聚铁和聚铝类絮凝剂的改性及在废水处理中的应用研究进展

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1、万方数据第36卷第9期102010年9月水处理技术TECHNOloGYOFWATERTREATMENTV01．36No．9Sep．，2010聚铁和聚铝类絮凝剂的改性及在废水处理中的应用研究进展张振花，何玉风，张侠，晏得珍，刘世磊，张玲，王荣民(生态环境相关高分子材料教育部重点实验室，甘肃省高分子材料重点实验室，西北师范大学化学化工学院，甘肃兰州730070)摘要：作为废水处理中常用的一类重要的水处理剂，絮凝剂的高分子化是一个重要发展趋势。其中，无机高分子因其成本低、应用广泛而受到关注．本文在对无机高分子絮凝剂的主要类型和特点进行简单介

2、绍的基础上，对近年来聚铁和聚铝类无机高分子絮凝剂的最新研究进展做了详细综述，包括絮凝剂的改性，如无机改性、有机改性、微生物改性，以及它们在印染废水，造纸废水、淀粉废水等处理中的应用。指出了它们的发展前景，即高效，廉价、环保是新型絮凝剂研制的目标．关键词：聚铁絮凝剂；无机高分子絮凝剂；改性；废水处理中圈分类号lTQ314．23；X703．1文献标识码：A文章编号：1000．3770(2010)09mOl0．006随着社会的迅速发展，水资源匮乏和水环境污染已成为全球所面临的重大环境危机之一。如何更好地改善水质恶化和污染，是水处理技术领域面

3、临的重要问题。絮凝剂是使溶液中的溶质、胶体或悬浮物颗粒产生絮状沉淀的物质，在固液分离和水处理中，可提高微细固体物的沉降和过滤效果，被广泛应用于化工、环保等领域。无机高分子絮凝剂不仅具有低分子絮凝剂的特征，而且具有多核络离子结构、电中和能力强、吸附架桥作用明显、沉降快、用量少，抗腐蚀及在低温和广泛pH范围内具有高效的絮凝性能被广泛应用于水处理中。有机高分子絮凝剂虽用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体易分离，除油及除悬浮物效果好，但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致崎、致癌、致突变)，因而使其应用范围受到限制。微生物絮凝剂因不存在二

4、次污染，使用方便，应用前景诱人，是未来发展的主要方向，但在过高或过低环境温度下性能很差甚至失活。因此，无机高分子絮凝剂因其成本低、应用广泛而受到关注。目前，常用的无机高分子絮凝剂主要为聚铝和聚铁类II-31。聚铝絮凝剂的使用会给环境带来二次污染，对人体健康有不良影响。聚铁絮凝剂具有安全无害、絮凝速度快、形成的絮体脱水性好、杂质去除率高等优点，既可用于废水处理，又可用于饮用水净化，因此，铁系絮凝剂已成为新的研究热点。l无机高分子絮凝剂的主要类型无机高分子絮凝剂包括：聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)、聚合硫

5、酸铝(PAS)、聚合氯化铝(PAC)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硅酸盐等。1．1聚合硫酸铁PFS是以硫酸亚铁、硫酸铁或钢铁酸洗废液为原料，经氧化、水解、聚合等步骤制得。Zouboulis等i4l在制备高正电荷预聚合的PFS时发现，OH／Fe的量比对样品的稳定性有影响；聚合过程中OH／Fe的量比、碱滴加速率、时间、温度对PFS的性能影响很大。在中性pH范围，絮凝剂用量小于35mg·L-i和一定的有机物初始浓度下，处理高岭土悬浊液和生物预处理后的市政废水中磷酸盐离子时，与其它非聚合的絮凝剂相比表现出高的絮凝效率，且稳定性收稿日期：2009

6、—12-03基金项目：廿肃省自然科学基金项目(3ZS061．A25-036)；甘肃省教育厅基金项目(0501B．14)作者简介：张振花(1985--)，女，硕士研究生，研究方向为环境化学联系作者：何玉风，教授；联系电话：0931·7970358：E-maihheyufeng@Ilwnu．edu．gn万方数据张振花等，聚铁和聚铝类絮凝剂的改性及在废水处理中的应用研究进展一一一J1可达6个月。Shi等[51研究了FeCl3和PFS2种絮凝剂在水处理中的腐蚀行为，发现高分子PFS比小分子FeCI，腐蚀度小，腐蚀机理主要以均匀腐蚀为主。1．2

7、聚合氯化铁PFC具有用量少、沉淀速度快、去除率高、无生物毒性等优点，但由于稳定性不高，影响了其大规模使用。可以采用共聚法合成PFC絮凝剂，其中，DH、碱化度及稳定剂对其除浊效果、稳定性有很大影响：与FeCI，和工业PFS相比，共聚PFC中的稳定剂可使Fe(III)的形态分布发生较大的变化，混凝的有效成分大幅度增加。通过电泳实验可测定不同投药量时凝聚颗粒的f电位，并可解释PFC的混凝机理。1．3聚合硫酸铝PAS的传统制备方法主要是酸法，即以铝土矿或高岭土为原料，过量硫酸分解，滤液经熟化、水解、聚合而得液体PAS。但此法由于反应体系pH过

8、低，造成聚合硫酸铝中羟基数目较小，盐基度不高，直接影响其混凝效果[61。张开仕等r刀以纯碱副产品石灰和铝质易拉罐废料制备了聚合硫酸铝，考察了原料配比、温度、时间、pH、稳定剂等凼素对PAS盐基度和混凝效果的影响，处理高浊