有機(jī)高分子絮凝劑在污泥脫水中的應(yīng)用

尹奮平 烏蘭 吳尚 苑沛霖（西北民族大學(xué)化工學(xué)院，甘肅 蘭州 730030）

為了謀求更長遠(yuǎn)的發(fā)展，全球提倡綠色生產(chǎn)和發(fā)展，人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)所產(chǎn)生的廢水中，含有大量對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染的成分，在處理過程中會(huì)產(chǎn)生大量污泥，污泥中所含有的成分較為復(fù)雜，主要是帶負(fù)電荷的粒子群，水分含量較高，由此，為了減少污泥對(duì)環(huán)境的污染，對(duì)其進(jìn)行脫水處理是必然選擇，以此來分離其中含水量，降低污泥整體的質(zhì)量，為后續(xù)處理奠定基礎(chǔ)[1]。污泥脫水過程中，主要是提升污泥的脫水性能，而在目前所有的污泥脫水處理方法中，絮凝劑由其經(jīng)濟(jì)實(shí)惠、效果可觀的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用。但是隨著社會(huì)的進(jìn)步和發(fā)展，污泥中有機(jī)成分逐漸增加，對(duì)污泥脫水處理造成了嚴(yán)重的影響，以往的脫水處理方法已經(jīng)難以有效解決此類問題，對(duì)有機(jī)高分子絮凝劑的研究，成為提升污泥脫水性能的必然選擇。

1 制約污泥脫水性能的因素

傳統(tǒng)的污泥脫水方法是采用陽離子絮凝劑，在實(shí)踐應(yīng)用中取得了較好的成效，但是隨著工業(yè)以及人們生活水平的提升，污泥中有機(jī)成分含量逐漸增加，常傳統(tǒng)的陽離子絮凝劑難以滿足污泥脫水需求，對(duì)污泥脫水處理產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。相較于傳統(tǒng)單一陽離子絮凝劑而言，有機(jī)高分子絮凝劑對(duì)污泥脫水性能影響較大，所起到的效果較為顯著，絮凝劑用量，內(nèi)部含有的分子量、酸堿值以及陰陽離子度對(duì)污泥脫水性能好壞有著突出的影響。針對(duì)絮凝劑在污泥脫水中的應(yīng)用研究成果較多，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為絮凝劑應(yīng)維持在適量的程度，絮凝劑量少，脫水效果不夠突出，過多將造成污泥分子過于分散，難以形成結(jié)實(shí)的整體，達(dá)不到預(yù)期的脫水性能。目前國內(nèi)外對(duì)于污泥脫水的利弊研究較多，但是針對(duì)不同污泥處理方法所取得的效果研究較少，其中絮凝劑的種類，內(nèi)部含有分子量、陰陽離子度以及酸堿值是絮凝劑脫水性能主要考慮問題。

2 有機(jī)高分子絮凝劑的種類以及在污泥脫水中的應(yīng)用

2.1 天然高分子絮凝劑

有機(jī)高分子絮凝劑在污泥脫水處理中，一般分為天然高分子絮凝劑以及合成高分子絮凝劑[2]。天然高分子絮凝劑在實(shí)際應(yīng)用中沒有合成高分子絮凝劑效果突出，其中主要包含的成分有纖維素、植物含膠、蛋白質(zhì)以及各種無機(jī)成分，針對(duì)有機(jī)高分子絮凝劑的研究，符合全球提倡的綠色生產(chǎn)和發(fā)展，謀求更長遠(yuǎn)的利益需求，同時(shí)為無毒副作用的天然絮凝劑研究奠定了基礎(chǔ)。天然高分子絮凝劑中纖維素接枝共聚物以及淀粉衍生物成為主流研究方向。國外針對(duì)無毒的綠色絮凝劑理論研究較多，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為通過高錳酸鉀的引發(fā)作用，能夠促使淀粉等類似成分同氨基甲醇產(chǎn)生反應(yīng)，進(jìn)而形成一種天然高分子絮凝劑，對(duì)于自然材料的應(yīng)用效率高，成本較低，并且加工技術(shù)簡單，無需過長的生產(chǎn)時(shí)間，能夠適應(yīng)絕大多數(shù)的污泥脫水處理，應(yīng)用前景廣泛。

