无机高分子絮凝剂的研究现状及在废水处理中的应用

Ｑ：业　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｈｅｒａｌｄ　资源与环境　无机高分子絮凝剂的研究现状及在废水处理中的应用　姚实　（长江大学化学与环境工程学院４３４０２３）　摘要：无机高分子絮凝剂的研究，开发和应用在最近十几年来受到了国内外水处理界的广泛重视。将目前已开发出的无机高分子絮　凝剂分为聚合铝、聚合铁、聚合硅酸和复合型无机高分子四大类，在简要概述了不同类型无机高分子絮凝剂机理及其在废水处理中的应　用，最后提出了絮凝剂的研究思路和方向。　关键词：絮凝剂废水处理应用　中图分类号：　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７３　０５３４（２００７）０３（ｂ）一０１２３－０１　在世界众多水处理工艺中，絮凝过程是　种应用最广泛最普遍的单元操作，也是废　水处理过程中不可缺少的关键环节。絮凝剂　一（３）具有较强的去除水中ＢＯＤ、ＣＯＤ及重金　属离子的能力，并且有脱色、脱臭、脱水、　脱油等功效，残留的铁离子少；（４）投药　子絮凝剂和合成有机高分子絮凝剂将成为一　种趋势。研制新型、高效、安全、经济的　絮凝剂是絮凝剂生产发展的必然方向。经过　可以降低原水的浊度，色度等感观指标，去除　量少，效率高，成本低。在相同条件下比　絮凝剂无害处理后的水可以回用，当前国内　多种高分子有机物，某些重金属和放射性物　使用聚铝降低药费２０％以上。　每年工业用水、城市给水、污水处理需求絮　质，它可以自成的处理系统，又可以与其　凝剂百万吨，研究絮凝剂对国民生产具有重　它处理单元过程进行组合，作为预处理、中间　３聚合硅酸　大的现实意义。　处理和最终处理过程，而且还常用于污泥脱　造纸工业废水中含有大量的细小纤维和　水前的浓缩过程，以改善污泥的脱水性能。选　其它细小颗粒等无机有机杂质，这些杂质在　参考文献　择何种絮凝剂、对于提高出水水质、降低制水　废水中造成了很高的浊度和色度，使废水中　【１】徐国想，阮复昌．铁系和铝系无机絮凝荆的　成本有着重要意义，对国民生产、生活起着重　的ＣＯＤ、ＢＯＤ、色度污染负荷大，Ｂ０Ｄ／　性能分析…．重庆环境科学，２００１，（３）：５２　要影响。目前，无机高分子絮凝剂在日本、西　ＣＯＤ值较小（一般为ｌ／３左右），难以直　５５．７２．　欧、美国、俄罗斯和我国等国家地区都有一定　接进行生物降解，利用絮凝技术，特别是利　【２】林齐韦等．聚合硫酸铁的开发与应用…．工　规模的工业化生产，产品质量也较稳定，而在　用近年来开发的新型无机高分子絮凝剂一一　业水处理，ｌ９９４，ｌ４（２）：９一ｌ２．　我国絮凝剂市场上，无机高分子絮凝剂的用　聚合硅酸金属盐絮凝剂在造纸工业废水处理　【３】孙剑辉，徐毅．聚硅酸盐类絮凝剂的研究进　量则占八成以上，它研制和应用正在成为热　中发挥了很大的作用。聚硅酸是用中和法由　展【Ｊ】．工业水处理，２０００，（３）：４—７．　点。　硅酸钠在加酸条件下水解、聚合反应到一定　【４】万鹰昕，程鸿德．无机高分子絮凝剂絮凝机　无机高分子絮凝剂传统上可分为聚合　程度的中间产物。由于聚合硅酸金属盐絮凝　制的研究进展【ＪＪ．矿物岩石地球化学通报，　铝、聚合铁、聚合硅酸以及复合型无机高分子　剂具有硅酸的阴离子性和金属离子的阳离子　２００１，（１）：６２—６５．　