無機(jī)高分子絮凝劑的應(yīng)用研究

無機(jī)高分子絮凝劑的應(yīng)用研究

【論文關(guān)鍵詞】：絮凝劑;廢水處理;應(yīng)用

【論文摘要】：無機(jī)高分子絮凝劑的研究、開發(fā)和應(yīng)用在最近十幾年來受到了國內(nèi)外水處理界的廣泛重視。將目前已開發(fā)出的無機(jī)高分子絮凝劑分為聚合鋁、聚合鐵、聚合硅酸和復(fù)合型無機(jī)高分子四大類,在簡要概述了不同類型無機(jī)高分子絮凝劑機(jī)理及其在廢水處理中的應(yīng)用,最后提出了絮凝劑的研究思路和方向。

目前，絮凝劑研究正朝著的以廢制廢、變廢為寶，利用工業(yè)廢水或礦渣來制取絮凝劑，同時(shí)用其處理廢水，使資源優(yōu)化的思路逐步展開。伴隨著微生物絮凝劑的深入研究，微生物絮凝劑取代部分傳統(tǒng)的無機(jī)高分子絮凝劑和合成有機(jī)高分子絮凝劑將成為一種趨勢。研制新型、高效、安全、經(jīng)濟(jì)的絮凝劑是絮凝劑生產(chǎn)發(fā)展的必然方向。經(jīng)過絮凝劑無害處理后的水可以回用，當(dāng)前國內(nèi)每年工業(yè)用水、城市給水、污水處理需求絮凝劑百萬噸，研究絮凝劑對國民生產(chǎn)具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

1.聚合鋁水處理領(lǐng)域應(yīng)用概況

在水處理工程領(lǐng)域中，聚合氯化鋁絮凝劑在國內(nèi)外的需求量日益激增，尤其在給水處理中已逐漸取代傳統(tǒng)的凝聚劑而成為主流絮凝劑。大量的應(yīng)用實(shí)踐證明，使用聚合氯化率替代傳統(tǒng)的鐵、鋁鹽混凝劑，可明顯提高水廠的凈化效能、降低處理成本、改善出水水質(zhì)。其主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在：

⑴優(yōu)良的凝聚除濁脫色和去除腐殖質(zhì)的效果及較廣泛的使用pH范圍

聚合氯化鋁不僅具有強(qiáng)烈的凝聚除濁效果，而且也具有明顯脫色及去除腐殖質(zhì)的效果。在相同處理?xiàng)l件下達(dá)到最佳絮凝作用，聚合鋁所需劑量比傳統(tǒng)鋁鹽要減少2/3之多。在相同劑量條件下，使用聚合鋁能夠獲得比傳統(tǒng)鋁鹽更低的殘余濁度，因而可以以較低劑量得到相同的處理結(jié)果。此外，聚合鋁使用的pH范圍比傳統(tǒng)鋁鹽要寬的多。

⑵良好的低溫混凝處理效能及沉降效能

一般在低溫水時(shí),傳統(tǒng)混凝劑的混凝除濁效能明顯降低并導(dǎo)致出水水質(zhì)惡化,而使用聚合鋁,無論是低溫還是常溫水,都能獲得較好的混凝除濁效果。此外,聚合鋁能夠明顯提高固液分離效率，改善沉降過濾及污泥脫水性能，從而縮短沉淀池的停留時(shí)間，增加產(chǎn)水量。另外，由于所生成絮凝體顆粒大而緊密，從而易于進(jìn)行過濾和污泥脫水。

⑶較低的殘留鋁含量

聚合鋁處理后水中的殘留鋁含量十分低，傳統(tǒng)硫酸鋁處理水中的殘留鋁含量一般為150~255μg/L，而聚合鋁處理水質(zhì)中的殘留鋁含量只有40~55μg/L。

⑷操作簡便

采用聚合鋁鹽處理時(shí)操作過程相對傳統(tǒng)的處理方法要簡便得多。

絮凝劑的具體應(yīng)用介紹

1無機(jī)高分子絮凝劑在印染廢水處理中的應(yīng)用

⑴聚鋁絮凝劑

堿式氯化鋁(PAC)是水處理中最常用的絮凝劑之一，在處理印染廢水中應(yīng)用最為廣泛。上海第一絲綢印染廠生化調(diào)節(jié)池中的印染廢水，是以活性染料為主，直接染料為輔，屬于高色度、高濃度廢水，蘇玉萍等[1]采用混凝法對此廢水進(jìn)行處理，當(dāng)PAC投加量為700～900mg/L，pH值控制在～時(shí)，脫色率可達(dá)93％，且PAC較其它絮凝劑所產(chǎn)生的礬花大、沉降速度快，另外，研究還發(fā)現(xiàn)對于以活性染料為主的印染廢水，PAC的投加量要比處理疏水性染料時(shí)的投加料要多。

