水处理过程中化学絮凝的原理和应用
絮凝原理及应用PPT课件

目录
• 絮凝原理简介 • 絮凝动力学 • 絮凝剂的种类与选择 • 絮凝的应用 • 絮凝的未来发展与挑战
01
CATALOGUE
絮凝原理简介
絮凝定义
絮凝
是指胶体颗粒通过吸附、桥接和 网捕等作用,相互聚结成为大颗 粒絮体的过程。
絮凝剂
在一定条件下能产生大量高分子 聚合物,促使胶体颗粒凝聚成大 颗粒絮体的物质。
02
CATALOGUE
絮凝动力学
絮凝动力学方程
絮凝动力学方程是描述絮凝过程中粒子运动和相互作用的数学模型,通常表示为微 分方程或积分方程。
该方程描述了粒子在流体中的运动规律,包括自由运动和相互作用引起的相对运动 ,以及粒子浓度随时间的变化规律。
絮凝动力学方程的求解可以揭示絮凝过程中粒子的运动轨迹、速度分布、浓度分布 等重要信息,有助于深入理解絮凝机理。
印染废水处理
印染废水含有大量的染料 和悬浮物,絮凝技术可用 于处理印染废水,降低其 对环境的影响。
电镀废水处理
电镀废水含有大量的重金 属离子和悬浮物,絮凝技 术可用于处理电镀废水, 降低其对环境的影响。
饮用水处理
天然水处理
絮凝技术可用于天然水处理,去 除水中的悬浮物和溶解物,提高
水质。
井水处理
井水可能含有悬浮物和溶解物,絮 凝技术可用于井水处理,提高水质 。
动力学理论的应用
动力学理论在絮凝工艺设计和 优化中具有重要应用价值。
通过建立数学模型,可以模拟 不同条件下的絮凝过程,预测 絮凝效果,为实际生产提供参 考依据。
同时,动力学理论还可以指导 絮凝剂的研发和改进,提高絮 凝剂的性能和效果,推动絮凝 技术的发展和应用。
03
絮凝剂的工作原理

絮凝剂的工作原理综述:絮凝剂是一种常用的水处理药剂,用于处理水中的悬浮物、胶体物质和有机物等,以达到净化水质的目的。
絮凝剂通过改变水中微粒的电荷性质和形态,使其聚集成较大的团簇,从而便于后续的沉淀、过滤或浮选等处理操作。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理及其应用。
一、絮凝剂的分类根据其化学性质和处理效果,絮凝剂可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
1. 无机絮凝剂:无机絮凝剂主要包括铝盐、铁盐和硅酸盐等。
它们具有良好的絮凝效果和广泛的适用性。
常见的无机絮凝剂有氯化铝、硫酸铝、聚合氯化铝、硫酸亚铁等。
无机絮凝剂的絮凝机理主要是通过电荷中和和聚集作用来实现的。
2. 有机絮凝剂:有机絮凝剂是一类高分子化合物,具有较强的絮凝能力。
常见的有机絮凝剂有聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酰胺共聚物(PAC)、聚乙烯亚胺(PEI)等。
有机絮凝剂的絮凝机理主要是通过吸附、桥联和胶体稳定性改变来实现的。
二、絮凝剂的工作原理絮凝剂的工作原理可以分为物理作用和化学作用两个方面。
1. 物理作用:物理作用主要是指絮凝剂与水中微粒之间的力学相互作用。
絮凝剂在水中形成的高分子链或簇团可以通过以下方式促进微粒的聚集:(1)吸附作用:絮凝剂的高分子链或簇团能够吸附在微粒表面,形成带电的吸附层。
这些带电吸附层之间的排斥力会使微粒互相靠近。
(2)桥联作用:絮凝剂能够通过高分子链或簇团之间的桥联作用将微粒连接起来,形成较大的团簇。
(3)胶体稳定性改变:絮凝剂能够改变水中微粒的胶体稳定性,降低其稳定性,使其易于聚集。
2. 化学作用:化学作用主要是指絮凝剂与水中微粒之间的化学反应。
絮凝剂的化学作用可以通过以下方式促进微粒的聚集:(1)电荷中和:絮凝剂的带电吸附层能够中和微粒表面的电荷,使微粒失去静电排斥作用,从而促进微粒的聚集。
