混凝劑的種類與研究進展

彭勃 孫開太 葛玉杰 曾嘉 曹雙雙 孫蘭 李勝

摘 要：混凝是一種非常古老是水處理方式?；炷齽┑淖饔迷碇饕腥N，即靜電作用、吸附架橋作用和沉淀物質卷掃作用。水處理中應用的混凝劑的種類繁多，可分為無機混凝劑、無機高分子混凝劑、有機混凝劑、微生物混凝劑和復合混凝劑等。該文綜述了國內外混凝劑的種類及研究進展；總結了各種混凝劑的優(yōu)缺點、應用范圍及適用條件；提出了發(fā)展方向。

關鍵詞：混凝劑 研究進展 發(fā)展方向

中圖分類號：TU991.22 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）12（c）-0139-02

混凝過程是一個涉及到物理、化學、物理化學、水力學、膠體化學等各方面理論的綜合作用的過程，其影響因素眾多，例如水中各種雜質的成分和濃度、水溫、pH、混凝劑的性能及投加量、混凝過程中的水力條件、G值和GT值等等?；炷褪撬心z體粒子以及微小懸浮物的聚集過程，主要涉及三個方面的問題：水中膠體粒子的性質；混凝劑在水中的水解物種；膠體粒子與混凝劑之間的相互作用。

1 無機低分子混凝劑

1.1 鋁鹽混凝劑

傳統(tǒng)鋁鹽是人類文明史上使用最早且最廣泛的一種混凝劑，早在16世紀，希臘人、埃及人和羅馬人便已經(jīng)熟知明礬具有混凝性能并將其應于實踐當中。美國是最早將鋁鹽應用于水處理的國家，在1884年，海雅特獲得了用硫酸鋁進行水處理的專利權。傳統(tǒng)鋁鹽混凝劑包括硫酸鋁、氯化鋁和明礬等，這些鋁鹽自19世紀以來由于其良好的混凝沉降性能而被廣泛應用[1]。

1.2 鐵鹽混凝劑

鐵鹽混凝劑與傳統(tǒng)鋁鹽混凝劑相比，不僅生成的礬花大、沉降速度快、沉降性能佳，對混凝所需的環(huán)境如溫度、pH值等要求寬泛，而且在低溫的條件下，其混凝效果要遠遠好于傳統(tǒng)鋁鹽混凝劑。此外，三價鐵鹽混凝劑的Fe3+還有可能與水體中存在的腐殖酸等有機物反應生成可溶性有機污染物，影響出水的色度[2]。

2 無機高分子混凝劑

2.1 聚合鋁鹽混凝劑

在聚合鋁鹽混凝劑中，聚合氯化鋁占有相當重要的地位。聚合氯化鋁的生產(chǎn)方法主要有酸溶一步法、凝膠法、中和法以及熱分解法等。在聚合氯化鋁等無機高分子鋁鹽混凝劑被越來越廣泛使用的同時，人們也在對聚合鋁鹽在溶液中的形態(tài)、混凝機理等展開了深入系統(tǒng)的研究[3]。

2.2 聚合鐵鹽混凝劑

無機高分子聚合鐵鹽混凝劑主要包含PFS、PFC、PFP、PPFC和PASC等。其中PFS是聚合鐵鹽混凝劑的典型代表，由日本首先研制成功并投入市場的。

PFS混凝處理廢水時生成的混凝物質量大、對不同的混凝條件如pH值、水溫的變化適應性強。與聚合鋁鹽混凝劑相比，其具有更好脫色、除油、除臭能力[4]，且對重金屬的去除性能佳，可廣泛用于市政用水、印染廢水、制革廢水和礦井水的處理當中[5]。

3 有機混凝劑

中國和埃及早在2000年前就已經(jīng)將天然高分子有機物應用在了水處理中，天然有機高分子混凝劑是指以淀粉、纖維素等天然高分子物質為原料，經(jīng)過一定條件下化學改性后得到的一種綠色混凝劑[6]。它主要分為淀粉類、纖維素衍生物類、微生物多糖類、半乳甘露聚糖類和動物骨膠類。在近現(xiàn)代水處理中，天然有機高分子混凝劑一直是一種重要的混凝劑。

4 微生物混凝劑

微生物絮凝劑主要是一類由微生物或其分泌物產(chǎn)生的代謝產(chǎn)物，它是利用微生物技術，通過細菌、真菌等微生物發(fā)酵、提取、精制而得的水處理劑[7]。根據(jù)微生物混凝劑的制備方法的不同，其主要分為利用微生物細胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑、直接利用微生物細胞的絮凝劑、利用微生物細胞壁提取的絮凝劑、以及克隆技術所獲得的絮凝劑等四大類。

5 復合式混凝劑

復合混凝劑即有兩種或者兩種以上的混凝劑組成，其中一種是無機混凝劑；另外一種可以是無機混凝劑或者有機混凝劑，包括酸、無機鹽或者有機聚合物。

無機-無機復合型混凝劑是兩種無機混凝劑在一定條件下共聚得到的，一般會同時具有兩種無機混凝劑的優(yōu)點。常見的無機-無機復合型混凝劑主要包括PASiS、PFSiS、PFAC、PASiC、PAFSiC、PFSC等[8-10]。

6 結語

綜上所述，今后混凝劑總的發(fā)展方向是“高分子化、復合化、多功能化”。一方面完善無機高分子混凝劑產(chǎn)品的實用化研究，同時加強無機混凝劑與有機高分子混凝劑復合劑型的制造和應用。

參考文獻

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