很大的缺点:残留在水中的铝离子会导致二次污染;铁离子本身有颜色,并对设备有腐蚀作用,提高成本;投加量大,产泥量高,运行费用高.为克服二次污染及腐蚀设备问题,从20世纪60年代开始无机盐聚合物的研究.使用无机盐聚合物类絮凝剂效果好,残留在水中的铝、铁离子少,而且易生产、价廉、使用范围广,在我国实际用量占絮凝剂总量的80%以上.1.2高分子絮凝剂1.2.1有机合成高分子絮凝剂:合成高分子絮凝剂投加量少,一般在2%以下,效果好,形成的絮体大,而且强度大,不易破碎,不增加泥量,降低热值,无腐蚀性.它分非离子型、阳离子型、阴离子型和两性四种.常用有机絮凝剂有:聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯胺、聚乙烯磺酸盐等,其中聚丙烯酰胺的应用最多,占合成高分子絮凝剂的80%左右.然而这一类絮凝剂由于存在着一定量的残余单体丙烯酰胺,不可避免的带来毒性,所以限制了它的应用.高分子量(106以上)聚丙烯酸钠属阴离子型絮凝剂,有强烈的絮凝作用而且无毒;对悬浮于水中的细微粒产生非离子性吸附,使粒子之间产生交联;对具有金属氢氧化物这类正电荷的胶体粒子更显示出其优良性能.陆兴章等[1]研制出二甲基二丙烯丙基氯化铵均聚物和一系列不同相对分子质量、不同阳离子的共聚物,对硅藻土或高岭土均有优良的絮凝效果.高华星等[2]把以聚二甲基二烯丙基氯化铵为主体键节的阳离子高分子絮凝剂用于印刷油墨废水处理,试验结果表明处理后废水油污去除率高,沉渣少,废水的回用效果好.收稿日期:2004-10-15作者简介:蒋卫红(1963-),女,浙江东阳人,浙江省东阳市产品质量监督检验所工程师,主要从事污水处理研究及理化质量监测的研究.2005年3月韶关学院学报(自然科学版)Mar.2005第26卷第3期JournalofShaoguanUniversity(NaturalScience)Vol.26No.31.2.2天然高分子絮凝剂:天然高分子絮凝剂易生物降解,本身或中间降解产物对人体无毒,具有选择性大、价廉、产泥量少等优点.淀粉衍生物作为工业絮凝剂的研究始于60年代.乙烯基单体与淀粉的接枝共聚反应是淀粉改性制备可生物降解的高分子材料的重要途径之一,其关键问题在于引发剂的筛选.曹炳明[3]将木薯粉、催化剂、烯类单体反应,再加醛类和醇类反应制得一种网状的高分子物质,其分子链中所带的官能团多,吸附活性点多,可用于污水处理厂二级污水处理;若在生化系统中投加该类絮凝剂,可为城市污水处理后的回用提供符合要求的水质.另外淀粉磷酸酯和淀粉黄原酸脂也是良好的絮凝剂.壳聚糖、甲壳素类絮凝剂作为水处理剂在工业上已大量应用,美国主要用于给水及饮用水处理;日本主要用于水处理及污水处理,其中用于水处理的壳聚糖每年达500吨之多;目前清华大学[4]着手壳聚糖作絮凝剂的中试生产研究,获得了一套适合我国国情的工业化生产的最佳工艺路线,其主要性能指标均达到了或超过国内外同类产品的水平.壳聚糖除了对水中的固体悬浮物(SS)有较好的絮凝作用外,还对水中的COD、色度和重金属离子等有较好的去除效果.由于该类聚合物具有无毒无味、抗菌、可生物降解等优点使其被大量应用于食品工业废水处理中,壳聚糖可使各种食品加工废水的固形物减少70%～98%.杜予民等[5]总结了壳聚糖及其衍生物作为吸附剂、絮凝剂在印染废水中的应用,阐明小粒径、高脱乙酰度及珠状壳聚糖及其衍生物在低温、低pH值下对染料的吸附效果较好;脱乙酰度大的水溶性壳聚糖及其衍生物对染料的絮凝效果较好,其絮凝机理主要是电荷中和以及分子架桥作用.1.3微生物絮凝剂微生物絮