(2)络合作用:絮凝剂能够与水中的某些溶解物质或微粒表面的活性位点形成络合物,从而促进微粒的聚集。
三、絮凝剂的应用絮凝剂广泛应用于水处理、废水处理、矿山选矿、纸浆造纸等领域。
自来水厂的絮凝剂的原理

自来水厂的絮凝剂的原理
自来水厂的絮凝剂是用于水处理过程中的一种化学物质,主要用于净化水源中的悬浮物和浑浊物质。
其原理如下:
1. 聚合原理:絮凝剂中的化学物质(常见的有聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝等)在适当的条件下与水中的悬浮物和浑浊物质发生反应,形成絮凝物质。
这些絮凝物质由大量微小颗粒组成,能够吸附水中的杂质,使其聚集起来形成较大的颗粒,便于后续的沉淀和过滤。
2. 中和原理:絮凝剂中的化学物质具有电荷,可以与水中的杂质发生电荷反应,改变其表面电荷性质。
这种电荷反应使得杂质之间的静电排斥消失,导致杂质聚集形成絮凝物质。
3. 吸附原理:絮凝剂中的化学物质具有一定的吸附能力,能够吸附水中的有机物质、胶体颗粒等。
这种吸附作用使得絮凝物质生成并迅速聚集形成大颗粒,便于后续的处理过程。
总的来说,自来水厂的絮凝剂通过聚合、中和和吸附等原理,使水中的悬浮物和浑浊物质形成絮凝物质,便于后续的沉淀和过滤处理,以达到净化水质的效果。
絮凝剂的工作原理

絮凝剂的工作原理绪论:絮凝剂是一种常用的水处理药剂,广泛应用于各种工业和生活用水的处理中。
其主要作用是将水中的悬浮颗粒物或胶体物质聚集成较大的团块,以便于后续的沉淀或过滤处理。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理及其应用。
一、絮凝剂的分类根据其化学性质和工作原理,絮凝剂可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
无机絮凝剂主要包括铁盐类、铝盐类和硅酸盐类等,而有机絮凝剂则包括聚合物和有机高分子化合物等。
二、絮凝剂的工作原理絮凝剂的工作原理主要涉及两个方面,即电化学原理和凝聚原理。
1. 电化学原理当絮凝剂加入水中时,其分子或离子与水中的悬浮颗粒物或胶体物质发生作用。
无机絮凝剂中的铁盐类或铝盐类会与水中的阴离子或胶体物质发生化学反应,生成较大的絮凝物。
有机絮凝剂中的聚合物则通过静电作用吸附在悬浮颗粒物或胶体物质表面,形成带电的絮凝团块。
2. 凝聚原理絮凝剂中的聚合物或高分子化合物具有较高的分子量和极性基团,能够与水中的悬浮颗粒物或胶体物质发生物理吸附。
这种吸附作用会导致颗粒物之间的相互吸引力增强,从而使它们聚集成较大的团块。
此外,絮凝剂还可以改变水中颗粒物的表面电荷性质,促进颗粒物之间的碰撞和聚集。
三、絮凝剂的应用絮凝剂广泛应用于各个领域的水处理中,包括工业废水处理、饮用水净化、游泳池水处理等。
1. 工业废水处理工业生产过程中会产生大量的废水,其中含有各种悬浮颗粒物和胶体物质。
通过加入适量的絮凝剂,可以将这些颗粒物或胶体物质聚集成较大的团块,便于后续的沉淀或过滤处理。
这样可以有效减少废水中的悬浮物浓度,达到净化水质的目的。
2. 饮用水净化饮用水中常常含有一些微小的悬浮颗粒物和胶体物质,对人体健康有一定的影响。
在饮用水处理过程中,加入适量的絮凝剂能够将这些颗粒物或胶体物质聚集成较大的团块,从而提高水的透明度和清洁度。
3. 游泳池水处理游泳池水中常常含有大量的微生物、有机物和悬浮颗粒物等,容易引发水质污染和疾病传播。
絮凝剂的工作原理

絮凝剂的工作原理综述:絮凝剂是一种常用的水处理药剂,用于去除水中的悬浮物和浑浊物质。
它能够使细小的悬浮物颗粒聚集在一起,形成较大的团块,便于后续的沉淀或过滤处理。
絮凝剂的工作原理主要涉及化学凝聚、电化学凝聚和物理凝聚三个方面。
