絮凝劑在污水處理中的作用

絮凝劑按照其化學(xué)成分總體可分為無(wú)機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑兩類(lèi)。其中無(wú)機(jī)絮凝劑又包括無(wú)機(jī)凝聚劑和無(wú)機(jī)高分子絮凝劑；有機(jī)絮凝劑又包括合成有機(jī)高分子絮凝劑、天然有機(jī)高分子絮凝劑和微生物絮凝劑?；炷侵杆心z體顆粒及微小懸浮物的聚集過(guò)程，在混凝過(guò)程中能起絮凝和凝聚的作用物質(zhì)稱(chēng)為混凝劑?；炷齽┲饕糜谏铒嬘盟膬艋凸I(yè)廢水，特殊水質(zhì)的處理（如含油污水，印染造紙污水、冶煉污水，含放射性特質(zhì)，含Pb,Cr等毒性重金屬和含F(xiàn)污水等）?；炷齽┲饕糜谏铒嬘盟膬艋凸I(yè)廢水，特殊水質(zhì)的處理（如含油污水，印染造紙污水、冶煉污水，含放射性特質(zhì)，含Pb,Cr等毒性重金屬和含F(xiàn)污水等）。此外在精密鑄造、石油鉆探、制革、冶金造紙等方面也有廣泛用途。市場(chǎng)上絮凝劑的品種繁多，從低分子到高分子，從單一型到復(fù)合型，總的趨勢(shì)是向廉價(jià)實(shí)用、無(wú)毒高效的方向發(fā)展。無(wú)機(jī)絮凝劑價(jià)格便宜，但對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不利影響；有機(jī)高分子絮凝劑雖然用量少，浮渣產(chǎn)量少，絮凝能力強(qiáng)，絮體容易分離，除油及除懸浮物效果好，但這類(lèi)高聚物的殘余單體具有“三致”效應(yīng)(致崎、致癌、致突變)，因而使其應(yīng)用范圍受到限制；微生物絮凝劑因不存在二次污染，使用方便，應(yīng)用前景誘人。微生物絮凝劑將可能在未來(lái)取代或部分取代傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑。微生物絮凝劑的研制和應(yīng)用方興未艾，其特性和優(yōu)勢(shì)為水處理技術(shù)的發(fā)展展示了一個(gè)廣闊的前景。無(wú)機(jī)絮凝劑的品種有哪些？無(wú)機(jī)絮凝劑包括硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵等，其中硫酸鋁最早是由美國(guó)開(kāi)發(fā)的，并一直沿用至今的一種重要的無(wú)機(jī)絮凝劑。常用的鋁鹽有硫酸鋁AL2(SO4)3.18H2O和明礬AL2(SO4)3.K2SO4.24H2O，另一類(lèi)是鐵鹽有三氯化鐵水合物FeCL3.6H2O.硫酸亞鐵水合物FeSO4.7H2O和硫酸鐵。簡(jiǎn)單的無(wú)機(jī)聚合物絮凝劑，這類(lèi)無(wú)機(jī)聚合物絮凝劑主要是鋁鹽和鐵鹽的聚合物。如聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、聚合氯化鐵(PFC)以及聚合硫酸鐵(PFS)等。無(wú)機(jī)聚合物絮凝劑之所以比其它無(wú)機(jī)絮凝劑效果好，其根本原因在于它能提供大量的絡(luò)合離子，且能夠強(qiáng)烈吸附膠體微粒，通過(guò)吸附、橋架、交聯(lián)作用，從而使膠體凝聚。同時(shí)還發(fā)生物理化學(xué)變化，中和膠體微粒及懸浮物表面的電荷，降低了δ電位，使膠體微粒由原來(lái)的相斥變?yōu)橄辔?，破壞了膠團(tuán)穩(wěn)定性，使膠體微粒相互碰撞，從而形成絮狀混凝沉淀，沉淀的表面積可達(dá)(200～1000)m2/g，極具吸附能力。有機(jī)高分子絮凝劑：無(wú)機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)是比較經(jīng)濟(jì)、用法簡(jiǎn)單;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蝕性強(qiáng)的缺點(diǎn)。有機(jī)高分子絮凝劑是20世紀(jì)60年代后期才發(fā)展起來(lái)的一類(lèi)新型廢水處理劑。與傳統(tǒng)絮凝劑相比，它能成倍的提高效能，且價(jià)格較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢(shì)。加上產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，有機(jī)聚合類(lèi)絮凝劑的生產(chǎn)已占絮凝劑總產(chǎn)量30%～60%。某些天然的高分子有機(jī)物例如含羧基較多的多聚糖和含磷酸基較多的淀粉都有絮凝性能。用化學(xué)方法在大分子中引入活性基團(tuán)可提高這種性能，如將一種天然多糖進(jìn)行醚化反應(yīng)引入羧基、酰胺基等活性基團(tuán)后，絮凝性能較好，可加速蔗汁沉降。將天然的高分子物質(zhì)如淀粉、纖維素、殼聚糖等與丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚，聚合物有良好的絮凝性能，或兼有某些特殊的性能。