水处理混凝剂地研究综述

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1、水处理混凝剂研究综述摘要：综述了历年来各国对混凝剂的研究和应用开发历史,详述了几种主要类型的水处理混凝剂的发现和应用过程，预计了水处理混凝剂的发展方向。为水处理混凝剂的多功能可持续发展提出了科学依据。关键词：混凝剂，水处理，发展现状，发展方向混凝剂的发展（1）铝系混凝剂氧化铝和明矾等铝盐都属于铝系混凝剂,它自古就被使用，也是应用最为广泛的一类混凝剂。这类混凝剂的主要作用机理是通过对水中胶体颗粒的压缩双电层作用、吸附架桥作用及沉淀物卷扫作用,使胶体颗粒脱稳,从而聚集、沉降。19世纪末美国最先将铝系混凝剂用于水处理,之后因其卓越的混凝沉降性能而被广泛采用,现在，世界

2、上大多数废水处理仍使用铝系混凝剂。尽管铝盐被广泛使用,但铝是一种对人体有害的物质，它进人体后,会在一些机体组织中积蓄,将体内必需的营养元素和微量元素沉积，无法吸收，影响生理功能,导致人体出现诸如铝性脑病、铝性贫血等中毒病症。世界卫生组织对铝的限值标准是012mg/L,而我国也在2000年暂行水质目标中,增加了铝的标准值为012mg/L。外,铝盐的pH值范围窄,因而影响了城市供水管网电化学腐蚀问题的解决。为解决这一问题,铝系高分子混凝剂应运而生。铝系混凝剂有很多，例如聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)等高分子铝盐,以及含铝复合型混凝剂,如聚硫酸氯化铝、聚磷

3、酸氯化铝等。而聚合氯化铝(PAC)是最常用的铝系高分子混凝剂，20世纪60年代，日本首先研制并投入实用。70年代中期以后,日本给水处理中PAC的使用超过了明矾。聚合氯化铝对高浊度、低浊度、高色度及低温水都有较好的混凝效果,PAC的效能在许多方面优于明矾等传统铝盐,其投加量小,絮凝体形成速度快且易沉淀,反应沉淀时间短,水温及pH的适应范围广,它的加入量不宜过多,否则也会使水发浑。PAC的生产方法较多,有中和法、凝胶法和热分解法等。（2）铁系混凝剂考虑到铝盐对身体的危害性，人们开始寻找一种一类可以替代铝盐的混凝剂，要替代品,20世纪30年代，人们发现了铁系混凝剂，这

4、种不仅安全无毒,可避免二次污染,而且还有混凝能力强、沉降快、水温和pH适应范围广、价格便宜等特点。尤其是在低温条件下,铁盐的混凝效果明显优于铝盐。但其腐蚀性强,对设备要求高,且铁盐混凝剂中的Fe3+与水中腐殖质等有机物可形成水溶性污染物,使自来水带色,所以要慎重选取。简单的铁盐主要是氯化铁、硫酸亚铁等。与铝盐类似,铁盐也从简单的低分子混凝剂向高分子混凝剂方向发展。聚合硫酸铁(PFS)由日本首先研制成功并投放市场,我国1983年以来也开展了PFS的研究。目前我国PFS的生产技术已达到了国外水平,且年产量达10万t,广泛用于净水处理和污水处理。PFS与聚胺、二烯丙基

5、二甲基氯化铵均聚物等阳离子聚合物、强无机氧化剂等,具有非常好的复合性能,复合后混凝剂对于低温低浊度水、高浊度水、市政污水、印染废水等均具有良好的处理性能。除PFS以外,还有聚磷酸铁(PFP),聚氯化铝铁(PAFC)、聚硫酸铝铁(PAFS)、聚硅酸铝铁(PSFA)、聚磷氯化铁(PPFC)、聚硫酸氯化铁(PASC)等复合型混凝剂。它们比PAC和PAF分子量大,混凝效果好,广泛用于石化厂、钢铁厂、煤矿和印染废水的处理。（3）聚硅酸类混凝剂　聚硅酸混凝剂是在20世纪30年代才开始应用的一种新型混凝剂，此类混凝剂在通常条件下组分带负电荷,属阴离子高分子混凝剂,其吸附架桥能

6、力增强,聚合度增大,处理效果强,形成的矾花大而易于沉降但这种混凝剂。但这种混凝剂在储存时易发生自聚反应,析出硅胶而失去混凝功能,只能现场制备,从而限制了聚硅酸的应用和推广。1989年,加拿大汉迪(Handy)化学公司首先研制成功了聚合硅酸铝(PASS),该混凝剂是一种碱式多核羟基硅酸硫酸铝复合物。目前PASS作为混凝剂已商品化。高宝玉等用共聚和复合两种方法研制了商用聚硅氯化铝(PASiC)。相同条件下与PAC相比,PASiC具有更大的颗粒粒径,但不同电荷的相互作用,电中和能力有所下降,研究表明,铝硅复合混凝剂具有优良的净水效果和较低的残留铝含量。（4）合成高分子

7、混凝剂自1960年以来,人工合成的有机高分子絮凝剂,已在水处理及污泥处置中得以广泛应用。根据所带电荷性质的不同,可分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型,水处理中使用较多的是前三类絮凝剂。阴离子型聚电解质主要是分子重复单元中包含—COOM(其中M为氢离子或金属离子)基团或—SO3H基团的水溶性聚合物,主要品种有部分水解的聚丙烯酰胺(包括聚丙烯酸钠)和聚磺基苯乙烯。其中以聚丙烯酰胺用得最多,其产量约占合成高分子絮凝剂生产总量的80%,它是一种线型高分子化合物,分子量在150～800万之间。非离子型聚电解质的主要品种是未水解的高分子聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯。“未水解

8、”是指在聚丙烯酰胺分子重