一、化学凝聚:化学凝聚是絮凝剂最常用的工作原理之一。
絮凝剂中的化学物质与水中的悬浮物发生反应,形成凝聚物。
常见的化学凝聚剂包括聚合铝氯化铝、聚合硫酸铁等。
这些化学物质能够与水中的悬浮物表面带电荷的颗粒相互作用,中和表面电荷,使颗粒之间发生吸引力,最终形成较大的凝聚物。
二、电化学凝聚:电化学凝聚是絮凝剂的另一种工作原理。
水中的悬浮物颗粒通常带有电荷,通过改变水中的电荷分布,可以使颗粒相互吸引,从而形成凝聚物。
电化学凝聚通常通过改变水中的pH值或添加具有电荷的化学物质来实现。
例如,当水中的pH值发生变化时,颗粒表面的电荷也会发生变化,从而改变颗粒之间的相互作用力。
三、物理凝聚:物理凝聚是絮凝剂的第三种工作原理。
物理凝聚主要通过改变水中的流态来实现。
絮凝剂能够改变水中的流速和流动方向,使悬浮物颗粒相互碰撞,从而形成较大的凝聚物。
物理凝聚常用于处理粒径较大的悬浮物,例如沙子、泥浆等。
絮凝剂的选择和使用:选择合适的絮凝剂需要考虑水质、悬浮物的性质和水处理的要求。
一般来说,化学凝聚常用于处理有机物质和胶体悬浊液,电化学凝聚常用于处理无机悬浊液,而物理凝聚常用于处理颗粒较大的悬浊液。
使用絮凝剂时,需要根据水质情况确定适当的投药剂量。
投药剂量过少可能无法达到预期的凝聚效果,而投药剂量过多则会浪费药剂和增加处理成本。
此外,还需要考虑絮凝剂的混合方式和混合时间,以确保药剂充分与水中的悬浊物发生反应。
絮凝剂的效果评价:评价絮凝剂的效果可以通过浊度、悬浮物去除率和沉淀速度等指标来进行。
浊度是衡量水中悬浊物含量的指标,可以通过浊度计进行实时监测。
悬浮物去除率是指絮凝剂处理后水中悬浊物的去除程度,可以通过实验室测试或现场监测来评估。
絮凝剂的概念

絮凝剂的概念絮凝剂是一种常用的化学制剂,广泛应用于各种水处理、制药、石油开采等工业领域。
本文将从以下几个方面介绍絮凝剂的概念及其作用原理。
一、絮凝剂的概念絮凝剂是指一种化学物质,能够在水中引起悬浮的固体或液体颗粒发生凝聚作用,形成更大的颗粒状物质,促进其沉淀或过滤分离。
一般而言,絮凝剂是一种高分子有机化合物或无机物,具有极强的吸附性和络合作用,能与水中的悬浮颗粒发生相互作用,从而使颗粒间发生结合,形成较大的凝聚体。
二、絮凝剂的作用原理絮凝剂的主要作用是通过改变水中悬浮颗粒的表面电荷状态,使其互相间发生吸附和相互作用,形成大小不等的颗粒状物质。
具体而言,絮凝剂在水中形成一层吸附层,将水中的悬浮颗粒包覆其中,并将其凝聚在一起。
同时,絮凝剂还能使水中具有相同电荷的颗粒彼此间发生强烈的斥力,进而形成更大的凝聚体。
三、絮凝剂的分类按用途分类,絮凝剂主要可分为水处理用絮凝剂、矿业用絮凝剂、石油开采用絮凝剂等几类。
按化学性质分类,絮凝剂主要可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和复合絮凝剂等几类。
其中,无机絮凝剂是指以铁、铝等化合物为主要成分的絮凝剂;有机絮凝剂是指以合成高分子化合物等有机物为主要成分的絮凝剂;复合絮凝剂则是指由两种或两种以上的化学物质混合而成的絮凝剂。
四、絮凝剂的应用领域絮凝剂的应用领域非常广泛。
在水处理中,絮凝剂被广泛应用于污水处理、饮用水处理等领域。
在矿业中,絮凝剂主要应用于选矿、浮选等领域。
在石油开采中,絮凝剂被广泛应用于油井压力维持、采出液固分离等领域。
综上所述,絮凝剂是一种非常重要的化学物质,主要用于水处理、矿业和石油开采等领域。
它通过形成吸附层、引起凝聚作用等机制,促进悬浮颗粒的沉淀或分离,从而达到净化液态环境、提高工业生产效率等目的。
絮凝沉淀的过程范文

絮凝沉淀的过程范文絮凝沉淀是指溶液中的悬浮物或胶体颗粒由于各种原因而聚集和沉淀过程。
这个过程是一种常见的物理化学现象,在很多领域中都有重要的应用,比如水处理、制药工业和环境科学等。
