無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的研究進(jìn)展

田 玲，何 芳（新疆工程學(xué)院，新疆烏魯木齊 830000）

無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的研究進(jìn)展

田 玲，何 芳
（新疆工程學(xué)院，新疆烏魯木齊 830000）

化學(xué)絮凝沉降法是水處理中最常用的方法，作者著重對(duì)無(wú)機(jī)高分子絮凝劑進(jìn)行了研究。概述了各種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的研究現(xiàn)狀及進(jìn)展，并分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。通過(guò)比較，對(duì)其存在的問(wèn)題及未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行了展望。

水處理；無(wú)機(jī)絮凝劑；展望

近年來(lái)隨著我國(guó)人口和經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，用水需求量和廢水排放量的增加，水資源的短缺變得愈發(fā)嚴(yán)重。而廢水的回收再利用成為解決矛盾最為有效的辦法。常用的水處理方法有吸附法、電滲析法、化學(xué)氧化法、生化法、離子交換法等［1］，應(yīng)用最廣的是化學(xué)絮凝沉降法。

絮凝劑可分為無(wú)機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑和微生物絮凝劑三種。目前應(yīng)用最廣泛的有機(jī)絮凝劑當(dāng)屬聚丙烯酰胺。由于殘存著丙烯酰胺單體，給生物體及環(huán)境帶來(lái)毒性，其應(yīng)用受到了限制。微生物絮凝劑是利用生物技術(shù)，通過(guò)對(duì)微生物的一系列處理得到的一種新型、高效、廉價(jià)的水處理劑。但其最大的缺點(diǎn)是有可能帶來(lái)未知生物污染。無(wú)機(jī)絮凝劑因其具有原料來(lái)源廣泛、制備工藝簡(jiǎn)單、毒性低、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，使它在絮凝劑的研究和應(yīng)用中占據(jù)了重要的地位。

1　金屬鹽類無(wú)機(jī)高分子絮凝劑

1.1聚鋁類絮凝劑

聚合氯化鋁是由于氫氧根離子的架橋作用和多價(jià)陰離子的聚合作用而產(chǎn)生的分子量較大、電荷較高的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。因其具有用量少、效率高、絮凝體大、沉降快、凈水性能好等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)處理前后pH變化小，多應(yīng)用于高濁度水、低溫低濁度水、有色水及工業(yè)污水的處理。但是由于其生產(chǎn)中原料受限、條件難控制、過(guò)程長(zhǎng)和產(chǎn)品聚合度不夠等缺點(diǎn)，使得在工業(yè)上的應(yīng)用受到限制。

1.2聚鐵類絮凝劑

聚鐵類絮凝劑主要有聚合硫酸鐵、聚合磷酸鐵、聚合氯化鐵及其陽(yáng)離子的混合物等。其中聚合硫酸鐵因其具有去除效果好、絮凝反應(yīng)快、絮體體積大、沉降快、污泥脫水性好、價(jià)格低廉等的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用最為廣泛。缺點(diǎn)是對(duì)設(shè)備的腐蝕較嚴(yán)重，投資較大，且處理后的水質(zhì)色度不高，水質(zhì)不穩(wěn)定［3］。

2　聚硅酸絮凝劑

活化硅酸又稱聚硅酸，是將水玻璃活化生成硅酸再通過(guò)羥基橋聯(lián)及氧基橋聯(lián)縮聚后形成的。聚硅酸形成后，硅酸的縮聚并不停止，而是繼續(xù)進(jìn)行晶型縮聚反應(yīng)，最終生成硅酸凝膠，從而失效。由于聚硅酸電性為陰性且具有很強(qiáng)的自聚能力，不具備電中和性，絮凝效果并不是很好，故而在實(shí)際應(yīng)用中受到很大的限制。

3　復(fù)合型無(wú)機(jī)高分子絮凝劑

3.1鋁鐵共聚類絮凝劑

利用氯化鋁、硫酸鐵等原料制備聚合氯化鋁鐵絮凝劑［4］，既改善了單一鋁鹽絮體松散、難沉降的問(wèn)題，又有效地彌補(bǔ)了單一鐵鹽絮體較小，卷掃作用較弱，處理后水有色度的不足。將其應(yīng)用于高嶺土懸濁液、工業(yè)印染廢水及煉油廢水時(shí)，出水的pH、去濁率、COD、脫色率均達(dá)到國(guó)家一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