絮凝剂四大类，他们各有特点。　性，以及阴阳粒子之间的协同效应，通过静　【５】任朝华，张光华．无机复合絮凝剂在造纸废　电中和、吸附架桥以及网捕等作用机理，将　水处理中的应用与发展【Ｊ】．中国造纸报，　１聚合铝　造纸工业废水中的各种杂质大部分絮凝分　２００４，１９（１）：ｌ９４—１９７．　聚合铝包括聚合氯化铝和聚合硫酸铝。　离，使处理的废水达到一定的预处理要求　【６】王化鹏，葛中巧．南都学坛（自然科学版）．　聚合铝实际上是一种多铝多羟基络合物，它是　［５Ｉ。　２０００，２０（３）：５８—６０．　在一定条件控制下铝盐的水解一聚合一沉淀　【７】王毅力等．硼泥复合型混凝剂处理乳胶废　过程的中间产物。水处理中聚合铝的混凝作　４复合型无机高分子絮凝剂　水的研究…．环境保护，１９９７，３：Ｌ５一ｌ６，　用机理是：以其水解产物对水中颗粒或胶体　复合型无机高分子絮凝剂可以进一步提　２９．　污染物进行电中和和脱稳，吸附架桥或粘附　高絮凝剂的净水能力，改进产品的质量。　【８】朱桂菊．以硼泥和酸洗废液生成复合型水　卷扫而生成粗颗粒絮凝体再加以分离去除。　聚合氯化铝铁（ＰＡＦＣ）是铝铁的复合　处理剂【Ｊ】．环境工程，ｌ９９２，１０（６）：５７．　对混凝过程中起主要作用的因素是药剂投加　产物，它兼具了铝盐和铁盐两类絮凝剂的特　量、ｐ　Ｈ值和颗粒表面积浓度等参数。　性，如形成絮凝体速度快，絮凝体大，沉降快，　聚合铝…，特别是聚合氯化铝（ＰＡ　Ｃ），　过滤性强等，适用于宽ｐＨ值的污水处理，其　是一种优良的无机高分子絮凝剂。聚合氯化　除浊效果和絮体沉降性能优于聚铝。王化鹏　铝较硫酸铝、硫酸亚铁、三氯化铁等净水剂具　【６】采用工业固体废弃物工业铝灰和硫铁矿渣　有用量少、效率高、絮凝体大、沉降快、净水　为原料合成了ＰＡＦＣ，也可利用煤矿石、铁矿　性能好等优点。经ＰＡＣ处理前后水的ｐＨ值　石或高铁、钛煤系高岭岩为原料制得　变化小，对水处理设备腐蚀小，因而适用范围　ＰＡＦＣ。　广。将聚合铝用于高浊度水、低温浊度水、有　硼泥复合型絮凝剂是一种含有水溶性的　色水和工业污水，都能得到良好的絮凝效果。　镁、铁、铝、硅、硼、钙等无机酸盐高分子絮　缺点是ＰＡＣ生产受原料，成分复杂，生　凝剂，由于不含有对人体有毒的化学成分，可　产过程长，反应条件不易控制，很难得到聚合　以作为水处理剂的原料加以利用。以硼泥和　度相同的产品，价格也较贵。　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，达到变害为利的目　２聚合铁　的。　铁系无机高分子絮凝剂…主要有聚合硫酸　铁和聚合氯化铁，其中聚合硫酸铁（ＰＦＳ）是　５结语　主要的品种，它具有以下突出特点：（１）具有优　目前，絮凝剂研究正朝着以废制废、变　良的凝聚性能，絮凝体成形速度快，密集且质　废为宝，利用工业废水或矿渣来制取絮凝　量大，沉降速度快，尤其对低温低浊度水有优　剂，同时用其处理废水，使资源优化的思路　良的处理效果；（２）其适用的水体ｐＨ值范围广，　逐步展开。伴随着微生物絮凝剂的深入研　ｐＨ在４一ｌｌ范围内均能形成稳定的絮凝体；　究，微生物絮凝剂取代部分传统的无机高分　科技咨询导报Ｓｃｉｅｎｃｅ　ｅｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ　Ｈｅｒａｌｄ　１２３