常用水处理絮凝剂应用综述

2018-08-05来源 : 3158环保网作者:email_1003917

对常用絮凝剂在水处理领域中的研究及应用情况进行了综述,介绍了几种主要类型的水处理絮凝剂的发展和应用过程,并针对今后絮凝剂研发工作提出了发展方向。

众所周知,我国是水资源短缺和污染比较严重的国家之一。尤其是西北地区,目前城市缺水严重,已造成严重的经济损失和社会环境问题。絮凝剂的使用,既可在很大程度上解决水污染的问题,还能使处理过的水进行二次利用,提高水的利用率,缓解由于水资源不足给社会发展带来的困难。因此,在水处理中絮凝剂的应用较为广泛,且占有非常重要的地位。

明矾、硫酸铝和铝酸钠等铝盐都属于铝系低分子絮凝剂,它自古就被使用,也是应用最为广泛的一类絮凝剂。这类絮凝剂的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。19世纪末美国最先将铝系絮凝剂用于水处理,之后因其卓越的混凝沉降性能而被广泛采用,现在,世界上大多数废水处理仍使用铝系絮凝剂。尽管铝盐被广泛使用,但铝是一种对人体有害的物质,它进人体后,会在一些机体组织中积蓄,将体内必需的营养元素和微量元素沉积,无法吸收,影响生理功能,导致人体出现诸如铝性脑病、铝性贫血等中毒病症。

此外,铝盐的pH值范围窄,因而影响了城市供水管网电化学腐蚀问题的解决。为解决这一问题,铝系高分子絮凝剂应运而生。铝系絮凝剂有很多,例如聚合硫酸铝(PAS)、硅酸铝铁(PSFA)、聚磷氯化铁(PPFC)、聚硫酸氯化铁,聚合磷酸铝(PAP)等高分子铝盐,以及含铝复合型絮凝剂,如聚硫酸氯化铝、聚磷酸氯化铝等。而聚合氯化铝(PAC)是最常用的铝系高分子絮凝剂,20世纪60年代,日本首先研制并投入实用。70年代中期以后,日本给水处理中PAC的使用超过了明矾。聚合氯化铝对高浊度、低浊度、高色度及低温水都有较好的混凝效果,PAC的效能在许多方面优于明矾等传统铝盐,其投加量小,絮凝体形成速度快且易沉淀,反应沉淀时间短,水温及pH的适应范围广,它的加入量不宜过多,否则也会使水发浑。PAC的生产方法较多,有中和法、凝胶法和热分解法等。

考虑到铝盐对身体的危害性,人们开始寻找一种一类可以替代铝盐的絮凝剂,20世纪30年代,人们发现了铁系絮凝剂,这种不仅安全无毒,可避免二次污染,而且还有混凝能力强、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,且铁盐絮凝剂中的Fe3+与水中腐植质等有机物可形成水溶性污染物,使自来水带色,所以要慎重选取。简单的铁盐絮凝剂主要是三氯化铁、硫酸亚铁等。与铝盐类似,铁盐也从简单的低分子絮凝剂向高分子絮凝剂方向发展。

聚合硫酸铁(PFS)由日本首先研制成功并投放市场,我国1983年以来也开展了PFS的研究。目前我国PFS的生产技术已达到了国外水平,广泛用于净水处理和污水处理。PFS与聚胺、二烯丙基二甲基氯化铵均聚物等阳离子聚合物、强无机氧化剂等,具有非常好的复合性能,复合后絮凝剂对于低温低浊度水、高浊度水、市政污水、印染废水等均具有良好的处理性能。除PFS以外,还有聚磷酸铁(PFP)、聚氯化铝铁(PAFC)、聚硫酸铝铁(PAFS)、聚硅酸铝铁(PSFA)、聚磷氯化铁(PPFC)、聚硫酸氯化铁(PASC)等复合型絮凝剂。它们比PAC和PAF分子量大,混凝效果好,广泛用于石化厂、钢铁厂、煤矿和印染废水的处理。

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