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1、混凝剂在水处理中的应用现状及进展1.前言随着我国经济的迅速发展,人口的增加,人民生活水平的逐步提高,工业化和城市化步伐的加快,用水量急剧增加,污水排放量也相应增加,加剧了淡水资源的短缺和水环境的污染,使地表水,尤其是城市河流水水质逐年变差,水质恶化失去了水源水的利用价值。为保证水资源的可持续利用,解决水环境污染问题,国内外在水处理方面做了大量工作,开发了多种水处理工艺,如生化法、离子交换法、吸附法、化学氧化法、电渗析法和污水生态处理技术等。与这些方法相比,混凝沉淀法以其处理效率高、经济、简便的特点成为世界各国普遍使用的一种水质处理技术。[1]
2、混凝剂的选择是该工艺的核心和关键部分,其性能决定水处理效果的好坏2.混凝剂种类及现状2.1无机混凝剂无机絮凝剂主要是依靠中和粒子上的电荷而凝聚,故常常被称为凝聚剂。其按金属盐种类可分为铝盐系和铁盐系,铝盐以硫酸铝、氯化铝为主,铁盐以氯化铁、硫酸铁为主;按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系。无机絮凝剂的研究与发展时间比较长,应用历史比较悠久,属于传统絮凝剂。目前无机高分子絮凝剂已形成阴离子型、阳离子型、无机复合型三种类型,并以其来源广、较经济、用法简单广泛应用于饮用水、工业水的净化处理以及地下水、废水淤泥的脱水处理等,在我国实际用量占絮凝剂总量的8
3、0%以上[2]。但铝系絮凝剂会产生二次污染,毒害水生生物、植物和微生物,通过事物链和饮用水,最终危害人类健康;铁系絮凝剂对金属有腐蚀性,使水有颜色,且高浓度的铁对人体健康和生态环境也有不利影响,聚合无机盐絮凝剂虽处理效果良好,但用量大,对环境有二次污染,这使无机絮凝剂的应用受到很大的限制2.1.1无机高分子混凝剂2.1.1.1聚合氯化铝聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂。六十年代，日本在制造与应用方面做了大量工作，有逐步取代硫酸铝的趋势。我国在1973年曾在成都召开全国新型混凝剂技术经验交流会，会上对聚合氯化铝的产品质量提出了要求，其中要求含氧化
4、铝(Al2O8)10%以上，碱化度为50—80%，不溶物1%以下等[3]。我国某些地区仍将聚合氯化铝称为碱式氯化铝[A1n(OH)mCl3n-m]，这是由于对它的基本化学式的不同理解而造成的。聚合氯化铝的化学式应表示为[Al2(OH)nC18-n]m，其中n可取1到5中间的任何整数，m为≤10的整数[6]。这个化学式实际指m个A12(OH)nCl6-n(称羟基氯化铝)单体的聚合物。聚合氯化铝中OH-与Al的比值对混凝效果有很大关系，一般可用碱化度B表示：，例如n=4时，碱化度。一般要求B为40～60%。 聚合氯化铝作为混凝剂处理水时，有下列优点
5、：(1)对污染严重或低浊度、高浊度、高色度的原水都可达到好的混凝效果。(2)水温低时，仍可保持稳定的混凝效果，因此在我国北方地区更适用。(3)矾花形成快；颗粒大而重，沉淀性能好，投药量—般比硫酸铝低。(4)适宜的pH值范围较宽，在5—9间，当过量投加时也不会像硫酸铝那样造成水浑浊的反效果。(5)其碱化度比其他铝盐、铁盐为高，因此药液对设备的侵蚀作用小，且处理后水的pH值和碱度下降较小。聚合氯化铝的性能a、聚合氯化铝作为水处理剂对各种水质适应性强，对于高浊度水混凝沉淀效果尤为显著。b、净化后的水质优于硫酸铝等无机混凝剂，净水成本与之相比低15-3
6、0%。絮凝体形成快，沉降速度快。c、含氧化铝高、投加量小，可降低制成水成本。d、源水PH值在5.0-9.0范围均可凝聚。e、腐蚀性小，操作条件好，溶解性优于硫酸铝。f、处理水中盐分较少，有利于离子交换处理和纯水制备。g、对源水温度的适应性优于硫酸铝等无机混凝剂，对低温水的处理效果也较好，最低析出温度为-18℃。[4]产品用途a、城市给水净化：河流水、水库水、地下水b、工业水净化。c、城市水处理。d、工业废水和废渣中有用物质的回收，促进洗煤废水中煤粉的沉降，淀粉制造中淀粉的回收。e、各种工业废水处理：印染废水、皮革废水、含氟废水、重金属废水、含油
7、废水、洗煤废水、矿山废水、酿造废水、冶金废水、肉类加工废水。f、污水处理。g、造纸施胶。h、糖液精制。i、铸造成型。j、布匹防皱。k、催化剂载体。l、医药精制。m、水泥速凝。n、化妆品原料。2.1.1.2聚合硫酸铁聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%（重量）的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。2.2有机混凝剂有机混凝剂主要依靠架桥作用使粒子沉降,故常常被称为助凝剂。根据化学成分,有机混凝剂大体可分为合成类有机高分子混凝剂和天然类有机高分子混
8、凝剂两大类。而天然类有机高分子混凝剂又经历了由简单的天然有机高分子混凝剂到天然改性有机高分子混凝剂的飞跃过程。2.3混凝剂的现状絮凝剂在给水与废水处理
