聚硅酸盐类絮凝剂改性及在水处理中的应用研究进展-第2页-北极星水处理网

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1.2含二元金属离子的聚硅酸盐

对含二元金属离子的聚硅酸盐絮凝剂研究较早的是聚硅酸铝铁（PAFS）。由于聚铝、聚铁类絮凝剂都有各自的优缺点。将铝盐、铁盐引入到聚硅酸中制成含二元金属离子的PAFS后，使得产品能发挥铝盐良好的脱色效果和铁盐沉降速度快特性，克服各自的缺陷，提高絮凝性能。此外，还有研究者对聚硅酸铝锌（PAZS）、聚硅酸铝镁（PAMS）、聚硅酸铁镁（PFMS）等含二元金属离子的聚硅酸盐絮凝剂进行研究，并在废水处理中取得了良好效果。

Sun等用粉煤灰制得PAFS，通过X射线衍射光谱表明生成的PAFS不是铝盐、铁盐与聚硅酸的简单混合而是生成了新的化学物质，并且PAFS晶体随(Al+Fe)/Si摩尔比的改变也有微小变化。而TEM的结果显示PAFS的形态很大程度上受(Al+Fe)/Si摩尔比的影响，当(Al+Fe)/Si摩尔比为14:1或12:1时，出现三维的链网结构，此时对于废水的浊度去除率达到最佳，而(Al+Fe)/Si摩尔比过高或过低都将使三维的链网结构消失。

而Niu等将自制的PAFS用于处理黄河水和城市污水，在（Al+Fe)/Si摩尔比为5，盐基度为2时，对COD和浊度具有最佳的去除效果，而对除磷的最佳条件则是在（Al+Fe)/Si摩尔比为5，盐基度为1时。同时还有研究显示（Al+Fe)/Si摩尔比为1.5:1，A1/Fe摩尔比为2:1时制成的PAFS对造纸废水具有最佳的絮凝性能。不同的研究者所合成的产品性能和最佳的絮凝条件具有一定的差异。这主要是由于产品的制备工艺和处理水质的不同造成的。因此形成一套完整、成熟的PAFS制备工艺并对不同水质的絮凝条件进行深入探索，对其实际生产与应用具有重要意义。

1.3含多元金属离子的聚硅酸盐

随着聚硅酸盐类絮凝剂的不断发展，为了充分发挥各金属离子的优势，提高絮凝性能，还将多种金属离子加入到聚硅酸中，制备含多元金属离子的聚硅酸盐絮凝剂。陈凌等将自制的聚硅酸铝铁（Ⅱ）镁（PSAFMS）絮凝剂用于处理印染废水，表明PSAFMS使用的最佳pH范围是11～12，絮凝效果优于绿矾、硫酸铝、硫酸镁、PAC，其色度、COD、SS的去除率分别可以达到95.7%、84.2%、87.9%。而用聚硅酸铝铁锌（PAFZS）絮凝剂处理染料废水时，各金属离子也起到了很好的协同作用，其对色度去除率达到69.4%，相比PAFS将近提高了30%。

聚硅酸盐类絮凝剂的改性

2.1有机高分子聚合物改性剂

有机高分子聚合物如聚丙烯酰胺（PAM）、聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）等分子量大、电荷密度高、网链结构发达、对水处理中某些特殊污染物具有很好的去除作用，但其价格较高且具有毒性，不适合大规模应用。以有机高分子为助剂对聚硅酸盐絮凝剂进行改性制成无机-有机复合絮凝剂，不仅可以进一步提高聚硅酸盐絮凝剂的分子量，增强其絮凝性能，相比于有机絮凝剂，其成本低廉，几乎无毒，吸引了大量研究人员的关注，其中以PAM和PDMDAAC作为改性剂的研究较多。

2.1.1PAM改性剂

PAM是无机絮凝剂改性中常用的一类高分子聚合物，具有很强的吸附桥架能力，能有效改善污泥的脱水性能。将聚硅酸盐絮凝剂用PAM改性后，其吸附桥架能力明显提高，但电中和作用略有下降，原因是采用的阴离子型聚丙烯酰胺（APAM）与金属阳离子发生中和反应，降低所带电荷。因此，也有研究采用阳离子型聚丙烯酰胺（CPAM）、或非离子型聚丙烯酰胺（NPAM）作为改性剂。

在改性过程中，除了PAM自身的优势被引入外，PAM还会使絮凝剂中无机组分的物理、化学性质发生变化，从而提高产品整体的絮凝性能。其中物理性质的改变主要表现为产品中的金属离子及其各种水解产物在静电等作用下被PAM中带负电的基团所吸引并在其周围聚集；同时由于剪切力的作用，长链的PAM会发生卷曲、缠绕，将金属离子及其水解产物包裹在内，形成新的聚集体。

原标题：聚硅酸盐类絮凝剂改性及在水处理中的应用研究进展

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