高分子絮凝剂的研究发展
无机高分子絮凝剂的研究进展与应用
无 机 高 分 子 絮 凝 剂 （ｎｒａｉ Ｐ ｌ ｅ ｌ ｃｌ ｔ，Ｐ ） Ｉｏｇｎｃ ｏ ｍ ｒＦｏ ｕ ｎｓ ＩＦ ｙ ｃ ａ 是 一 类 新 型 的水 处 理 药 剂 ， 世 纪 ６ 上 Ｏ年 代 后 在 世 界 上 发 展
起来． 由于 这类 化 合 物 与 历 来 的 水 处 理 药 剂 相 比在很 多 方 面
备 创 新 发 展 的基 础 产 业 ．
生 、 鸿 霄 等 人 将 该 类 研 究 推 广 到 三 价 共 存 阴离 子 增 聚 聚 合 汤 铝 ， 阴离 子 对 铝 盐 水 解 一 聚 合 的作 用 机 理 以及 该 类 聚合 铝 在
制 备 和 应 用 方 面 取 得 了 一 系 列 的 成 果 ． 合 铝 包 括 聚合 氯 聚 化 铝 （ Ａ ） 聚 合 硫 酸 铝 （ Ａ ） 主 要 类 型 ， 前 得 到 广 泛 ＰＣ、 ＰＳ等 目 应用的主要是聚合氯化铝 （Ａ ） ＰＣ．
以 后 聚 合 铝 在 我 国 得 到 普 遍 的 应 用 ． ９ ０年 ， 勇 有 、 占 １９ 胡 王
难 度 与 处 理 成 本 ， 动 了混 凝 技 术 的 发 展 ， 混 凝 方 法 在 给 推 使
水 处 理 和 废 水 处 理 中 得 到 了广 泛 的应 用 ． 于我 国是 水 资 源 由
都 自有 特 色 ， 而 被 称 为 第 二 代 无 机 絮 凝 剂 ．Ｐ 因 ＩＦ的 优 点 在 于 与 传 统 混 凝 剂 相 比可 成 倍 提 高效 能 而 价 格 相 应 较 低 ， 因而
有逐步成为 主流药 剂 的趋势 ． 年 来 ， 制 和 应用 聚合 铝 、 近 研
铁 、 及 各 种 复 合 型 絮 凝 剂 成 为 热 点 ．Ｐ 硅 ＩＦ的 品 种 已 逐 步 形
关于水处理中絮凝剂的应用分析及发展趋势探讨
关于水处理中絮凝剂的应用分析及发展趋势探讨在水处理过程中，废水中不但含有泥沙、大分子颗粒等，通常还有粒径很小的尘土、腐殖质、淀粉、纤维素、细菌等，这些物质常与水形成溶胶的状态，呈现出沉降以及聚合稳定性，不能依靠重力自然沉淀的方法去除，因此必须加入絮凝剂。
絮凝剂作为水处理的重要手段，具有应用范围广、价格低廉、操作简便等优点，因此在许多水污染处理工艺中都会加入絮凝剂以提高污染物的去除效率，从而达到水体达标的目的。
标签：水处理;絮凝剂;应用分析;发展趋势1絮凝剂的作用原理絮凝剂是最为常用的水处理药剂之一，通常具有正（负）电性，能够吸引液体中具有相反电性的颗粒、离子以及胶体，使这些难以沉降的物质电势降低并且脱除稳定性。
接着，利用网捕卷扫、吸附架桥等凝合作用使絮体集中变大，充分沉淀后可通过物化方法进行分离。
在给水处理方面，絮凝剂能够用于去除天然水中的各种杂质，以降低水体的色度、浊度、臭和味等。
在污水处理方面，絮凝剂能够加强固液分离和污泥处理的效果，还能够用于去除氨氮、重金属、有机物等污染物。
2无机高分子絮凝剂高分子絮凝剂的絮凝效果比低分子高很多，对设备的腐蚀性更低，且价格更为便宜，因此已经慢慢成为主流絮凝剂。
根据无机高分子絮凝剂的离子类型，可简单的将其分为阳离子型、阴离子型和无机复合型。
3有机高分子絮凝剂按照其原材料的成分，可以将有机高分子絮凝剂分为天然高分子和合成高分子，但是由于其制造复杂、成本高，且其毒性未得到有效的保障，特别是合成的絮凝剂，所以目前的应用不普遍。
在天然的有机高分子絮凝剂中主要有改性淀粉絮凝剂、改性纤维素絮凝剂、改性木质素絮凝剂等;合成的有机高分子絮凝剂中以聚丙烯酰胺的应用最多。
4微生物絮凝剂微生物絮凝剂主要来自于微生物细胞、微生物代谢产物、微生物细胞壁以及克隆技术，是一种近年来关注众多的天然高分子絮凝剂。
郭俊元等以稻草和红球菌为原料，制备了一种新型的微生物絮凝剂，研究了其和聚合氯化铝联用时污泥脱水效果的变化。
絮凝剂进展与应用现状
絮凝剂进展现状人类最先利用絮凝剂处置水的实践可追溯到公元前 16 世纪古埃及人采纳甜扁桃汁净化饮用水的例子[15]。
我国在明代也已有利用明矾净水的记录，西方国家在 1827年第一次利用硫酸铝进行水的絮凝实验[16]。
1884 年，美国人海亚特取得了以硫酸铝预处置滤池水的专利权。
1887年美国对预分离出氢氧化铁沉渣的箱形过滤装置颁发了专利。
20世纪初，投加絮凝剂进行运行的快滤池用于给水工程实践中[17]。
