絮凝剂的应用现状及发展趋势

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分子絮凝剂都已有相当规模的生产和应用。近几年，含有活性硅酸(聚合硅酸) 的多核无机高分子絮凝剂成为IPF研究的一个热点。这类IPF具有电性中和和吸附架桥作用特性，絮凝效果好，处理后水中残留铝及残留色度低，生产成本相对较低，因而引起水处理界的极大关注。

1.2 有机高分子絮凝剂

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、并且容易处理等优点，因而有着广阔的应用前景。按照化学成分的不同，有机絮凝剂可分为天然高分子絮凝剂和人工合成高分子絮凝剂；按照其所带电荷不同，可分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性型絮凝剂；按产品分类可分为水溶液型、干粉型和乳胶型三类。

1.2.1 天然改性高分子絮凝剂

这类絮凝剂按其原料来源的不同，大体可分为淀粉衍生物、纤维素衍生物、植物胶改性产物、多聚糖类及蛋白质类改性产物等。天然高分子物质具有分子量分布广、活性基团作用点多、结构多样化等特点，易于制成性能优良的絮凝剂，其来源广、价廉、可以再生且无毒,具有良好的开发前景。

1.2.2 合成有机高分子絮凝剂

合成有机高分子絮凝剂可分为阴离子、阳离子、非离子和两性四种类型。不同的絮凝剂有不同的使用围。阴离子型高分子絮凝剂用于去除重金属盐类及其水合氧化物，pH值适用围为中性或呈碱性；阳离子型可用来去除废水中的有机物，pH值适用围为中性至强酸性；非离子型可去除废水中的无机质颗粒或无机－有机质混

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合体系，pH值适用围较宽，不受pH值和金属离子的影响。

1.3 微生物絮凝剂

80年代后期，研究和开发出第三类絮凝剂，称为生物絮凝剂。该絮凝剂是利用生物技术，通过微生物发酵抽提、精制而得到的一种新型、高效、廉价的水处理剂。生物絮凝剂与普通絮凝剂相比，其优越性有：1). 易于固液分离，而且形成沉淀物少；2). 易被微生物降解，具有无毒、无害等安全性；3).无二次污染；4).适用性广；5).具有除浊和脱色性能

微生物絮凝劑被廣泛用于給水或污水處理。通過其電荷性質和高分子特性在液体介質中起電荷中和、架橋、网捕、吸附等作用,使膠体脫穩、絮凝、沉淀、固液分离。黃民生等人[18]從活性污泥中分离出能產生高絮凝活性物質的微生物,其產品的淨水效果良好,并可使絮凝劑的總用量大大減少。鄧述波等人[19]利用含有糖醛酸、中性糖和氨基糖的多糖絮凝劑處理河水,比使用海藻酸鈉、明膠等絮凝劑產生的絮團大、沉降快、上清液度低,且ＣＯＤ值小。華等人[20]從石化厂活性污泥中篩選出Ｊ-25菌株,利用葡萄糖、味精廢水母液等作為培養液,制備了微生物絮凝劑ＬＭＢＦ-25。該絮凝劑熱穩定性良好,對石化廢水有理想 的處理效果,并能改善污泥的沉降性能。

3 絮凝劑的發展趨勢和研究方向

近几十年來,絮凝劑的發展方向逐漸由無机向有机化、低分子向高分子化、單一型向复合型、合成型向天然微生物型轉化,絮凝劑產品也逐漸多樣化、專門化、

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環保化。但隨著水處理的日益复雜和技術的日益更新,對絮凝劑的要求也越來越高。從目前國內外水處理劑的現狀來看,在品种、性能、工藝方法以及成本等方面,都有待于進一步研究和發展。為此,今后的水處理研究開發工作必須從以下方面進行。

1 進一步開展研究絮凝机理

從產品的絮凝机理入手,在現有研究的基礎上,更加系統全面地開展研究,掌握其微觀結构和絮凝机理;并研究探索新型高效的水處理產品,以滿足日益擴大的市場需求。

2 絮凝品种多樣化、專門化

隨著工農業的快速發展,廢水處理的成分日益复雜,難度不斷加大,單一絮凝劑的不足日趨明顯,所以提高其絮凝效果的多樣化研究勢在必行,成為今后絮凝劑研究与應用的熱點。同時,因水質對絮凝效果影響很大,對水体的不同ｐＨ值圍、不同化學耗氧量,以及不同懸浮物、雜質种類,都應有最佳的絮凝劑。研制專一、高選擇性的絮凝劑,使其在對特定水質的處理效果突出,將會使水處理收效顯著。

3 加強絮凝處理工藝和工程的研究影響絮凝劑絮凝效果的因素很多。ｐＨ值、溫度、絮凝劑用法及用量等的不同都會影響其絮凝效果。因此,加強對絮凝處理工藝的研究,优化絮凝劑產品,將會為新型絮凝劑開發和提高處理效果創造良好條件。

4 增強環保意識,加強對無毒、新型天然改性高分子絮凝劑的研究隨著國際環保意識的增強,對水處理劑無毒、無二次污染的呼聲越來越高,人們的研究理念也逐漸由合成高分子絮凝劑向天然高分子絮凝劑轉變。天然改性高分子絮凝劑來源廣

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泛、价格低廉、無毒、無二次污染。因此,應擴大品种,研制多功能水處理劑,以滿足各种廢水處理的不同需求。

5 研究与開發微生物絮凝劑

微生物絮凝劑是一种新型可生物降解的水處理劑,其优良的絮凝沉降性能和綠色環保特點,為今后大規模應用打下良好基礎。我們相信隨著生物技術的發展,其成本將會大幅度下降,應用价值也必將逐年提高。 2 絮凝机理

絮凝作用是非常复杂的物理、化学过程。虽然已经做了许多研究，提出各种各样的理论、机理、模型，但到目前为止仍然存在若干问题尚待解决。在理论上看法也不一致，有待进一步探讨和完善。各种理论和模型之间的差异有可能长期存在下去。现在多数人认为絮凝作用机理是凝聚和絮凝两种作用过程。凝聚过程是胶体颗粒脱稳并形成细小的凝聚体的过程，而絮凝过程是所形成的细小的凝聚体在聚凝剂的桥连下生成大体积的絮凝物的过程。

2.1 静电中和

胶体粒子的表面一般带有负电荷，粒子间有静电斥力，使胶体分散系能长期保持稳定。若能减少或消除胶粒的表面电荷，使胶体间能发生碰撞，则因在短距离的德华引力，胶粒间即可发生凝聚作用。许多絮凝剂的水解产物带有正电荷，它与胶体之间由于所带电荷相反，因而会产生电性中和，减少或消除了粒子间的静电斥力，降低了ζ电位，使胶体脱稳而凝聚。胶体对异组分的吸附量过大会发生电性逆转，可能造成胶体的重新悬浮，所以絮凝剂的投加量应适宜，过小或过大都会影响絮凝效果。

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