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| 絮凝剂的分类和性能 |
絮凝剂可分为无机盐类絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。无机盐类絮凝剂的品种较少,主要是铝盐、铁盐、水解聚合物等低分子盐类以及无机高分子等絮凝剂。有机高分子絮凝剂主要有合成的有机高分子絮凝剂和天然改性有机高分子絮凝剂。
一、无机盐类絮凝剂
1.1 无机低分子絮凝剂
无机低分子絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等,无机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单;但用量大、絮凝效果低,而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。
1.2 无机高分子絮凝剂
无机高分子絮凝剂是20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比,它能成倍的提高效能,且价格较低,因而有逐步成为主流药剂的趋势。
1.2.1 简单的无机聚合物絮凝剂
这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚合物。如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)等。
1.2.2 改性的单阳离子聚合絮凝剂
除常用的聚铝、聚铁外,还有聚活性硅胶及其改性品,如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)通过引入某些高电荷离子改性以提高电荷的中和能力;如聚硅酸硫酸铝(PASS)、聚硅酸絮凝剂(PSAA)等引入羟基、磷酸根等以增加配位的络合能力,从而改变絮凝效果。
1.2.3 多阳离子无机聚合絮凝剂
聚铝铁复合絮凝剂是含有聚铝、聚铁及氯根和硫酸根多核配位的复合性无机高分子絮凝剂,因兼有聚铝和聚铁的优良性能而日益受人关注。
聚合硫酸氯化铁铝[5](PAFCS)是其中之一,其有效铁铝含量(AL2O3+Fe2O3)大于22%,产品吸湿性强。研究表明:在聚合氯化铝的(PAC)的有效铝含量大于PAFCS有效铝铁含量的情况下,PAFCS在污水处理中有着比明矾更好的结果;在含油废水中及印染废水中PAFCS比PAC的效果均优,且脱色能力也强。絮凝物比重大、絮凝速度快、易过滤、出水率高,其原料均来源于工业废渣,成本较低,适合废水处理。
1.2.4 硼泥复合型絮凝剂
硼泥复合型絮凝剂是一种含有水溶性的镁、铁、铝等无机酸盐高分子的絮凝剂。硼泥的主要成分为含镁、铝、铁、硅、硼、钙的混合物,不含有对人体有毒的化学成分,可以作为废水处理剂的原料加以利用。以硼泥和酸洗废液为原料,既可减少废渣、废液的排放,又可利用废渣、废液达到变废为利的目的。
二、有机类絮凝剂
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,并且容易处理等特点,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天然改性的高分子絮凝剂和合成的高分子絮凝剂两类。
2.1 天然有机高分子絮凝剂
天然高分子絮凝剂的使用量远小于合成有机高分子絮凝剂,原因是其电荷密度小、分子量低、易于发生生物降解而失去絮凝活性。
2.1.1 淀粉衍生物
在众多天然改性高分子絮凝剂中,淀粉改性絮凝剂的研究开发尤为引人注目,因为淀粉来源广泛、价格低廉、且产物完全可以生物降解,在自然界中形成良好循环。值得注意的是近年来各类淀粉与丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸脂、丙烯腈等的枝接共聚反应的研究和产品开发应用已经广泛开展。它与聚丙烯酰胺相比具有稳定性强、适应范围广、絮凝能力强等特点。
2.1.2 木质素衍生物
木质素是存在于植物纤维素中的一种芳香族高分子化合物,是造纸浆过程中的一个主要成分。由于含有大量木质素造纸废液的大量排放,不仅严重污染了环境,而且造成了物质资源的极大浪费,因此,以木质素为基础原料制备包括处理剂在内的各种化工产品的研究日益引起人们的重视。
2.1.3 甲壳素衍生物
甲壳素是自然界中含量仅次于纤维素的第二大天然有机高分子化合物,是甲壳类动物(虾、蟹)、昆虫外骨骼的主要成分。甲壳素的研究在许多国家十分活跃,并取得了进展。
2.2 合成高分子絮凝剂
在合成高分子絮凝剂中,聚丙烯酰胺(PAM)的应用最为广泛。聚丙烯酰胺有非离子型、阳离子型和阴离子型三种,它们的相对分子量均在150万到800万之间。聚丙烯酰胺对悬浮于水质中的粒子产生吸附,使离子间产生交联,从而使其絮凝沉降。聚丙烯酰胺对废水处理有显著的效果,广泛应用于工业废水的处理,是一种重要的和使用较多的高分子絮凝剂。
2.3 水溶性两性高分子絮凝剂
水溶性两性高分子是指在高分子链节上同时含有正、负两种电荷基团的水溶性高分子,与仅含有一种电荷的水溶性阴离子或阳离子聚合物相比,它的性能较为独特。国内虽然对两性高分子絮凝剂的产品有报道,但仅限于实验室合成和对性能的初步研究。
三、微生物絮凝剂
微生物絮凝剂是80年代后期研究开发的第三类絮凝剂,微生物絮凝剂具有絮凝范围广、絮凝活性高、安全、无害、无污染、脱色效果独特等特点,加上絮凝剂产生菌的种类多、生长快、易于实现工业化,微生物絮凝剂的研究正成为当今世界絮凝剂方面研究的重要课题。 |
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