最近几年来，工业和生活污水处置及沉渣处置时，絮凝剂的应用显著增加了。
由于絮凝在水处置中的重要作用，絮凝科学已日渐进展成为一门独立的学科[18]。
从最先利用的天然絮凝剂到低级合成FeSO4·7H2O、AlCl3及硅系列絮凝剂，到现今的高聚合类絮凝剂，如聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）、聚硅硫酸铝（PASS）、聚丙烯酰胺（PAM）等，和目前的生物絮凝剂，其间经历了从天然到合成再到天然的循环进程。
絮凝方式也由简单的搅拌进展到精准操纵搅拌各类边界条件，进而形成了多种絮凝理论，在水的净化处置进程中它们各自都起过重要的指导作用[19-20]。
絮凝剂品种分类及其研究现状絮凝剂分类的方式很多。
按组成不同，一样可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和最近几年来兴起的生物絮凝剂；假设依照分子量的高低、官能团的特性及官能团离解后所带电荷的性质，可分为高分子、低分子、阳离子型、阴离子型和非离子型絮凝剂等等。
如表所示。
表絮凝剂品种分类Table Classification of floculants随着科学技术的进展和人类生活水平的提高，人们对水质提出了愈来愈高的要求。
这自然推动了水处置技术科学的飞速进展。
用于水处置的传统絮凝剂都是低分子的无机盐类，由于其存在投量大、处置成效差等问题，已慢慢被高分子絮凝剂所替代。
高分子絮凝剂以其良好的絮凝成效、较强的除浊脱色能力和操作简便等优势，已成为现代水处置应用中的主流絮凝剂[21]。
水处理中絮凝剂的研究与应用进展研究
水处理中絮凝剂的研究与应用进展研究综述了水处理中絮凝剂的种类及发展应用现状，介绍了不同絮凝剂在水系统处理过程中的应用原理及使用优缺点，并进行分析和评价。
针对我国目前的水处理絮凝剂工作提出了一些设想和建议。
标签：水处理；絮凝剂；应用进展分析；优缺点研究1 引言我国属于水资源污染问题依然严重的国家，随着工业的快速发展，大量工业废水排出，水环境不断恶化，同时伴随着工业企业的拓展，其用水量也逐渐增加，以致目前储水和供水量无法满足企业的生产所需。
多年来，人们为了解决用水问题，进行了多年的研究与分析，通过各种物理、化学、生物的手段，尽量去除对生产、生活有害的物质，满足自身用水需求。
其中，常用方法包括沉降法、过滤法、混凝法、絮凝法、阻垢法等[1]。
过去的水处理絮凝剂一般是有机高分子絮凝剂、无机絮凝剂，伴随着化学科学技术研究的进展，现在的水处理絮凝剂已经由传统化学方式转变为复合型絮凝剂、微生物絮凝剂。
笔者对其各自的絮凝原理及效果进行分析研究。
2 絮凝剂的种类絮凝剂是用于将原水中的胶体部分脱稳形成细小的凝聚体，并在絮凝剂的作用下生成大体积的絮凝物的水处理试剂。
正如上文所述，传统絮凝剂又可以分为无机和有机；现代的又可以分为复合型和微生物。
2.1 无机絮凝剂无机絮凝剂主要有两类，一是铝盐类，主要包括明矾、氯化铝等；二是铁盐类，比如硫酸铁、氯化铁、氯化钙等。
或通过水解中间产物与原水中的阴离子、负电溶胶产生聚合体，或降低消除溶液内胶体的毛电位使胶体絮凝。
铝盐是一种效果比较明显的絮凝剂，并曾被广泛用于饮用水处理，但随着科学技术发展，研究发现铝盐会在人体内积累，导致人们中毒，表现现状为老年痴呆、铝性脑病、铝性骨病、铝性贫血等。
铁盐絮凝剂相对无害，但由于铁盐腐蚀设备，且有颜色。
在选择上具有局限性。
此外，由上世纪60年代开始制备和应用的无机高分子絮凝剂（如聚合氯化铝等）较无机絮凝剂含有多羟基络离子，在聚集、沉淀水中胶体的同时，可令胶体粒子由相斥状态变为相吸，破坏胶体稳定性，提高絮凝效果。
当前絮凝剂的发展趋势及应用研究的论文
当前絮凝剂的发展趋势及应用研究的论文当前絮凝剂的发展趋势及应用研究的论文我国城市污水处理厂常用活性污泥法工艺，其中絮凝剂在废水处理中具有很重要的作用，它可以用来降低原水的浊度、色度等感观指标，去除多种高分子有机物，某些重金属和放射性物质，它可以自成独立的处理系统，又可以与其它处理单元过程进行组合，作为预处理、中间处理和最终处理过程，而且还常用于污泥脱水前的浓缩过程，以改善污泥的脱水性能．经过絮凝剂无害处理后的水可以回用．当前国内每年工业用水、城市给水、污水处理需求絮凝剂百万吨，因此研究絮凝剂具有很重要的意义．1单一絮凝剂1．