3.2聚硅酸金屬鹽類絮凝劑

為了改善聚硅酸易形成硅酸凝膠而失效的缺點(diǎn)，常向其中加入金屬離子來(lái)阻止內(nèi)部硅酸分子的聚合。常用的金屬離子有Al3+、Fe3+、Zn2+。

3.2.1聚硅氯化鋁絮凝劑

將利用硅酸鈉、氯化鋁為原料制得的聚硅氯化鋁絮凝劑應(yīng)用于污水（渾濁、NH4+）的處理，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，聚硅氯化鋁絮凝劑對(duì)污水有較好的去濁效果，COD的去除效果明顯，同時(shí)對(duì)氨氮的去除效果達(dá)到90%以上。

3.2.2聚硅硫酸鐵絮凝劑

在一定的合成條件下，向制備好的聚硅酸中加入硫酸鐵溶液，充分反應(yīng)后得到聚硅硫酸鐵絮凝劑。何金釧［6］等將制備好的聚硅硫酸鐵絮凝劑應(yīng)用于煉油廠的污水處理，結(jié)果表明：污水的去濁率達(dá)到90%以上，COD的去除率達(dá)到50%以上。

3.2.3聚硅酸鋁鐵絮凝劑

聚硅酸鋁鐵絮凝劑綜合了聚硅酸的黏結(jié)聚集、吸附架橋效能強(qiáng)，鋁鹽絮體大、脫色性能好及鐵鹽絮體密實(shí)、沉降速率快等特點(diǎn)，在除濁、脫色、去除有機(jī)物和重金屬離子具有更好的效果，是目前國(guó)內(nèi)外水處理劑領(lǐng)域研究開發(fā)的熱點(diǎn)。

3.2.4聚硅酸鋅絮凝劑

聚硅酸鋅絮凝劑是在聚硅酸溶液中引進(jìn)Zn2+而得到。鋅的加入改變了聚硅酸原有的顆粒形狀，形成了兩種粒子混雜的鏈網(wǎng)狀、層狀結(jié)構(gòu)，使聚硅酸鋅絮凝劑在絮凝過(guò)程中具有良好的絮凝吸附特性和橋聯(lián)卷掃作用。聚硅酸鋅具有耐高強(qiáng)度機(jī)械攪拌的性能，使已絮凝顆粒不容易被破壞，解決了傳統(tǒng)絮凝劑絮凝顆粒松散、沉降速度慢的缺點(diǎn)。

3.3有機(jī)-無(wú)機(jī)復(fù)合類絮凝劑

在實(shí)際的應(yīng)用中，與無(wú)機(jī)絮凝劑相比，有機(jī)絮凝劑具有用量少、絮凝速度快、影響因素少等優(yōu)點(diǎn)，但水解后產(chǎn)生的單體有毒且價(jià)格較高。而有機(jī)-無(wú)機(jī)絮凝劑就是將二者的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合，定會(huì)成為今后絮凝劑的發(fā)展趨勢(shì)。

4　展望

為了更好地滿足生活和工業(yè)用水的需求，今后絮凝劑的發(fā)展仍著重于無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的研發(fā)及應(yīng)用上。重點(diǎn)應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮：①解決現(xiàn)有無(wú)機(jī)絮凝劑使用后的金屬殘留問(wèn)題。②利用廢棄物做生產(chǎn)原料，不僅降低成本，還能更好地保護(hù)環(huán)境。③絮凝劑的應(yīng)用更加具有針對(duì)性，使絮凝劑更好地發(fā)揮作用。④優(yōu)化合成工藝，加快產(chǎn)業(yè)發(fā)展的速度。

［1］ 張瓊，李國(guó)斌，蘇毅，等.水處理絮凝劑的應(yīng)用于研究.［J］化工科技，2013，21（2）：49-52.

［2］ 張莉紅.鐵系無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的研究進(jìn)展.［J］天津科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，19（2）：10-13.

［3］ 周安娜，張文藝.聚合硅酸氯化鋁的研制［J］合成化學(xué)，2003（4）：81-84.

The Research Progress of Inorganic Polymer Flocculant

Tian Ling，He Fang

Sedimentation and flocculation water treatment is the most commonly used method，the author focuses on inorganic polymer flocculant were studied.He outlined the study and development of inorganic polymer flocculant，and analyzes their advantages and disadvantages.By comparison，the existing problems and future development in the future.

water treatment；inorganic coagulant；outlook

X803.2

A

1003-6490（2016）05-0143-01

2016-05-03

田玲（1988—），女，山東濟(jì)寧人，碩士研究生，主要研究方向?yàn)樗幚矸较颉?/p>