聚硅酸盐类絮凝剂改性及在水处理中的应用研究进展-第3页-北极星水处理网

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新的聚集体拥有更加发达的相互交联的网链结构，且质量、电荷量更大。有利于对废水中胶体颗粒的吸附和网捕，形成更大的絮体，提高沉降性。但PAM含量过高又会造成产品包裹过度而降低絮凝能力。这一现象在余宗学等人的研究中也得到证实。在其对聚硅酸硫酸铁（PFSS）的改性中观测到随着PAM的加入，PFSS中大量的棒状晶体被一层胶状物所包裹并形成相互交联的网状结构，随着PAM含量的提高，晶体被包裹的程度增大，但产品絮凝性能反而降低。

在PAM/PFSS比例为0.2g/L，投加量为45mg/L时，PAM-PFSS对稠油废水具有最佳的絮凝效果，浊度、COD去除率分别达到97.22%、91.66%。同时经过PAM改性后的PFSS在对城市生活污水的处理中，其絮凝效果也有明显增强，且投加量比PFSS更少。

PAM的加入还会改变絮凝剂的某些化学性质，如金属离子的水解平衡，使产品中铝、铁的形态分布发生变化，趋于更加有效的形式。研究发现经过CPAM改性后的PAFS，其(Al-Fe)b含量从5.32%提高到了20.31%，而(Al-Fe)c的形成则受到抑制，在PAFS-CPAM投加量为60mg/L时，对染料废水中的浊度、COD去除率可以达到95%、85%以上，优于PAFS、CPAM、PAFS/CPAM、CPAM/PAFS。

2.1.2PDMDAAC改性剂

PDMDAAC属季铵盐阳离子型有机高分子聚合物，与PAM相比其正电荷密度高、水溶性好、毒性低，在高浊废水和染料废水中都有很好的应用。目前，对于染料废水的处理常用的絮凝剂是铝盐和铁盐类，这类絮凝剂对水不溶性染料废水具有良好的脱色效果，但对水溶性的活性染料作用较差。而PDMDAAC具有季铵离子，可以与活性染料中的磺酸基团结合，使染料分子与PDMDAAC合为一体形成中性大分子，不再溶于水，而是互相吸附并聚集成团下沉。

因此将PDMDAAC作为改性剂加入到聚硅酸盐絮凝剂中可以有效提高产品的脱色性。张锐等以PDMDAAC对PAFS进行改性，合成PAFS-PDMDAAC絮凝剂，在处理活性艳蓝模拟染料废水时，脱色率高达87.7%，优于PAFS絮凝剂的77.1%。在较低的投加量下，经PDMDAAC改性的聚硅酸硫酸铝（PASS）对于废水的浊度去除率也明显高于PASS和用PAM改性的PASS。同时，PDMDAAC还具有优越的杀抑菌、藻，去除三氯甲烷（CHCl3）的功效。经过其改性后的聚硅酸盐絮凝剂在河流、湖泊等微污染水体的治理中也具有很大的潜能。

此外，聚丙烯酸钠、聚氧化乙烯、聚苯乙烯磺酸钠等作为絮凝剂在水处理中都显示了良好的絮凝效果，但以它们作为改性剂对无机絮凝剂进行改性的报道还较少，有待进一步的研究。

2.2天然高分子有机物改性剂

天然高分子有机物与人工合成的高分子有机物相比，其原料来源广、绿色安全，在水体中可被微生物自然完全分解。以天然高分子有机物对聚硅酸盐絮凝剂进行改性提高絮凝性能，符合絮凝剂绿色安全的原则。其中主要以淀粉类、甲壳素类、纤维素等作为改性剂。王茂玉以聚硅酸铝锌与阳离子淀粉复配用于处理炼油厂废水，其对油、浊度的去除率可达到96%、98%以上。韩雪等以硅酸钠、硫酸铝、硫酸锌、壳聚糖为主要原料合成聚硅酸铝锌-壳聚糖复合絮凝剂，结果显示聚硅酸铝锌-壳聚糖絮凝剂具有紧密的空间网状结构，絮凝性能较好。

2.3其他改性剂

为提高聚硅酸盐絮凝剂的稳定性与絮凝性能，也可在聚硅酸盐絮凝剂中加入硼（B3+）等非金属离子进行改性。对含硼聚硅酸硫酸铁的结构分析表明，含硼聚硅酸硫酸铁是B3+与聚硅酸、Fe3+、Fe3+的水解产物发生相互作用生成的一种新的聚合物，特殊的带状结构赋予了其较聚硅酸和聚硅酸硫酸铁更好的稳定性和絮凝性能。舒陈华等用自制含硼聚硅酸铝铁絮凝剂处理皂素废水，絮凝效果优于PAFS，对COD的去除率达到50%。此外，以正硅酸乙酯为硅源代替阴离子聚硅酸合成新型有机聚硅酸盐絮凝剂，产品聚合程度高、铝硅分布均匀，絮凝性能优异。

聚硅酸盐类絮凝剂在水处理中的应用

聚硅酸盐类絮凝剂对处理水的水质要求较低，在较低温度和较宽的pH条件下都具有良好的除油、除浊和脱色性能，且处理后水体中金属离子残留量低，不会引起二次污染，被广泛的应用在城市污水、印染废水、含油废水等水处理过程中。

城市生活污水出水量大，水质不稳定，在经过二级处理后还具有较高的COD、氨氮、总磷（TP）等，通常需要在二级处理后再加入絮凝等三级处理进一步提高出水水质。龙腾锐用不同的絮凝剂对城市生活污水生化后出水进行试验研究，结果显示在保证COD、SS、TP等达标的条件下用聚硅酸铁处理污水的成本仅为0.3元/m³，远低于PAC和聚合硫酸铁的0.78和0.48元/m³，是一种较经济的絮凝剂。

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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