1无机絮凝剂无机盐类絮凝剂主要分为铝盐和铁盐，它们存在很大的缺点：残留在水中的铝离子会导致二次污染；铁离子本身有颜色，并对设备有腐蚀作用，提高成本；投加量大，产泥量高，运行费用高．为克服二次污染及腐蚀设备问题，从20世纪6o年代开始无机盐聚合物的研究．使用无机盐聚合物类絮凝剂效果好，残留在水中的铝、铁离子少，而且易生产、价廉、使用范围广，在我国实际用量占絮凝剂总量的80％以上．1．2高分子絮凝剂1．2．1有机合成高分子絮凝剂合成高分子絮凝剂投加量少，一般在2％以下，效果好，形成的絮体大，而且强度大，不易破碎，不增加泥量，降低热值，无腐蚀性．它分非离子型、阳离子型、阴离子型和两性四种．常用有机絮凝剂有：聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯胺、聚乙烯磺酸盐等，其中聚丙烯酰胺的应用最多，占合成高分子絮凝剂的8o％左右．然而这一类絮凝剂由于存在着一定量的残余单体丙烯酰胺，不可避免的带来毒性，所以限制了它的应用．高分子量(106以上)聚丙烯酸钠属阴离子型絮凝剂，有强烈的絮凝作用而且无毒；对悬浮于水中的细微粒产生非离子性吸附，使粒子之间产生交联；对具有金属氢氧化物这类正电荷的胶体粒子更显示出其优良性能．陆兴章等研制出二甲基二丙烯丙基氯化铵均聚物和一系列不同相对分子质量、不同阳离子的共聚物，对硅藻土或高岭土均有优良的絮凝效果．高华星等把以聚二甲基二烯丙基氯化铵为主体键节的阳离子高分子絮凝剂用于印刷油墨废水处理，试验结果表明处理后废水油污去除率高，沉渣少，废水的回用效果好1．2．2天然高分子絮凝剂天然高分子絮凝剂易生物降解，本身或中间降解产物对人体无毒，具有选择性大、价廉、产泥量少等优点．淀粉衍生物作为工业絮凝剂的研究始于6o年代．乙烯基单体与淀粉的接枝共聚反应是淀粉改性制备可生物降解的高分子材料的重要途径之一，其关键问题在于引发剂的筛选．曹炳明将木薯粉、催化剂、烯类单体反应，再加醛类和醇类反应制得一种网状的高分子物质，其分子链中所带的官能团多，吸附活性点多，可用于污水处理厂二级污水处理；若在生化系统中投加该类絮凝剂，可为城市污水处理后的回用提供符合要求的水质．另外淀粉磷酸酯和淀粉黄原酸脂也是良好的絮凝剂．壳聚糖、甲壳素类絮凝剂作为水处理剂在工业上已大量应用，美国主要用于给水及饮用水处理；日本主要用于水处理及污水处理，其中用于水处理的壳聚糖每年达500吨之多；目前清华大学着手壳聚糖作絮凝剂的中试生产研究，获得了一套适合我国国情的工业化生产的最佳工艺路线，其主要性能指标均达到了或超过国内外同类产品的水平．壳聚糖除了对水中的固体悬浮物(ss)有较好的絮凝作用外，还对水中的COD、色度和重金属离子等有较好的去除效果．由于该类聚合物具有无毒无味、抗菌、可生物降解等优点使其被大量应用于食品工业废水处理中，壳聚糖可使各种食品加工废水的固形物减少70％～98％．杜予民等总结了壳聚糖及其衍生物作为吸附剂、絮凝剂在印染废水中的应用，阐明小粒径、高脱乙酰度及珠状壳聚糖及其衍生物在低温、低pH值下对染料的吸附效果较好；脱乙酰度大的水溶性壳聚糖及其衍生物对染料的絮凝效果较好，其絮凝机理主要是电荷中和以及分子架桥作用．1．3微生物絮凝剂微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物，它是利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的水处理剂．它主要由微生物代谢产生的各种多聚糖类、蛋白质，或是蛋白质和糖类参与形成的`高分子化合物，能产生微生物絮凝剂的微生物种类很多，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中．J．Nak~m,ra等从霉菌、细菌、放线菌、酵母菌等菌株中筛选出l9种具有絮凝能力的微生物．H．Takagi等n人研究了拟青素微生物生产的絮凝剂PF01，对活性污泥、啤酒酵母等许多物质具有良好的絮凝效果．红平红球菌生产的絮凝剂NOC-1，是目前发现絮凝效果最好的微生物絮凝剂．K．toeda和K．UraneL9从土壤中分离出革兰氏阴性菌——产碱性菌AlcaligenecupidusA1201，它在含有蔗糖的培养基中生长并分泌絮凝物质．我国也已涉及这方面的研究，但起步较晚．南开大学庄源益们筛选出6株对水中染料有较好的絮凝作用的菌株(NAT一1至NAT一6)，用NAT型生物絮凝剂处理直接黑染料生产废水，其脱色率可达60％．