⑵聚鐵類絮凝劑

鐵鹽絮凝劑脫色性能好，因此，鐵鹽絮凝劑常用于印染廢水的脫色。以硫酸亞鐵，硫酸，鋁鹽為基本原料，在硫酸介質(zhì)中以MnO2為催化劑，經(jīng)空氣氧化而得到的一種高聚合度無機(jī)高分子聚合硫酸鐵絮凝劑，對印染廢水進(jìn)行處理，廢水的脫色率達(dá)98％以上，COD去除率達(dá)75％以上，基本達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。杜仰民以無機(jī)鐵鹽，對不同類型印染廢水進(jìn)行絮凝脫色，印染廢水絮凝加助凝后，脫色率平均達(dá)94％，COD的去處率平均達(dá)％，處理后的印染廢水無色，透明，達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

⑶復(fù)合型絮凝劑

近年來，不少學(xué)者利用礦渣廢料研制復(fù)合絮凝劑，并用于處理印染廢水。用自制的硼泥復(fù)合混凝劑，對印染廢水進(jìn)行脫色實(shí)驗(yàn)，當(dāng)投加量為g/L時(shí)，其COD去除率達(dá)67％以上，脫色率和SS去除率均達(dá)98％以上，此法具有投藥量少、工藝簡單、效率高等優(yōu)點(diǎn)。

⑷聚硅酸鹽類絮凝劑

聚硅酸絮凝劑是一種應(yīng)用較早的絮凝劑，由于其穩(wěn)定性差，故應(yīng)用較少，在此基礎(chǔ)上，人們研制聚硅酸鹽絮凝劑，并用于廢水處理，取得了較好效果。

2有機(jī)合成高分子絮凝劑在印染廢水處理中的應(yīng)用

⑴聚胺類絮凝劑

陽離子型聚胺類絮凝劑是有機(jī)絮凝劑中價(jià)格較低的一種，在水處理中，有很大應(yīng)用價(jià)值。

⑵聚腈類絮凝劑

以聚丙烯腈為高分子鏈，用雙腈雙胺與聚丙烯腈大分子上的腈基改性，制得含有多種活性基團(tuán)的聚合物PAN-DCD，研究了PAN-DCD對活性染料、分散染料及酸性染料廢水的脫色效果，并初步探討了其脫色機(jī)理，對各種染色廢水脫色率均在80％以上。

⑶季胺鹽類絮凝劑

采用陽離子型高分子絮凝劑PDADMA(聚二甲基二烯丙基氯化銨)處理印染廢水，研究結(jié)果表明，PDADMA用于處理印染廢水具有投藥量少、污泥量少、效率高等優(yōu)點(diǎn)，處理效果明顯優(yōu)于無機(jī)絮凝劑。張雪馨等[21]針對活性染料含有磺酸基的特點(diǎn)，對雙腈胺-甲醛縮合物進(jìn)行改性，制得陽離子絮凝劑MG，處理親水性染料廢水，脫色率大于85％。

3天然高分子絮凝劑在印染廢水處理中的應(yīng)用

⑴淀粉衍生物絮凝劑

近年來淀粉類絮凝劑在印染廢水中應(yīng)用也非常廣泛。李旭祥等[23]用過硫酸銨為引發(fā)劑，使菱角粉與丙烯腈接枝共聚，制得的改性淀粉配以助凝劑堿式氯化鋁處理印染廢水，濁度去除率可以達(dá)到70％以上。

⑵木質(zhì)素衍生物絮凝劑

自70年代以來，國外已研究了以木質(zhì)素為原料合成季胺型陽離子表面活性劑，用其處理染料廢水獲得了良好的絮凝效果。我國利用造紙蒸煮廢液中木質(zhì)素合成了陽離子表面活性劑，處理印染廢水，結(jié)果表明，木質(zhì)素陽離子表面活性劑具有良好的絮凝性能，脫色率超過90％。以草漿黑液中提取木質(zhì)素，作為絮凝劑，并與氯化鋁、聚丙烯酰胺的效果進(jìn)行了比較，證實(shí)了木質(zhì)素處理印染廢水的優(yōu)越性。

⑶其它天然高分子絮凝劑

以天然資源為主要原料，經(jīng)物理、化學(xué)加工后制成兩性新型復(fù)合混凝脫色劑ASD-Ⅱ?qū)τ∪緩S的還原、硫化、納夫妥以及陽離子和活性染料的染色廢水進(jìn)行絮凝脫色實(shí)驗(yàn)，脫色率平均大于80％，最高達(dá)98％以上，COD去除率平均大于60％，最高達(dá)80％以上。張秋華等[32]采用研制的羧甲基殼聚糖絮凝劑處理毛巾廠的印染廢水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，羧甲基殼聚糖絮凝劑在廢水的脫色和COD的去除效果方面，都優(yōu)于常用的其它高分子絮凝劑。

參考文獻(xiàn)

[1]朱亦仁.環(huán)境污染治理技術(shù)，北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2002.

丁忠浩.有機(jī)廢水處理技術(shù)及應(yīng)用，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

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