本文将详细介绍絮凝沉淀的过程以及其机理和应用。
絮凝沉淀的过程通常包括三个步骤:絮凝、沉淀和固液分离。
首先,絮凝是指由于加入其中一种化学物质或物理作用而使溶液中的小颗粒相互结合形成较大的颗粒,称为絮凝体。
絮凝体的形成通常是由于两个或多个小颗粒之间的吸引力较大,使得它们结合在一起。
此时,溶液会变得混浊,可见大颗粒悬浮在溶液中。
然后,沉淀发生,即絮凝体由于重力作用而下沉到容器的底部。
最后,通过固液分离将沉淀与上清液分离,从而得到纯净的溶液或者固体。
絮凝沉淀的机理可以分为物理和化学两个方面。
物理机理主要涉及颗粒之间的作用力,包括范德华力、静电吸引力和磁性吸引力等。
范德华力是绝大多数颗粒之间普遍存在的一种吸引力,它是由于颗粒表面的分子间相互作用导致的。
静电吸引力是由于颗粒表面的电荷差异而引起的吸引力。
当颗粒表面带有正电荷时,它们会吸引带有负电荷的颗粒,从而促进絮凝的发生。
磁性吸引力是利用磁场对带有磁性的颗粒施加力,促进颗粒之间的结合。
化学机制主要涉及化学反应和化学添加剂的作用。
例如,一些化学物质可以改变溶液的pH值,从而引起颗粒之间的沉淀反应。
此外,在絮凝过程中添加一些化学添加剂,比如聚合物、凝胶或金属离子等,也可以促进絮凝的发生。
絮凝沉淀在许多领域中都有广泛的应用。
在水处理中,絮凝沉淀被用于去除水中的悬浮物、胶体和其他杂质。
通过添加絮凝剂,可以使颗粒聚集成较大的团块,从而便于后续的过滤或沉降。
在制药工业中,絮凝沉淀被用于分离和纯化药物。
通过调节制药过程中的pH和温度等条件,可以控制絮凝沉淀的效果,从而实现药物的提纯。
此外,絮凝沉淀也被应用于环境科学中的重金属污染治理、废水处理和固体废弃物处理等领域。
总结起来,絮凝沉淀是一种物理化学过程,涉及悬浮物或胶体颗粒在溶液中的聚集和沉淀。
pac絮凝原理

pac絮凝原理PAC絮凝原理PAC(Polyaluminum Chloride),又称聚合氯化铝,是一种常用的絮凝剂。
絮凝是水处理过程中的一项重要工艺,通过絮凝可以将水中的悬浮物质和胶体物质聚集成较大的絮凝体,从而方便后续的沉淀和过滤操作。
PAC絮凝原理是指PAC在水中的作用机制。
PAC是一种无机高分子化合物,其化学结构中含有大量的铝、氧和氯元素。
当PAC加入水中时,由于其高度电离性,会迅速分解成一系列的铝聚合离子,如Al3+、Al(OH)2+、Al(OH)2+和Al(OH)4-等。
这些聚合离子能与水中的悬浮物质和胶体物质发生物理吸附和化学反应,从而实现絮凝的效果。
PAC絮凝原理主要包括以下几个方面:1. 电中和:PAC中的铝聚合离子具有正电荷,而水中的悬浮物质和胶体物质通常带有负电荷。
当PAC加入水中时,正负电荷之间会发生吸引作用,使得悬浮物质和胶体物质被聚集在一起,形成絮凝体。
2. 凝聚桥联:PAC中的铝聚合离子可以与水中的悬浮物质和胶体物质发生化学反应,形成凝聚桥联。
凝聚桥联是指铝离子与悬浮物质或胶体物质之间通过化学键相连,从而将它们聚集在一起形成絮凝体。
3. 捕捉作用:PAC中的铝离子可以通过吸引作用将水中的悬浮物质和胶体物质捕捉在其周围,形成絮凝体。
捕捉作用是指铝离子与悬浮物质或胶体物质之间的物理吸附作用,使得它们附着在一起。
PAC絮凝原理的应用范围广泛,适用于各种不同类型的水处理过程。
在自来水厂中,PAC常用于污水处理、饮用水净化和工业废水处理等领域。
PAC具有絮凝速度快、絮凝效果好、操作方便等优点,被广泛认可和应用。
然而,值得注意的是,PAC絮凝过程中的剂量和pH值等操作条件需要严格控制。
过高或过低的剂量都会影响絮凝效果,甚至产生副反应。
此外,不同水质的处理效果也会有所差异,需要根据具体情况进行调整和优化。