國(guó)內(nèi)研制的一些產(chǎn)品，主要應(yīng)用于污水處理和污泥脫水。由于大多數(shù)有機(jī)高分子絮凝劑本身或其水解、降解產(chǎn)物有毒，且合成用丙烯酰胺單體有毒，能麻醉人的中樞神經(jīng)，應(yīng)用領(lǐng)域受到一定限制，迫使絮凝劑向廉價(jià)實(shí)用、無(wú)毒高效的方向發(fā)展。品種分類(lèi)：有機(jī)絮凝劑有不少品種。它們都是含有大量活性基團(tuán)的高分子有機(jī)物，主要有三大類(lèi)：1、以天然的高分子有機(jī)物為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)化學(xué)處理增加它的活性基團(tuán)含量而制成。2、用現(xiàn)代的有機(jī)化工方法合成的聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品。3、用天然原料和聚丙烯酰胺接枝(或共聚)制成。有機(jī)高分子絮凝劑有天然高分子和合成高分子兩大類(lèi)。從化學(xué)結(jié)構(gòu)上可以分為以下3種類(lèi)型：(1)聚胺型-低分子量陽(yáng)離子型電解質(zhì)；(2)季銨型-分子量變化范圍大，并具有較高的陽(yáng)離子性；(3)丙烯酰胺的共聚物-分子量較高，可以幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)、幾千萬(wàn)，均以乳狀或粉狀的劑型出售，使用上較不方便，但絮凝性能好。根據(jù)含有不同的官能團(tuán)離解后粒子的帶電情況可以分為陽(yáng)離子型、陰離子型、非離子型3大類(lèi)。有機(jī)高分子絮凝劑大分子中可以帶-COO-、-NH-、-SO3、-OH等親水基團(tuán)，具有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)。因其活性基團(tuán)多，分子量高，具有用量少，浮渣產(chǎn)量少，絮凝能力強(qiáng)，絮體容易分離，除油及除懸浮物效果好等特點(diǎn)，在處理煉油廢水上有不錯(cuò)的效果。聚丙烯酰胺在國(guó)內(nèi)水處理中使用最廣泛的絮凝劑，是合成的聚丙烯酰胺系列產(chǎn)品，主要分為陰離子型，陽(yáng)離子型，非離子型和兩性離子型。聚丙烯酰胺(polyacrylamide)，常簡(jiǎn)寫(xiě)為PAM(過(guò)去亦有簡(jiǎn)寫(xiě)為PHP）水處理使用的各種PAM，實(shí)質(zhì)上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸鈉經(jīng)過(guò)共聚反應(yīng)生成的高分子產(chǎn)物，有一系列的產(chǎn)品。聚丙烯酰胺按分子量的大小可分為超高相對(duì)分子量聚丙烯酰胺、高相對(duì)分子量聚丙烯酰胺、中相對(duì)分子量聚丙烯酰胺和低相對(duì)分子量聚丙烯酰胺。超高相對(duì)分子量聚丙烯酰胺主要用于油田的三次采油，高相對(duì)分子量聚丙烯酰胺主要用做絮凝劑，中相對(duì)分子量聚丙烯酰胺主要用做紙張的干強(qiáng)劑，低相對(duì)分子量聚丙烯酰胺主要用做分散劑。聚丙烯酰胺屬于高分子聚合物。專(zhuān)業(yè)針對(duì)各種難以處理的廢水的處理以及污泥脫水的處理。(污泥脫水一般采用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺)在市政污水以及造紙印染行業(yè)的污泥處理中，應(yīng)用廣泛。丙烯酰胺的分子式為：CH2=CH－CONH2丙烯酸鈉的分子式為：CH2=CH－COONa非離子型有機(jī)高分子絮凝劑，非離子型有機(jī)高分子絮凝劑主要是聚丙烯酰胺。它由丙烯酰胺聚合而得。陰離子型有機(jī)高分子絮凝劑聚丙烯酸、聚丙烯酸鈉、聚丙烯酸鈣以及聚丙烯酰胺的加堿水解物等聚合物。苯乙烯磺酸鹽、木質(zhì)磺酸鹽、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。陽(yáng)離子型有機(jī)高分子絮凝劑季銨化的聚丙烯酰胺陽(yáng)離子均是將-NH2經(jīng)過(guò)羥甲基化和季銨化而得，可以分為聚丙烯酰胺陽(yáng)離子化和陽(yáng)離子化丙烯酰胺聚合。聚丙烯酰胺(PAM)先與甲醛水溶液反應(yīng)，酰胺基部分羥甲基化，其次與仲胺反應(yīng)進(jìn)行烷胺基化，然后與鹽酸或胺基化試劑反應(yīng)使叔胺季銨化。在堿性條件下，先由丙烯酰胺與甲醛水溶液反應(yīng)，然后與二甲胺反應(yīng)，冷卻后加鹽酸季銨化。產(chǎn)物經(jīng)蒸發(fā)濃縮、過(guò)濾，得季銨化丙烯酰胺單體。聚丙烯酰胺的陽(yáng)離子衍生物這類(lèi)產(chǎn)品多是由丙烯酰胺與陽(yáng)離子單體共聚合得到的。兩性聚丙烯酰胺聚合物以部分水解聚丙烯酰胺加入適量甲醛