2.2 合成高分子絮凝劑

合成高分子絮凝劑由于自身含有成分較多，可以分為不同的類型，主要有陰、陽離子型、兩性型以及非離子型，還擁有同無機(jī)絮凝劑混合的復(fù)合型，其中陽離子型污泥脫水性能較好，其他的陰離子型等污泥脫水性能較差，難以取得可觀的成效。陽離子型由于自身含有大量的帶負(fù)電荷離子，能夠中和其他負(fù)電荷，將污泥絮凝脫水，因其良好的脫水性能，受到了工廠廢水處理的廣泛應(yīng)用。但是隨著人們生活以及工業(yè)生產(chǎn)排放的廢水中含有大量無機(jī)成分，對(duì)污泥脫水性能的需求逐漸提升，從以往單一的陽離子絮凝劑轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合型陽離子復(fù)合物。諸如陽離子纖維素衍生物，在污泥脫水處理過程中效果較為突出，其主要優(yōu)點(diǎn)是能夠最大程度的降低生產(chǎn)成本，提升資源利用效率[3]。負(fù)陽離子基因結(jié)構(gòu)不同，對(duì)電荷所產(chǎn)生的吸引能力不同，由此在脫水處理過程中，能夠有效的吸附污泥粒子。傳統(tǒng)的絮凝劑類型主要有粉狀以及液態(tài)，近幾年出現(xiàn)了水包水型陽離子乳液，此類產(chǎn)品主要是通過丙烯酰氧乙基在水介質(zhì)中所提取的乳液，對(duì)于污泥脫水具有溶解速度快的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生污染，并且彌補(bǔ)了粉狀絮凝劑溶解性能差的缺點(diǎn)，兼具了乳液的高效溶解性能。

兩性型絮凝劑同時(shí)具有陰和陽離子的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)污泥粒子有著強(qiáng)烈的吸附架橋作用，同時(shí)分子之間相互纏繞，脫水性能更為突出。針對(duì)不同種類的污泥有著較好的過濾以及脫水性能，最終形成的污泥固體含水率低，為后續(xù)處理奠定基礎(chǔ)。兩性型絮凝劑是目前國內(nèi)外最受主要的研究方向，含有的成分主要有亞氨基以及季氨基，陰離子基因以及含有氫的金屬離子為主，諸如含有氨基的丙烯酸鹽或者甲基丙烯酸鹽單體以及兩性復(fù)合物。相較于陽離子絮凝劑，兩性絮凝劑脫水性能更好，實(shí)際應(yīng)用效果更為顯著，但由于其中包含的分子量大，在制造過程中受到技術(shù)水平的限制，導(dǎo)致產(chǎn)品生產(chǎn)較為困難，由此主要應(yīng)用在污泥脫水處理中，并為能在其他領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用。

3 有機(jī)高分子絮凝劑在污泥脫水中的應(yīng)用方法

污泥內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，絮凝劑在使用過程中添加順序是否合理，對(duì)脫水性能好壞有著較為深遠(yuǎn)的影響，國外一些發(fā)達(dá)國家在針對(duì)絮凝劑的研究中取得了較為可觀的成效，值得我國借鑒。為了提升絮凝劑對(duì)污泥處理的脫水性能，國外學(xué)者認(rèn)為將陽離子聚合胺同聚丙烯酰胺按照一定的配比，能夠顯著提升污泥脫水性能。高分子絮凝劑在融入污泥后，使用脫水機(jī)進(jìn)行脫水，脫水后的污泥含水量較少，成固體形狀。在針對(duì)污泥脫水處理中，多數(shù)工廠采用復(fù)合型絮凝劑，復(fù)合型絮凝劑是在單一絮凝劑基礎(chǔ)上產(chǎn)生的，由于單一絮凝劑難以應(yīng)對(duì)不同種類的污泥成分，在實(shí)際應(yīng)用中難以取得顯著的成效，復(fù)合絮凝劑由此誕生。復(fù)合型絮凝劑最突出的優(yōu)點(diǎn)在于集合了大多數(shù)的絮凝劑優(yōu)點(diǎn)，能夠應(yīng)對(duì)多種多樣的污泥成分，脫水效果更好。目前常見利用絮凝劑對(duì)污泥進(jìn)行脫水處理的方法較多，將聚合季銨鹽同聚丙烯酰胺按照一定比例配比，加入到污泥中；將陽離子以及丙烯酰胺分別加入污泥中。針對(duì)不同污泥成分，采取不同的脫水處理辦法，能夠有效的提升脫水效率。

4 結(jié)語

綜上所述，有機(jī)高分子絮凝劑在污泥脫水處理中效果顯著，能夠有效的降低污泥中水分含量，提升資源的利用效率，減少制造成本，提升脫水性能。近幾年，相關(guān)領(lǐng)域?qū)W者針對(duì)高分子絮凝劑的研究取得了較為可觀的成效，但仍然存在一些不足，有待進(jìn)一步完善。與此同時(shí)，有機(jī)高分子絮凝劑的研究為綠色發(fā)展，生產(chǎn)對(duì)環(huán)境無污染的絮凝劑奠定了基礎(chǔ)，將其優(yōu)點(diǎn)應(yīng)用在其他用水以及糖類食品處理領(lǐng)域，對(duì)固液分離具有深遠(yuǎn)的影響，有機(jī)高分子絮凝劑的發(fā)展呈現(xiàn)良好的發(fā)展前景。

[1]尹奮平，烏蘭，吳尚等.淺談廢水處理中高分子絮凝劑的應(yīng)用[J].資源節(jié)約與環(huán)保，2015，02（05）:54.

[2]謝妃軍，成曉玲，余林等.高分子陽離子絮凝劑的合成及對(duì)印染廢水的應(yīng)用研究[J].印染助劑，2015，12（02）:37-40.

[3]陶乃畢，張鵬，朱希祿等.高分子絮凝劑的研究進(jìn)展[J].化工科技，2014，06（01）:73-76.