PAC絮凝原理是通过PAC分解出的铝聚合离子与水中的悬浮物质和胶体物质发生物理吸附和化学反应,形成絮凝体的过程。
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水处理过程中化学絮凝的原理和应用摘要:絮凝沉降(或浮上)进行固液分离的方法是目前水处理技术中重要的分离方法之一,采用水溶液高聚物为絮凝剂来处理工业废水、生活废水、工业给水、循环冷却水、民用水时,具有促进水质澄清,加快沉降污泥的过滤速度,减少泥渣数量和滤饼便于处置等优点[1]。
本文介绍了采用絮凝剂絮凝的原理、絮凝剂的分类、在生产生活中的应用以及研究进展。
关键词:絮凝剂原理应用共聚物衍生物一、化学絮凝原理絮凝剂的化学絮凝原理是假设粒子以明确的化学结构凝集,并由于彼此的化学反应造成胶质粒子的不稳定状态。
当发生凝结作用时,胶体粒子必失去稳定作用或发生电性中和,不稳定的胶体粒子再互相碰撞而形成较大的颗粒。
当加入絮凝剂时,它会离子化,并与离子表面形成价键。
为克服离子彼此间的排斥力,絮凝剂会由于搅拌及布朗运动而使得粒子间产生碰撞,当粒子逐渐接近时,氢键及范德华力促使粒子结成更大的颗粒。
碰撞一旦开始,粒子便经由不同的物理化学作用而开始凝集,较大颗粒粒子从水中分离而沉降[2]。
二、化学絮凝剂的简述在絮凝过程中用到的助剂称为絮凝剂。
絮凝剂有不少品种,其共通特点是能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结形成粗大的絮状团粒或团块。
化学絮凝剂简述如下。
1.无机絮凝剂1.1无机絮凝剂的分类和性质[3]无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类。
在传统的铝盐和铁盐的基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型的水处理剂,它的出现不仅降低了处理成本,而且提高了功效。
这类絮凝剂中存在多羟基络离子,以OH-为架桥形成多核络离子,从而变成了巨大的无机高分子化合物,无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好,其根本原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子,能够强烈吸附胶体微粒,通过粘附、架桥和交联作用,从而促使胶体凝聚。
同时还发生物理化学变化,中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷,降低了Zeta电位,使胶体粒子由原来的相斥变成相吸,破坏了胶团的稳定性,促使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,而且沉淀的表面积可达(200~1000)m2/g,极具吸附能力。
也就是说,聚合物既有吸附脱稳作用,又可发挥黏附、桥联以及卷扫絮凝作用。
1.2改性的单阳离子无机絮凝剂除常用的聚铝、聚铁外,还有聚活性硅胶及其改性品,如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。
改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力,引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力,从而改变絮凝效果,其可能的原因是[4]:某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布,或者是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。
