聚合氯化铝絮凝剂处理生活污水的基本技术论证

有机高分子絮凝剂

高分子絮凝剂种类

目前应用于水处理中的高分子凝剂，为分子量由数万至数百万的高分子水溶性有机聚合物。有机高分子絮凝剂具有在颗粒间形成更大的絮体及由此产生的巨大表面吸附作用。因而，近年来国内外在研究和应用方面都进展得很快。絮凝剂的种类很多，按其来源可分为天然和人工合成的两大类。

天然高分子絮凝剂

淀粉、单宁、纤维素、藻朊酸钠、古尔胶、动物胶和白明胶等等。天然高分子絮凝剂可经过各种化学改性以适应不同的需要，如淀粉可改性为糊精、苛化淀粉、含磷酸盐-CH2OPO(CH)2和含胺基-CH2CH2NH2的淀粉等。一般来说天然高分子絮凝剂价格低廉，但分子量较低且不稳定，使用时用量高，效果不佳且排放时有可能产生BOD等问题。所以，除考虑到毒性而使用人工合成的高分子絮凝剂。其中用得最为广泛的要属分子量为300万以上的聚丙烯酰胺及其衍生物。实践证明，不同的高分子絮凝剂，对不同的水质处理效果相差很大，其最佳效果的用量幅度很小，超过一定范围，反而会形成复稳。

高聚合度的水溶性有机高分子聚合物或共聚物的分子中，含有许多能与胶粒和细徽悬浮物颗粒表面上某些点位起作用的活性基团，分子量在数十万至数百万。根据聚合物单体上活性基团在水中的离解情况，按官能团分类可分为非离子型、阴离子型和阳离子型三类。表1是许多高分子絮凝剂的主要官能团。

国内外常用的具有代表性的高分子絮凝剂有：非离子型-聚丙烯酰胺(简写为PAM，分子量在150万-900万，商品浓度一般为8%)、聚氧化乙烯;阴离子型-聚丙烯酸(PAA)、聚甲基丙烯酸水解聚丙烯酰胺(HPAM)、聚磺基苯乙烯;阳离子型-丁基溴聚乙烯吡、聚二丙烯二甲基胺(PDADMA)。用量一般为废水量的百万分之一至百万分之二。

当絮凝剂为离子型，且其电性与胶粒表面电荷相反时，絮凝剂就考虑到降低ξ电位和吸附桥连的双重作用，絮凝效果就特别显著;而当其点性与胶粒表面电荷相同时，则要求双方的电荷都不太强。为要充分发挥絮凝剂的吸附桥连作用，应使它的长链生长到最大限度，同时让可离解的基团达到最大的离解度且得到充分的暴露，以便产生更多的带电部位，并与微粒有更多的碰撞机会，结果絮凝效果可提高数倍。

表1：高分子絮凝剂的主要官能团

非离子型官能团 ——OH 羟基 ——CN 腈 ——CONH2 酰胺

阳离子官能团 ——NH2 伯胺 ——NH—R 仲胺 ——N—RR 叔胺 R——N—RR 季胺

阳离子型官能团 ——COOH 羧酸 ——SO3H 磺酸 ——OSO3H 硫酸脂

当然，絮凝剂的选择及使用量要根据废水的具体性质而定，总的原则是所用的絮凝剂必须价廉、易得、高效、使用量少。生成的絮凝物易沉降分离。使用无机絮凝剂时要注意其适用的pH值范围，一般在投加无机盐絮凝剂后再添加pH调节剂。对高分子絮凝剂，为了充分发挥其在水中的化学架桥作用，应选用能在水中均匀分散、溶解，具有吸附活性基因的高分子化合物、水容性高分子化合物。为了使其在水中处于较大的分散状态，一般先用纯水或软水溶解配成一定浓度的溶液，然后再加到待处理的废水中去。因为这些高分子化合物往往会受到水质的影响。使分子的扩散和离子基的离解受到抑制，处理效果下降。

在絮凝反应器方面

目前处于主流的反应器有：隔板反应池、涡流式反应池、机械搅拌反应池、静态混合器、文丘里管道混合器、机械加速澄清池、固定絮凝器等等。为了使胶体脱稳和絮体颗粒增大密实，并降低能耗、药耗，就需要对絮凝设备结构构造进行深入研究，开发出新型高效的絮凝设备。根据涡流理论设计的多极涡流管式混合器和通过一系列格网以增加水流紊动度来提高絮凝效果的竖流往复折流式絮凝反应器便是其中效果较好的两种絮凝设备。

应用情况和开发利用前景

絮凝过程既是最古老的水质净化处理方法，又是当今众多水处理工艺技术中应用最广泛、最普通的单元操作工艺技术。絮凝过程作为众多处理工艺流程中不可缺少的前置关键环节，其效果的好坏往往决定后续工艺流程的运行工况、最终出水质量和成本费用，因此，它始终是水处理工程中重要的研究开发领域。我国现有近百余家絮凝剂生产厂，年总产量约30万吨，但大多为粗放型小规模的乡镇企业。企业多、产值低，工艺技术落后、高能耗、重污染、低品位是目前我国无机高分子絮凝剂生产存在的普遍而突出的问题。

高效复合型絮凝剂是在原有无机高分子絮凝剂基础上创新发展的新型品种，具有价廉、高效、多功能，反应速度快，凝絮颗粒密实、沉降快等特性。比传统产品具有显著除浊、脱氮除磷以及油，COD和BOD等作用功能。在当前饮用水微污染物净化处理工艺，城镇污水强化絮凝工艺，纳污河流整治以及工业废水净化处理过程中都将得到广泛应用。因此，国内外市场应用前景十分看好。社会环境效益与经济效益十分可观。

目前市场上流行的絮凝剂主要有：季胺盐型阳离子高分子化合物、ZBH-502 聚合氯化铝(PAC)、ZBH- 净水王系列高效复合混凝剂、ZBH-聚硅酸系列混凝剂、ZBH-聚丙烯酰胺系列絮凝剂、ZBH-201絮凝脱色剂、ZBH-202 季铵型絮凝剂、ZBH-203 除油絮凝剂(油水分离剂)、二氯异氰脲酸钠、HB-901 杀菌灭藻剂、HB-902 固体活性溴杀菌灭藻剂、HS-916清洗剂系列、高效阳离子有机高分絮凝剂JY-02、多功能复合型絮凝剂JYF系列、Polyelectrolyte(DMCTH)、阳离子高分子絮凝剂JC-48XX系列、阳离子絮凝剂 HYC—601、乳液型E-HYM阳离子絮凝剂、阴离子絮凝剂HY─3、阳离子絮凝剂HYM、聚合硫酸铁(PFS)等等。

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