从微生物组织中提取的7一谷氨酸聚合物具有一定的絮凝作用n，如从bacillussp．PY一90中提取的聚7一谷氨酸，在浓度为20nv,／L时，对高岭土悬浊液絮凝效果最好，当加入c、M、Fd时，可提高其絮凝效果；从B．subtillisIFO3335和B．1icheniformisCCRC12826中提取的聚7一谷氨酸，对不同的无机和有机悬浊液均具有较好的絮凝作用．絮凝剂通过离子键、氢键的作用与悬浮颗粒结合，由于絮凝剂的分子量很大，一个絮凝剂分子可同时与几个悬浮颗粒结合，在适宜条件下迅速形成网状结构而沉积，从而表现出很强的絮凝能力．微生物絮凝性与分子结构、分子量、活性基团等多种内部环境因素有关，另外，外界环境因素如pH值、温度、离子种类、离子强度等对微生物絮凝剂的活性也有影响．微生物絮凝剂广泛应用于畜产废水处理、染料废水的脱色、高浓度无机物悬浮液废水的处理、活性污泥的沉降性能的改善、污泥脱水、浮化液的油水分离等方面．然而目前微生物絮凝剂的研究还处于菌种筛选的实验室研究阶段，所用成本较高，一些工艺条件不太成熟，离工业化生产还有一定的距离．2复合絮凝剂复合型絮凝剂是近年才开始研制的新型絮凝剂，能克服使用单一絮凝剂的许多不足，适应范围广，对低浓度或高浓度水质、有色废水、多种工业废水都有良好的净水效果，脱污泥性好，pH使用范围大．然而复合在有机合成制备上手续复杂，成本较高，并有可能存在二次污染．目前还未见复合絮凝剂有工业化生产和使用的报道．污水或活性污泥中，有机固体颗粒带负电荷，无机固体颗粒带正电荷，混合固体颗粒呈电中性。
絮凝剂的发展现状和发展前景
絮凝剂的发展现状和发展前景1.絮凝剂在水处理中的重要作用絮凝剂的絮凝在用水与废水处理中占重要地位。
首先,絮凝作用能有效脱除80 % - 95 %的悬浮物质、65 % - 95 %的胶体物质和降低水中COD ;其次,絮凝作用去除水中细菌和病毒的效果稳定,通过絮凝净化,一般能使水中90 %以上的微生物与病菌一并转入污泥,使处理水易于进一步消毒、杀菌;最后,对水体富营养化、废水脱色等问题,采用絮凝沉淀法比生物法除磷、脱色效果更好。
城镇用水以及工业废水水处理中，絮凝过程是应用最普遍的关键环节之一，因此研制高效无毒的絮凝剂成为目前环境科学与工程领域的重要内容。
絮凝剂是一类可以使液体中不易沉淀的悬浮颗粒凝聚和沉淀的物质。
目前应用广泛的絮凝剂按其分子组成，可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂；根据分子量的高低又可以进一步分为高分子、低分子、阳离子型、阴离子型、和非离子型。
目前而言用于水处理中的絮凝剂应该满足一下几个要求：絮凝效果良好，对人体健康无害，价廉易得，使用方便。
无机盐类絮凝剂主要应用最广的是铝盐和铁盐。
高分子絮凝剂分为无机和有机两类，就目前我国的使用情况来看无机聚合混凝剂的用量已经占80%以上基本上代替了传统观的絮凝剂。
所以我想简单介绍一下无机絮凝剂的种类以及应用。
2.无机絮凝剂的分类无机低分子絮凝剂主要包括：硫酸铝、硫酸亚铁和三氯化铁等。
按其分子量的大小可分为低分子絮凝剂和高分子絮凝剂两大类。
低分子絮凝剂价格低、货源充足、运输存储方便,目前在工业水处理中占一定比例。
但因其用量大、残渣多、效果差,故无机絮凝剂的发展已经基本上完成了低分子向高分子的转变。
现常用的无机高分子絮凝剂有聚合铝类絮凝剂、聚合铁类絮凝剂和活性硅酸类絮凝剂以及复合絮凝剂四大类。
⑴聚合铝类絮凝剂聚合铝水解产生高价离子,形成各种类型的羟基多核络合物。
它们通过羰基式桥联作用,处于亚稳定状态。
而OH- 与Al3 + 的比值(一般称盐基度或碱基度) 对絮凝效果影响很大。
絮凝剂的发展现状和发展前景
絮凝剂的发展现状和发展前景一、引言絮凝剂是水处理领域中的重要化学品，主要用于去除水中的悬浮颗粒、胶体等杂质，提高水质。
随着工业发展和环境保护意识的提高，絮凝剂的需求和应用范围不断扩大。
本文将详细探讨絮凝剂的种类、发展现状、应用领域、面临的问题与挑战、发展趋势、相关政策与标准以及结论。
二、絮凝剂的种类及发展现状絮凝剂的种类：絮凝剂主要分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
无机絮凝剂如硫酸铝、氯化铁等，有机絮凝剂如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸等。
