水處理中絮凝劑的研究與應(yīng)用進(jìn)展研究

吳傳陽(yáng)（貴州畢節(jié)水務(wù)有限責(zé)任公司，貴州　畢節(jié)　551700）

水處理中絮凝劑的研究與應(yīng)用進(jìn)展研究

吳傳陽(yáng)
（貴州畢節(jié)水務(wù)有限責(zé)任公司，貴州畢節(jié)551700）

綜述了水處理中絮凝劑的種類及發(fā)展應(yīng)用現(xiàn)狀，介紹了不同絮凝劑在水系統(tǒng)處理過(guò)程中的應(yīng)用原理及使用優(yōu)缺點(diǎn)，并進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)。針對(duì)我國(guó)目前的水處理絮凝劑工作提出了一些設(shè)想和建議。

水處理；絮凝劑；應(yīng)用進(jìn)展分析；優(yōu)缺點(diǎn)研究

1　引言

我國(guó)屬于水資源污染問(wèn)題依然嚴(yán)重的國(guó)家，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，大量工業(yè)廢水排出，水環(huán)境不斷惡化，同時(shí)伴隨著工業(yè)企業(yè)的拓展，其用水量也逐漸增加，以致目前儲(chǔ)水和供水量無(wú)法滿足企業(yè)的生產(chǎn)所需。

多年來(lái)，人們?yōu)榱私鉀Q用水問(wèn)題，進(jìn)行了多年的研究與分析，通過(guò)各種物理、化學(xué)、生物的手段，盡量去除對(duì)生產(chǎn)、生活有害的物質(zhì)，滿足自身用水需求。其中，常用方法包括沉降法、過(guò)濾法、混凝法、絮凝法、阻垢法等［1］。過(guò)去的水處理絮凝劑一般是有機(jī)高分子絮凝劑、無(wú)機(jī)絮凝劑，伴隨著化學(xué)科學(xué)技術(shù)研究的進(jìn)展，現(xiàn)在的水處理絮凝劑已經(jīng)由傳統(tǒng)化學(xué)方式轉(zhuǎn)變?yōu)閺?fù)合型絮凝劑、微生物絮凝劑。筆者對(duì)其各自的絮凝原理及效果進(jìn)行分析研究。

2　絮凝劑的種類

絮凝劑是用于將原水中的膠體部分脫穩(wěn)形成細(xì)小的凝聚體，并在絮凝劑的作用下生成大體積的絮凝物的水處理試劑。正如上文所述，傳統(tǒng)絮凝劑又可以分為無(wú)機(jī)和有機(jī)；現(xiàn)代的又可以分為復(fù)合型和微生物。

2.1無(wú)機(jī)絮凝劑

無(wú)機(jī)絮凝劑主要有兩類，一是鋁鹽類，主要包括明礬、氯化鋁等；二是鐵鹽類，比如硫酸鐵、氯化鐵、氯化鈣等。或通過(guò)水解中間產(chǎn)物與原水中的陰離子、負(fù)電溶膠產(chǎn)生聚合體，或降低消除溶液內(nèi)膠體的毛電位使膠體絮凝。鋁鹽是一種效果比較明顯的絮凝劑，并曾被廣泛用于飲用水處理，但隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，研究發(fā)現(xiàn)鋁鹽會(huì)在人體內(nèi)積累，導(dǎo)致人們中毒，表現(xiàn)現(xiàn)狀為老年癡呆、鋁性腦病、鋁性骨病、鋁性貧血等。鐵鹽絮凝劑相對(duì)無(wú)害，但由于鐵鹽腐蝕設(shè)備，且有顏色。在選擇上具有局限性。

此外，由上世紀(jì)60年代開(kāi)始制備和應(yīng)用的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑（如聚合氯化鋁等）較無(wú)機(jī)絮凝劑含有多羥基絡(luò)離子，在聚集、沉淀水中膠體的同時(shí)，可令膠體粒子由相斥狀態(tài)變?yōu)橄辔?，破壞膠體穩(wěn)定性，提高絮凝效果。

2.2有機(jī)高分子絮凝劑

有機(jī)高分子絮凝劑又可以分為天然類和人工合成類，前者即由蛋白質(zhì)、藻朊酸鈉、淀粉、羧甲基纖維素鈉、動(dòng)物膠、多糖類化合物等天然化工物組成，故稱為天然類，該類污染較少，比較環(huán)保，不會(huì)造成第二次環(huán)境污染，效果較好，但因天然物質(zhì)儲(chǔ)存難度大，容易失去作用，并且由于含有的有效化學(xué)成分相對(duì)人工合成類的較低，需用量比較大。［2］后者即通過(guò)人工方式，利用化學(xué)科學(xué)技術(shù)合成的有機(jī)高分子絮凝劑，比如聚丙烯酰胺、聚乙烯亞胺、聚丙烯酸鈉、聚乙烯吡啶鹽等，該類由于直接通過(guò)化學(xué)合成，所含成分濃度高，用量少，且效果快，受到的干擾也比較小，但因?yàn)閮r(jià)格偏高，常用于一些特殊用途，如高濁度、高濃度、高色度的廢水處理。天然有機(jī)高分子絮凝劑屬于可再生資源，來(lái)源豐富，具有價(jià)格便宜且易生物降解。