近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂和复合型无机高分子絮凝剂[5]。
聚硅酸絮凝剂(PSAA)由于制备方法简便,原料来源广泛,成本低,对油田稠油采出水的处理具有更强的除油能力,故具有极大的开发价值及广泛的应用前景。
聚硅酸硫酸铁(PFSS)絮凝剂[6],发现高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。
将金属离子引到聚硅酸中,得到的混凝剂其平均分子质量高达2×105,有可能在水处理中部分取代有机合成高分子絮凝剂。
聚磷氯化铁(PPFC)中PO43-高价阴离子与Fe3+有较强的亲和力,对Fe3+的水解溶液有较大的影响,能够参与Fe3+的络合反应并能在铁原子之间架桥,形成多核络合物;对水中带负电的硅藻土胶体的电中和吸附架桥作用增强,同时由于PO43-的参与使矾花的体积、密度增加,絮凝效果提高。
聚磷氯化铝(PPAC)也是基于磷酸根对聚合铝(PAC)的强增聚作用,在聚合铝中引入适量的磷酸盐,通过磷酸根的增聚作用,使得PPAC产生了新一类高电荷的带磷酸根的多核中间络合物。
聚硅酸铁(PSF)[7]它不仅能很好地处理低温低浊水,而且比硫酸铁的絮凝效果有明显的优越性,如用量少,投料范围宽,矾花形成时间短且形态粗大易于沉降,可缩短水样在处理系统中的停留时间等,因而提高了系统的处理能力,对处理水的pH值基本无影响。
1.3改性的多阳离子无机絮凝剂聚合硫酸氯化铁铝(PAFCS)[8]在饮用水及污水处理中,有着比明矾更好的效果;在含油废水及印染废水中PAFCS比PAC的效果均优,且脱色能力也优;絮凝物比重大,絮凝速度快,易过滤,出水率高;其原料均来源于工业废渣,成本较低,适合工业水处理。
铝铁共聚复合絮凝剂也属这类产品,它的生产原料氯化铝和氯化铁均是廉价的传统无机絮凝剂,来源广,生产工艺简单,有利于开发应用。
铝盐和铁盐的共聚物不同于两种盐的混合物[9],它是一种更有效地综合了PAC和FeCl3的优点,增强了去浊效果的絮凝剂。
2.有机高分子絮凝剂[3]有机高分子絮凝剂出现于20世纪50年代,它们应用前途广阔,发展非常迅速。
已用于给水净化,水/油体系破乳,含油废水处理,废水再资源化及污泥脱水等方面;还可用作油田开发过程的泥浆处理剂,选择性堵水剂,注水增稠剂,纺织印染过程的柔软剂,静电防止剂及通用的杀菌、消毒剂等。
2.1有机高分子絮凝剂种类和性质有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。
从化学结构上可以分为以下3种类型:(1)聚胺型-低分子量阳离子型电解质;(2)季铵型-分子量变化范围大,并具有较高的阳离子性;(3)丙烯酰胺的共聚物-分子量较高,可以几十万到几百万、几千万,均以乳状或粉状的剂型出售,使用上较不方便,但絮凝性能好。
根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。
有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH 等亲水基团,具有链状、环状等多种结构。
因其活性基团多,分子量高,具有用量少,浮渣产量少,絮凝能力强,絮体容易分离,除油及除悬浮物效果好等特点,在处理炼油废水,其它工业废水,高悬浮物废水及固液分离中阳离子型絮凝剂有着广泛的用途。
特别是丙烯酰胺系列有机高分子絮凝剂以其分子量高,絮凝架桥能力强而显示出在水处理中的优越性。
2.3非离子型人工合成类有机高分子絮凝剂这类絮凝剂不具电荷,在水溶液中借质子化作用产生暂时性电荷,其凝集作用是以弱氢键结合,形成的絮体小且易遭受破坏。
产品有非离子型聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯(PEO)等。