发展现状：随着技术的进步，絮凝剂的种类和性能得到了显著提升。
新型高效、低毒、环保的絮凝剂不断涌现，满足了不同应用场景的需求。
三、絮凝剂的应用领域污水处理：絮凝剂在污水处理中广泛应用，主要用于污泥脱水、悬浮物去除等环节，提高污水处理的效率和质量。
饮用水处理：絮凝剂在饮用水处理中发挥关键作用，能有效去除水中的微小颗粒、胶体等，保障饮用水安全。
工业水处理：在工业循环水处理、锅炉补给水处理等领域，絮凝剂同样发挥了重要作用。
四、絮凝剂面临的问题与挑战环保压力：传统的絮凝剂可能对环境产生一定影响，如何开发环保型絮凝剂是当前面临的重要问题。
技术更新：随着水质要求的提高，絮凝剂的技术和性能需要不断更新和完善。
成本压力：新型高效絮凝剂的开发和生产成本较高，如何降低成本是推广应用的关键。
五、絮凝剂的发展趋势环保化：未来絮凝剂的发展将更加注重环保性能，开发低毒、生物可降解的絮凝剂将成为主流。
复合化：为满足不同应用需求，具有多重功能的复合型絮凝剂将是研究的重要方向。
高性能化：提高絮凝剂的性能，使其在更广泛的领域得到应用，如高盐度、高硬度等复杂水质条件。
六、相关政策与标准政策支持：各国政府对环保产业的支持力度不断加大，为絮凝剂产业的绿色发展提供了有力保障。
标准制定：制定和完善絮凝剂的安全使用标准、环保标准等，规范市场秩序，推动产业健康发展。
七、结论絮凝剂作为水处理领域的重要化学品，其发展前景广阔。
改性天然高分子絮凝剂的研究与应用进展
染废水絮凝效果的比较中可以看出， 使用 ＣＧ Ｌ Ｍ处理印 ｑ
结构中引入季铵基团， 使其阳离子化制备一种絮凝效 染废水比用非阳离子型聚丙烯酰胺、 阳离子型聚丙烯 果好 ， 沉降速度快的季铵盐型絮凝剂 Ｃ Ｐ ， Ｎ Ｆ通过对高岭 酰胺具有更好 的絮凝效果。尹华等以淀粉为基本原
土悬浊液 的处 理 ， 明它 是 一种 有很 好 絮凝 能力 的绿 证 料， 加入丙烯 酰胺 、 乙胺 、 三 甲醛和适 量的 盐 酸进 行 接
基团大大增加， 聚合物呈枝化结构， 增强对悬浮体系中
的颗粒物 的捕捉与沉淀作用 ， 絮凝效果得到大大提 高。 ２１１ ．． 以淀粉 为原料 的絮凝剂
天然淀 粉 资 源 十分 丰 富 ， 土 豆 、 米 、 薯 、 如 玉 木 菱
处理过程 中， 絮凝 沉降 法 是 目前 国内外 普遍 采用 的处 理废水 的一种既经济 又简便 的水质处 理方 法。 目前使 用的絮凝剂 主要分 为 无机 和有 机两 大类 ， 机 絮凝剂 无
无 二次 污染等优点 ， 近年来 受到 了国内外众多 研究工 作者 的重视 和开发应 用 。本 文介 绍
了近年来国内外在改性天然高分子絮凝剂方面的研究和应用情况 ， 对其作了简要的评述。
关键词 ： 性 改 天然高分子 絮凝剂 进展
ｌ 前 育
机高分子絮凝剂， 按其原料来源可分为： 碳水化合物、
成有机高分子絮凝剂由于分子量大、 分子链官能团多 与 乙烯类单体如丙烯腈 、 烯酸 、 丙 丙烯 酰胺等起 接枝 共
可用作 絮凝剂 、 稠剂 、 增 黏合 剂 、 造 的结构特点， 在市场上占绝大优势， 中以聚丙烯酰胺 聚反应生成共 聚物 。 其
系列最为广泛 ， 在美 国、 日本其市场 占有率达 ８％以 ０ 上， 但由于合成类高分子絮凝剂价格高、 生物难降解及 残留单体的毒性 ， 限制了它在食品加工、 给水处理及发
有机高分子絮凝剂絮凝机理的研究进展
有 机高 分子 絮凝 剂用 于污 水处 理始 于 ２ ０世纪 ５ 代末 。 由于有 机 高分 子絮凝 剂 和无 机絮凝 剂 相 比 ０年 具有 用量 小 、 絮凝 能力 强 、 速度快 ， 盐类 、Ｈ值及 温 度影 响 小 ， 生废 渣 少且 易 处理 等 优 点 ， 受 ｐ 产 在发 达 国家 已得 到 迅速发 展 ， 已由一般 的工 业废 水处 理应 用 发展 到 生活饮 用 水 的处理 。
助剂 ， 且受介质的 ｐ Ｈ值、 矿化度 、 高价金属离子含量影响较大 ； 介质 ｐ Ｈ值下降、 矿化度和高价金属盐含量
增 加 ， 其 絮凝效 果 明显 变差 ， 至失 效 。所 以 阴离 子 型 聚丙 烯 酰胺 主要用 于选 矿 、 金 、 则 甚 冶 洗煤 、 品 行 业 食
和石油钻井过程中的固液分离或其他 中、 碱性条件下高浊度水的处理 引。
