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水处理混凝剂的发展方向

  混凝剂的种类繁多,按化学成分可分为有机、无机和复合混凝剂三大类。对于不同的原水或废水,为提高混凝处理效果,必须选择品质和性能优良的混凝剂,同时,混凝处理工艺应合乎客观规律。每种混凝剂在使用之前,必须经过反复实验,慎重投入实际应用。

  无机型混凝剂

  (1)铝系混凝剂

  铝盐是传统、应用广泛的混凝剂。简单的铝盐,如硫酸铝、氧化铝和明矾等,其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。简单铝盐自19世纪末美国先将其用于水处理以来,以其卓越的混凝沉降性能而被广泛采用,世界上铝盐的产量有相当一部分被用于给水和废水处理。

 

水处理混凝剂

  (2)铁系混凝剂

  铝对生物体产生毒害作用已越来越受到国内外的关注。铁盐是铝盐的主要替代品,早在20世纪30年代就在水处理中得到了广泛的应用。采用铁盐作为混凝剂,不仅安全无毒,可避免二次污染,而且还有混凝能力强、矾花大、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,故需慎重选取。

  (3)聚硅酸类混凝剂

  聚硅酸在20世纪30年代后期作为混凝剂在水处理中得到应用。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,主要依靠表面羟基的氢键作用可以吸附许多其它分子。并且硅酸在聚合过程中,随着分子量的不断增大而交联成网状,吸附架桥能力增强,从而聚合度增大,处理效果加强,形成的矾花大而易于沉降。聚硅酸在储存时易发生自聚反应,析出硅胶而失去混凝功能,故只能现场制备,这也就限制了聚硅酸的应用和推广。

  有机型混凝剂

  (1)合成高分子混凝剂

  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。

 

水处理混凝剂

  (2)天然高分子混凝剂

  天然高分子絮凝剂在水处理中的应用历史可追溯到2000年前的古代中国和古埃及。在近代水处理中,通过化学改性的天然高分子化合物仍是一类重要的絮凝剂,其特点是分子量分布广,活性基团点多,结构多样化等,尤为突出的是它安全无毒,具有良好的/环境可接受性0,因此在有机絮凝剂众多研究方向中,此方向的研究开发逐渐引人注目。但此类絮凝剂由于电荷密度较小,分子量较低,且易发生生物降解而失去絮凝活性等缺点,其使用少于合成高分子絮凝剂。目前,天然高分子絮凝剂的主要品种有淀粉类、半乳甘露聚糖类、纤维素衍生物类、微生物多糖类及动物骨胶类等五大类。

  (3)微生物高分子混凝剂

  大量研究发现,许多微生物能产生絮凝物质,主要包括:革兰氏阳性菌,如红平红球菌、棒状杆菌等。革兰氏阴性菌,如协腹产碱杆菌、Alcaligenescupidus等。及其它微生物,如假单胞菌属、土壤杆菌属、拟青霉属等。其中具有强絮凝作用的是红平红球菌,在日本的旱田土壤中常见,在沉降性能良好的活性污泥微生物中约占2%。用它开发的微生物絮凝剂命名为NOC-1。使用该絮凝剂对畜产废水、膨胀污泥、废水脱色等的处理,取得了良好的絮凝作用和脱色性能,能抑制污泥膨胀。

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