其中,PEO是由环氧乙烷在催化剂存在下经开环聚合而成,高聚合度的PEO对水中悬浮的细小粒子具有絮凝作用,其相对分子质量越高絮凝效果越好。
该化合物在用量大时表现出分散性,只有用量小时才表现出絮凝性。
PEO可用于凝聚许多类型的煤的悬浮体,低至5mg·L的用量就能明显加快洗煤水的沉降速度。
处理后的泥浆比较紧密,易去垢,尤其对氧化煤悬浮液絮凝更有效,不需调pH值。
在该方面它比PAM的絮凝能力强。
PEO对黏土(如高岭土、蒙脱土、利伊石、活性白土)的絮凝沉降特别有效,用量为5mg?L至黏土量的0.2%不等。
4)两性型人工合成类有机高分子絮凝剂。
两性型有机絮凝剂兼有阴、阳离子基团的特点,在不同介质条件下,其离子类型可能不同,适于处理带不同电荷的污染物,特别是对于污泥脱水,它不仅有电性中和、吸附架桥、而且有分子间的“缠绕”包囊作用,使处理的污泥颗粒粗大,脱水性好。
同时,其适应范围广,酸性、碱性介质中均可使用,抗盐性也较好。
Corpart等[15]采用苯乙烯一丙烯酰胺共聚物,在不同条件下分别进行Hofmann反应和酰胺基的水解反应,制得相同颗粒大小、不同电荷密度、不同等电点的含羧基和胺基的乳胶共聚物丙烯腈或腈纶废丝(PAN)一双腈双胺(DcD)类两性有机絮凝剂在国外发展迅速,其基本制备工艺是将PAN与DCD在N,N一二甲基甲酰胺溶液中,于碱性条件下反应,然后在酸性条件下水解制得[16]。
PAN-DCD类有机絮凝剂对染料废水有较好的脱色和去除C0D的效果[17]。
3.无机、有机复合絮凝剂由于无机、有机絮凝剂各有优点,同时也都存在不尽人意之处,所以无机/有机复合絮凝剂作为污水处理中的较新手段日益受到重视。
汤心虎等[18]制备了AF—I(2)/PAM复合絮凝剂,对模拟废水的处理结果表明,不仅脱色率高,且絮体颗粒密实,沉淀污泥量少。
对广州某印染厂的污水处理表明,投加量430mg/L时脱色率达到92%以上,沉清后污水基本无色。
张凯松等[19]以无机铝盐和天然高分子玉米淀粉为原料,合成一种生态安全型复合高效絮凝剂HECES,对生活污水、市政污水的处理效果都高于PAC,且投加量少,铝离子残留量低新加坡南洋技术大学利用FeC13、AI2(SO4)3、PDDMAC制备了一种新型复合絮凝剂,在废水的预处理中对腐殖类物质有良好的去除和絮凝效果。
四、展望化学絮凝剂发展迅速,它有如下优缺点:(1)化学絮凝剂应用广泛,如造纸、石油、化学、冶金、金属、选矿、食品、染色等工业废水的处理。
但其自身组分使处理后水体含微量有毒物质,如丙烯酰胺单体等,长期使用可能引起水体的二次污染。
(2)化学絮凝剂多为阳离子有机絮凝剂、两性高分子有机絮凝剂。
我国由于缺乏阳离子单体的生产,使阳离子和两性高分子有机絮凝剂的发展受到阻碍。
(3)一般认为,化学絮凝剂通过压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥和网捕等作用达到净化水质的目的,但它们并不能解释所有絮凝现象,一些机理的研究仍处于推断中。
化学絮凝剂存在一些缺点,今后的研究会不断优化这种絮凝剂,而微生物絮凝剂有时也可成为化学絮凝剂的替代品[20]。
今后,以下方面亟需加强:(1)吸取发达国家先进的絮凝剂生产技术,开发适合我国国情的高效、节能的新型絮凝剂。
(2)积极推进绿色化学技术,开发和推广应用对环境影响小,安全性高的新型絮凝剂。
(3)加强水环境管理部门在用水、治水、整水三方面的分工与合作,使絮凝剂在水处理中发挥更大功效。
(4)加强对絮凝剂作用机理和应用性能研究,为产品应用提供更多的理论指导。
(5)大力开发和应用综合水处理技术,结合使用化学絮凝剂和生物絮凝剂,提高絮凝剂的絮凝效率。