统 的 总结 ； 有机 高分子 絮凝 剂 的种类 、 子 结构及 其 作 用效 果 间的 关 系出发 ， 述 了有 机 高分 从 分 评 子 絮凝 荆 的絮凝 性 能、 发展 现 状和 存 在 的 问题 ， 指 出 了有 机 高分 子 絮 凝机 理 需 要 进 一 步研 究 并
的 问题 。
关键 词 ： 有机 高分子絮 凝 剂 ； 天然 高分 子絮 凝 剂 ； 凝机 理 絮
２ 有机高分子絮凝剂
２ １ 非离 子有 机高 分子 絮凝 剂 ．
非 离 子有 机高 分子 絮凝 剂包 括 常用 的聚 丙 烯 酰胺 和 聚氧 化 乙烯 。通 过 分子 链 中 一Ｃ Ｎ 能 团与 Ｏ Ｈ 官 悬浮 物发 生吸 附架 桥作 用 ， 大 絮体 矾花 的尺 寸 ， 增 有利 于 其 快 速沉 降 而 除去 ， 絮凝 效 果 与 聚合 物 的相 对 其
高分子重金属絮凝剂在水处理中的研究与应用
１ 高分子重金属絮凝剂的作用机理
１１ 去 除重金 属离 子 的机 理 ． 高分子 重金属 絮凝剂 与重金 属废水 中的重金 属离 子反应 ，生成 不溶性 重金属 螯合物 ， 反 应机 理如 以下反应 式所 示 【 以巯基 乙酰 聚 乙烯 亚胺 （ Ｐ Ｉ ＭＡ Ｅ ）捕 集 Ｃ 的机 理为例 】 ｕ 。不 同
合型 絮凝 剂 的研究 已越 来越 受 到重 视 ，邵颖等 【】 聚合 铝 与壳 聚糖 复合 ，并利 用 复合絮 凝 Ｊ将 Ｕ 过 程 中聚合铝 与壳聚 糖 的相互 影 响，将其应用 于重金 属废水 处 理 。通过对 比得 知 ，复合后絮 凝 效 果 比单一 使用聚 合铝 或壳 聚糖 更显 著 ，对重 金属离 子 的去除 率可达 ９％以上 。 ７ ２０ ０ ３年迟 大 明 ｕ对 Ｅ ．１ Ｊ Ｐ１０处理含 重金属离 子 的电镀废 水作 了 —．—Ｒ Ｎ ．
的重 金属离 子与 高分子 重金属絮 凝剂所 形成 的螫合物 结构 是不 同的， 双键 Ｓ原子上 的电子流 动性 较大 ，具有较 强 的给 电子效应 ，从而使 得单键 Ｓ原 子可在较 大范 围 内呈现 负场 ，对 重金
收 稿 日期 ：２ １ ．５２ ０ ００ ．８ 作者简介：吉 祥 （９ ３ ） １８ ～ 。男 ，助理工程师，大学本科学历；主要从事安全工作。
关键 词 ：高 分 子 重 金 属絮 凝 剂
中 图分 类 号 ：Ｘ ０ ７３ 文 献 标 识码 ：Ａ
近 年来 ，随着 工业 的发展 ，排 入环境 中的废水 所含重 金属 离子 已成为最 重要 、最 常见 的 污染物之 一Ｉ Ｊ 些重 金属离 子对人体危 害性很 大 。如 Ｐ ２，主要是通 过 呼吸道和 消化 道 ｌ 。某 之 ｂ＋ 进入人 体 ，随血 液循 环遍布 全身 ，其 中主要 分布于 肝 、肾、脾 、胆 、脑 等器 官ｐ。研究 证 明 ， Ｊ
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高分子絮凝剂的研究发展摘要：高分子絮凝剂广泛应用于多个领域，高分子絮凝剂又分为无机高分子絮凝剂：聚合铝类、聚合铁类、活性硅酸类；有机高分子絮凝剂：天然高分子和合成高分子及其应用举例和发展前景。
关键字：絮凝剂；高分子絮凝剂；类别；应用；发展前景；Polymer flocculants research and developmentAbstract；Polymer flocculants are widely used in many fields，Polymer floccu lant is divided intoInorganic polymer flocculants：PACl class、Polyferric class、Activity of silicic acid class；Organic polymer flocculant：Natural polymer an d synthetic polymer and application examples and ProspectsKey words：coagulants；Polymer flocculant；Categories；Apply；Prospects；絮凝剂理论基础是;“聚并”理论，絮凝剂主要是带有正电（负)性的基团中和一些水中带有负(正）电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒，降低其电势，使其处于不稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒，集中，并通过物理或者化学方法分离出来。