2.3微生物絮凝劑

微生物絮凝劑是一種由微生物組成的物質(zhì)，其具有絮凝劑的效果，因此被稱為微生物絮凝劑。該類絮凝劑通過(guò)微生物的新陳代謝達(dá)到處理效果，主要作用方式是通過(guò)新陳代謝產(chǎn)物作用于水中的顆粒，然后沉淀。這是相對(duì)更加安全、高校、自然降解且不具有污染的新型水處理方式。

從上世紀(jì)70年代末由日本學(xué)者發(fā)現(xiàn)的具有絮凝作用的微生物培養(yǎng)液到我國(guó)于90年代開(kāi)始涉足這一領(lǐng)域，并取得了一定的研究。截至目前，由于技術(shù)條件未達(dá)到需要的條件，因而對(duì)微生物絮凝劑的具體作用機(jī)理存在諸多說(shuō)法，其中不乏有著名科學(xué)家提出的合理解釋，但只能解釋某一種或多種現(xiàn)象，無(wú)法對(duì)性質(zhì)進(jìn)行全部概括。比如，PHB聚合學(xué)說(shuō)、粘質(zhì)假說(shuō)、菌外纖絲纖維素學(xué)說(shuō)、病毒假說(shuō)以及Strantford提出的吸附架橋?qū)W說(shuō)和電性中和學(xué)說(shuō)等［3］。筆者結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)微生物絮凝劑進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分類，主要依據(jù)是微生物的構(gòu)成，包括真菌類，即黃曲霉、醬油曲霉等；細(xì)菌類，即克雷伯氏菌、芽孢桿菌、假單胞菌、沙雷氏菌等；放線菌類；復(fù)合微生物類。相對(duì)與前面介紹的兩種化學(xué)絮凝劑而言，微生物絮凝劑的效果更好、更強(qiáng)，且無(wú)毒、無(wú)色、無(wú)二次污染等諸多優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用前景非常廣泛。

2.4復(fù)合型絮凝劑

復(fù)合型絮凝劑顧名思義，就是利用前面三種絮凝劑進(jìn)行組合形成的復(fù)合型絮凝劑。主要組合方式有三種，一是無(wú)機(jī)與有機(jī)的組合，這在應(yīng)用中相對(duì)較多，能夠利用無(wú)機(jī)絮凝劑的電中和反應(yīng)而凝聚，還可以利用有機(jī)高分子絮凝劑的橋聯(lián)作用網(wǎng)補(bǔ)其他的雜質(zhì)顆粒，達(dá)到更為有效去除細(xì)微懸浮粒子的目的。二是無(wú)機(jī)與微生物的組成，這是將先進(jìn)的微生物與傳統(tǒng)的絮凝劑進(jìn)行復(fù)合，以期彌補(bǔ)傳統(tǒng)絮凝劑的不足，具有非?，F(xiàn)實(shí)的研究意義。三是復(fù)合微生物絮凝劑，即將多種微生物放在一起，達(dá)到1+1＞2的效果，這是由我國(guó)的馬放教授提出的。復(fù)合微生物絮凝劑可由廉價(jià)培養(yǎng)基進(jìn)行混合菌群發(fā)酵得到，亦可通過(guò)對(duì)自然環(huán)境已有的微生物代謝物進(jìn)行處理獲得。

3　結(jié)語(yǔ)

我國(guó)屬于水資源污染相對(duì)較為嚴(yán)重的國(guó)家。為加強(qiáng)工業(yè)污水處理，絮凝法由于工藝簡(jiǎn)單、處理效果顯著，在工業(yè)廢水處理中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。但是，傳統(tǒng)絮凝法往往會(huì)導(dǎo)致二次污染或危害人體健康。因此，我們應(yīng)當(dāng)秉承綠色發(fā)展理念，研究更環(huán)保、更節(jié)能、效果更為突出的絮凝劑，追求高效、廉價(jià)、環(huán)保綠色是絮凝劑研制者們的目標(biāo)，降低生產(chǎn)成本、綠色環(huán)保、無(wú)二次污染是開(kāi)發(fā)新型絮凝劑的重要發(fā)展方向。無(wú)二次污染且易降解的綠色絮凝劑是目前及未來(lái)絮凝工藝的重要研究方向［4］。

［1］張瑛，阮曉紅.水處理混凝劑及其發(fā)展方向［J］.污染防治技術(shù)，2003.16（04）：45-49.

［2］馬放，劉俊良，李淑更等.復(fù)合型微生物絮凝劑的開(kāi)發(fā)［J］.中國(guó)給水排水，2003，19（04）：1-4.

［3］唐玉斌，陸柱.綠色水處理技術(shù)的研究與應(yīng)用進(jìn)展［J］.水處理技術(shù)，2002，28（01）：1-5.

［4］Salehizadeh H，Shojaosadati S A.Extracellular biopolymeric flocculants：recent trends and biotechnological importance［J］. Biotechnology Advances，2001，19（05）：371-385.

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.10.047

吳傳陽(yáng)（1975-），男，貴州畢節(jié)人，大專，助理工程師，研究方向：給排水行業(yè)。