(6)提高絮凝剂使用过程的智能化。
利用计算机及数学模型,对水处理过程中絮凝剂的投加、工艺控制进行智能化管理,提高絮凝剂的使用效率。
参考文献[1]严瑞碹,陈振兴,宋宗文等.水溶性聚合物[M].北京:化学工业出版社,1988,2852355.[2]严瑞.水处理剂应用手册[M].北京:学工业出版社,2000.422139.[3]郝红英,崔子文,郝红元.水处理中絮凝剂的研究应用现状,华北工学院学报,1999,20(2):137-140[4]卢素焕.新型混凝剂聚磷氯化铁的制备及性能研究[J].工业水处理,1998,18(4):24.[5]高玉宝.含铝离子的聚硅酸絮凝剂的性能及应用[J].工业水处理,1993,13(1):17.[6]高玉宝.聚硅酸硫酸铁混凝剂的性能及应用[J],环境科学,1997,18(2):46.[7]胡翔.聚硅酸铁处理低温低浊水的研究[J].工业水处理,1997,17(5):13.[8]刘万毅.复合絮凝剂PA FCS的絮凝研究[J].工业水处理,1996,16(4):29.[9]田宝珍.铝铁共聚复合絮凝剂的研制及其应用[J].工业水处理,1998,18(1):17.[10]李为群.高分子絮凝剂开发应用新动向[J].环境污染与防治,1997,19(3):32.[11]Ovenden C,Xiao H .2002 .Flocculation behaviors and mechanisms of cationic inorganic micro particle/polymer systems. Coll Syrf A: Physicochem Eng Aspects,197(2-3):225-234.[12]Semerjian L,Ayoub GM. 2003. High magnesium coagulation-flocculation in wastewater treatment. Adv Environ Res,7(2):389-403.[13]Seki H,Suzuki A,Shinguh m,et al. 2004. Flocculation of diatomite by methylated milk casein in seawater. J Coll interf Sci,270(2):359-363.[14]Shibata H,Fuerstenau DW,2003,Flocculation and flotation characteristics of fine hematite with sodium oleate. Internat J Min Proc,72(1-4):25-32.[15]Copart JM,candau F.1993.Formulation and polymerization of microemulsion containing mixture of cationic and anionic monomers. Colloid polym Sci,271(11):1055.[16]Jeager W. 1989. Study of the structure and property of flocculant PAN-DCD. Acta Polymer,40:161.[17]程云,周启星.染料废水处理技术的研究与进展,环境污染治理技术与设备,2003,4(6):56-60.[18]汤心虎.无机/有机复合絮凝剂对碱性玫瑰精B的脱色研究,环境科学与技术,2003,26(3):41-43.[19]张凯松,周启星.新合成复合絮凝剂HECES絮凝性能研究,应用生态学报,2003,14(5):789-793.[20]刘睿,周启星等.水处理絮凝剂研究与应用进展,应用生态学报,2005,16(8):1558-1562.。