一般为达到这种目的而使用的药剂，称之为絮凝剂。
絮凝剂主要应用于给水各污水处理领域。
絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。
其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂;有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。
1、无机高分子絮凝剂1.1无机絮凝剂分类无机絮凝剂按其分子量的大小可分为低分子絮凝剂和高分子絮凝剂两大类。
现常用的无机高分子絮凝剂有聚合铝类絮凝剂、聚合铁类絮凝剂和活性硅酸类絮凝剂以及复合絮凝剂四大类。
(1)聚合铝类絮凝剂（如聚合氯化铝，硫酸铝等）聚合铝水解产生高价离子,形成各种类型的羟基多核络合物。
它们通过羰基式桥联作用,处于亚稳定状态。
而ＯＨ-与Ａｌ3+的比值 (一般称盐基度或碱基度)对絮凝效果影响很大。
通常盐基度越高,絮凝效果越强,但过高则本身易生成难溶的氢氧化铝沉淀,导致絮凝效果降低。
研究表明,盐基度在75%-85%时最佳,此时絮凝体产生快,颗粒大而重,沉淀性能好。
聚合铝具有投药量少、沉降速度快、颗粒密实、除浊、除色效果明显等特点。
在工业水处理中得到广泛的应用。
值得注意的是铝,尤其是活性铝,毒性较大,同时聚合铝制备方法不完善,致使较多水解铝的微细颗粒存在于溶液中,这在一定程度上限制了聚合铝的使用。
通过改善混凝反应条件,延长慢速混凝时间,能有效降低水中铝的含量。
(2)聚合铁类絮凝剂（如聚合硫酸铁等）聚合铁是另一新型无机絮凝剂,絮凝机理与聚合铝类似。
其主要类型有聚硫酸铁、聚氯化铁、聚氯化硫酸铁等等。
聚氯化硫酸铁除具有铝盐类无机高分子絮凝剂特点外,还具有价格低、ｐＨ值适用范围宽等特点。
但是总体来说,聚合铁需要较低的盐基度,一般须将ＯＨ-/Ｆｅ3+比值控制在8%～15%。
超出此范围,铁水解反应突变,从高价聚合态羟基络离子转化成低价聚合态胶凝产物。
且聚合铁产品稳定性差,聚合几个小时至一周内即转向沉淀,絮凝效果降低,故其用量远不及聚合铝。
(3)活性硅酸类絮凝剂活性硅酸也是一种重要的无机高分子絮凝剂,它来源广、价格低廉、无毒、且絮凝、助凝效果好,尤其对于低温低浊水的混凝处理这一净水处理中的难题有着显著的特性,在国内外引起足够重视。
但由于易自行缩聚析出凝胶而失活只能现用现配;另外,在生产中很难精确控制其聚合度,难以达到最佳絮凝效果,限制了其应用。
所以应用效果较好的多为改性产品,诸如改性活化硅酸、聚硅酸硫酸铝(ＰＳＡＡ),ＰＳＡＭ等等。
究其机理,大都是在活性硅酸中加入一定量高价金属离子,使其组分带正电荷,控制其聚合度、电荷密度,保证其同时具有电中和作用和吸附架桥作用,从而克服活性硅酸自身弱点,大大提高絮凝效果。
(4)复合絮凝剂近年来,复合絮凝剂的研制成为热点。
复合絮凝剂按化学成分分为无机复合型、有机复合型、有机无机复合型三大类。
无机复合絮凝剂成分较多,主要原料有铝盐、铁盐和硅酸盐。
国外先后研制开发出聚合铝铁、铝硅、硅铝、硅铁以及聚合铝/铁与活性致混物质等复合絮凝剂。
复合无机高分子絮凝剂虽然可能增强絮凝聚集效果、提高稳定性、延长胶凝期，但正电荷均有明显降低。
因此，在制备中要兼顾铁盐的水解作用以及水解产物的电中和能力，控制好各自的最佳聚合条件，以研制出分子量大、荷电量多、适应性强的优良产品。
同时要根据水质处理要求确定配方和工艺，且今后的研究重点还应放在产品的稳定性上。
此外，还应借助现代分析仪器对聚硅酸复合盐混凝剂的结性构进行表征，分析聚硅酸复合混凝剂的形态结构与混凝性能的关系，进一步探讨其混凝机理。
【1】1.2无机高分子絮凝剂(IPF)的发展趋势无机高分子絮凝剂的种类很多 ,在原料选择、制备方法和使用范围方面有较大发展。
今后无机高分子絮凝剂的研发及应用应朝以下几个方向发展。
(1)对絮凝机理、动力学、絮凝剂的理化性质等的研究。
(2)优化生产条件 ,降低生产成本,探索研制新技术、新工艺。
(3)拓展絮凝剂的应用范围。
(4)全面推广,需要加大宣传力度。
(5)根据各类水质情况选择不同的无机高分子絮凝剂。
【2】2、有机高分子絮凝剂有机无机复合絮凝剂以品种多样和性能多元化占主导地位。
作用机理主要与协同作用相关。
