水处理絮凝剂的研究进展

·5·絮凝技术是目前国内外用来提高水质处理效率的一种既经济又简便的水处理技术。絮凝技术的关键问题之一是絮凝剂的选择。按化学成分絮凝剂可分为金属盐类和高分子絮凝剂两大类。金属盐类的品种较少,主要是铝、铁盐及其水解聚合物等低分子盐类。高分子絮凝剂包括无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂三大类。1金属盐类[1]金属盐类絮凝剂的作用机理主要是双电层吸附机理,它主要有两类:①铝盐常用的铝盐有硫酸铝Al2(SO4)3·18H2O和明矾Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O。②铁盐常用的铁盐有三氯化铁水合物FeCl3·6H2O和硫酸亚铁水合物FeSO4·7H2O和硫酸铁。金属盐类絮凝剂的优点是较经济、用法简单,但用量大,絮凝效果比高分子絮凝剂的絮凝效果低。这方面的技术已经成熟,在此不赘述。2高分子絮凝剂211无机高分子絮凝剂[2]无机低分子絮凝剂在水处理过程中存在较大的问题,而逐渐被无机高分子絮凝剂所取代。无机高分子絮凝剂是在60年代后期才在世界上发展起来的。其絮凝效果好价格相应较低,因而有逐步成为主流药剂的趋势。目前日本、俄罗斯、西欧生产此类药剂已达到工业化和规模化、流程控制自动化,且产品质量稳定,无机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝剂总产量的30%～60%。我国在无机絮凝剂方面的研究在60年代几乎与日本同时起步。近年来,研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂成为热点。无机高分子絮凝剂的品种在我国已逐步形成系列:阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等;阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PASS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。212有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比,具有用量少、絮凝速度快、受共存盐类、pH值及温度影响小、生成污泥量少、并且容易处理等优点,因而有着广阔的应用前景。目前使用的有机高分子絮凝剂主要有合成和改性高分子絮凝剂两种类型。21211合成的有机高分子絮凝剂在合成的有机高分子絮凝剂中,聚丙烯酰胺(PAM)的应用最多。在美国有机絮凝剂总销量最大的是PAM。聚丙烯酰胺有非离子型、阳离子型和阴离子型,它们的分子量均在(50～600)×104之间。由于这类絮凝剂存在着一定量的残余单体丙烯酰胺,不可避免地带来毒性,因而使其应用受到了限制。聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMA)及二甲基二烯丙基氯化铵-丙烯酰胺共聚物(DMDAAC-AM)属阳离子型高分子化合物,用于水处理能获得比目前较常用的无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂PAM更好的处理效果,可单独使用,也可与无机絮凝剂并用[3]。专论与综述水处理絮凝剂的研究进展INDUSTRIALWATER&WASTEWATERVol.32No.32001工业用水与废水张莉,李本高(中石化石油科学研究院水处理中心,北京100083)摘要:本文着重论述了水处理絮凝剂的发展历程和现状,并简要介绍了各类絮凝剂在各种水处理情况下的应用及其今后的发展方向。关键词:水处理;絮凝剂;高分子;微生物中图分类号:TU991122文献标识码:B文章编号:1009-2455(2001)03-0005-03收稿日期:2001-02-14·6·工业用水与废水INDUSTRIALWATER&WASTEWATERVol.32No.3200121212天然改性有机高分子絮凝剂[3]天然高分子絮凝剂的使用远小于合成的有机高分子絮凝剂,原因是其电荷密度较小,分子量较低,且易发生生物降解而失去其絮凝活性。而经改性后的天然有机高分子絮凝剂与合成的有机高分子絮凝剂相比,具有选择性大、无毒、价廉等显著特点。这类絮凝剂按其原料来源的不同,大体可分为淀粉衍生物、纤维素衍生物、植物胶改性产物、多糖类及蛋白质改性产物等。由于天然高分子物质具有分子量分布广、活性基团点多、结构多样化等特点,易于制成性能优良的絮凝剂,所以这类絮凝剂的开发势头较大,国外已有不少商品化产品。我国天然高分子资源较为丰富,但相对而言,我国在这方面研究还开展得较少。①淀粉衍生物淀粉是由许多脱水葡萄糖单元经糖苷键连接而成的物质,每个脱水葡萄糖单元的2,3,6三个位置上各有一个醇羟基,因此淀粉分子中存在着大量可以反应的基团,淀粉衍生物是通过其分子中葡萄糖单元上羟基与某些化学试剂在一定条件下反应而制得的。曹炳明等人用木薯粉为原料研制的CS-1型阳离子絮凝剂,用于污水处理厂二级污水的处理,可缩短泥水分离的絮凝沉降过程,提高