无机高分子成分吸附杂质和悬浮微粒,使形成颗粒并逐渐增大;而有机高分子成分通过自身的桥联作用,利用吸附在有机高分子上的活性基团产生网捕作用,网捕其它杂质颗粒一同下沉。
同时,无机盐的存在使污染物表面电荷中和,促进有机高分子的絮凝作用,大大提高絮凝效果。
我国无机高分子絮凝剂的生产和应用已取得长足进展,最具有代表性的聚合氯化铝和聚合硫酸铁的研究,已居世界前列。
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。
2.2 非离子型有机高分子絮凝剂非离子型有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺。
它由丙烯酰胺聚合而得。
2.3 阴离子型有机高分子絮凝剂(1)阴离子型有机高分子絮凝剂主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙以及聚丙烯酰胺的加碱水解物等聚合物。
(2)丙烯酰胺和苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
阴离子型人工合成类有机高分子絮凝剂阴离子型有机高分子絮凝剂研制开发较早 ,技术比较成熟,但由于受应用范围的限制 ,有关阴离子型有机高分子絮凝剂新产品的研究报道较少。
常见的有聚丙烯酸钠、丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚物、聚苯乙烯磺酸钠等。
【3】2.4 阳离子型有机高分子絮凝剂2.4.1 季铵化的聚丙烯酰胺季铵化的聚丙烯酰胺阳离子均是将-NH2经过羟甲基化和季铵化而得，可以分为聚丙烯酰胺阳离子化和阳离子化丙烯酰胺聚合。
(1)由聚丙烯酰胺季铵化聚丙烯酰胺(PAM)先与甲醛水溶液反应，酰胺基部分羟甲基化，其次与仲胺反应进行烷胺基化，然后与盐酸或胺基化试剂反应使叔胺季铵化。
(2)由季铵化的丙烯酰胺聚合在碱性条件下，先由丙烯酰胺与甲醛水溶液反应，然后与二甲胺反应，冷却后加盐酸季铵化。
产物经蒸发浓缩、过滤，得季铵化丙烯酰胺单体。
2.4.2 聚丙烯酰胺的阳离子衍生物这类产品多是由丙烯酰胺与阳离子单体共聚合得到的。
阳离子絮凝剂不仅可以通过电荷中和、架桥机理使微粒脱稳、絮凝 ,而且还可以与带负电荷的溶解物进行反应 ,生成不溶物 ,从而有利于沉降和过滤脱水 ,p H 值使用范围宽,用量少 ,毒性也小。
近年来 ,我国对此类絮凝剂的研究主要集中在聚丙烯酰胺接枝共聚物、烷基烯丙基卤化铵、环氧氯丙烷与胺的反应产物三大类上 ,已经取得了显著进展。
【4】2.5 两性聚丙烯酰胺聚合物以部分水解聚丙烯酰胺加入适量甲醛和二甲胺，通过曼尼兹反应合成出具有羧基和胺甲基的两性型聚丙烯酰胺絮凝剂。
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体系。
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。
两性高分子絮凝剂的品种很多,其阴离子基团一般为羧基、硫酸基、磷酸基 ,阳离子基团一般为季铵盐基、喹啉鎓离子基、吡啶鎓离子基。
其中聚丙烯酰胺类两性高分子絮凝剂是最重要的产品【5】2.6 丙烯酰胺接枝共聚物因为淀粉价廉来源丰富，其本身也是高分子化合物，它具有亲水的刚性链，以这种刚性链为骨架，接上柔性的聚丙烯酰胺支链，这种刚柔相济的网状大分子除了保持原聚丙烯酰胺的功能之外，还具有某些更为优异的性能。
3、天然高分子和合成高分子由于大多数有机高分子絮凝剂本身或其水解、降解产物有毒，且合成用丙烯酰胺单体有毒，能麻醉人的中枢神经，应用领域受到一定限制，迫使絮凝剂向廉价实用、无毒高效的方向发展。
中国潍坊瑞丰实业公司生产的“腾达”多功能絮凝剂是二十一世纪高科技环保型理想产品，是替代聚丙烯酰胺的优质产品，是无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂的改良换代产品。
3.1 产品概况该絮凝剂是由聚丙烯酰胺加入天然高分子材料改性成的透明胶状液体，是具阴离子、阳离子、非离子特性的新型有机液态絮凝剂。
其特点有（1）使用后能有效降低COD、BOD、SS；（2）在污泥减量中用量少，可迅速提高泥饼干度，杀灭有害微生物、培养有益微生物；（3）与固体絮凝剂相比，溶解速度快且溶解均匀、利用率高、无二次污染；（4）工艺简单、使用方便，成本低（比固体干粉节约25%以上）。