有机,无机,新型三大类复合型絮凝剂的研究

无机- 无机复合絮凝剂

1. 1　铝铁类复合混凝剂

　　为了充分利用无机高分子絮凝剂在处理水中良好的凝聚效果、脱色能力和操作简便等优点。人们在80年代末90年代初开始对新型无机高分子絮凝剂的研制,主要是以聚氯化铝、聚合硫酸铁为基础,引入其它碱金属离子、SO42 - 、Cl- 、PO43 - 等,改变聚合物的形态结构及分布,或者是利用两种以上聚合物之间存在协同增效作用制备复合型絮凝剂。由于引入的高电荷离子阴离子或阳离子不但提高了电荷的中和能力,而且增加了高分子的配位络合能力,从而改变絮凝效果。它在混凝过程中除了具有电中和、吸附、卷扫作用外,还由于其分子量较大表现为线性或枝状聚集体,因而具备了一定的吸附- 架桥能力,对水中的胶体颗粒的相互间作用做出贡献。由于其优良的水处理效果,研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型无机混凝剂成为一种趋势。其常见产品主要包括聚铝铁类(如聚合氯化铝铁),和聚硅酸金属盐类(比如聚硅酸铝铁)的复合无机絮凝剂。

 1. 2　聚硅酸金属盐类絮凝剂

　　聚硅酸是常使用的助絮剂,但在储存时由于自聚作用易析出硅胶而失去絮凝功能。一些金属离子有抑制硅酸聚合延缓其胶凝的作用,这主要是因为聚硅酸中引入金属离子后,一方面降低了溶液的pH值,使其中有效成分的数量减少,另一方面降低了聚硅酸表面发生聚合作用的羟基氧的电子密度,从而抑制了硅酸的聚合 。人们把活性硅和一般金属盐类絮凝剂(铝盐、铁盐)的优点结合起来,研究开发出了许多聚硅酸金属盐类产品。根据其所加金属离子的主要成份不同可分为聚硅酸铝盐、聚硅酸铁盐和含多种金属的聚硅酸盐。聚硅酸铝盐是这类絮凝剂中较早开发的品种,也是目前的主要研究对象。聚硅酸铝盐是在活化硅酸(即聚硅酸)及铝盐絮凝剂的基础上发展起来的聚硅酸与铝盐的复合产品。由于其带负电荷的聚硅酸具有较高的分子量,对水体中的胶粒具有很强的吸附架桥能力,而铝盐在水溶液中水解可形成系列带有正电荷的水解羟基铝离子,具有较强的电中和能力,所以它同时具有电中和作用及吸附架桥作用。该类絮凝剂具有絮凝效果好,价格便宜,处理后水中的残铝量低等优点,引起了水处理界的极大关注,成为国内外无机絮凝剂研究的一个热点。袁斌等人以Al2 ( SO4 )和Na2 SiO3 为原料,采用复合共聚法,制备了PASS,并对其除浊、脱色、除油的性能进行了研究,均取得了满意的处理效果。乔燕等人以聚合氯化铝( PAC)和水玻璃为原料采用复合共聚的方法成功地研制出了聚合氯化铝硅( PASC)复合混凝剂。对制备PASC工艺中聚硅酸( PSA)的浓度、pH值、聚合活化时间、聚合氯化铝盐基度等工艺参数进行了选择与优化:并对PASC和PAC进行了长江水的混凝性能实验对比,结果表明PASC具有更优异的混凝性能。大量研究表明,铝硅复合混凝剂具有优良的净水效果和较低的残留铝含量。聚合铝硅无机高分子已成为新型复合无机混凝剂的研究热点。在聚硅酸中加入铁盐后,成为复合型混凝剂,它是聚硅酸通过硅羟基、氧基与金属键合所形成的螯合物。受聚硅酸与铁盐共同作用的影响,当加入的铁盐适量时,聚硅酸所带电荷可由负变为正,这样含铁的聚硅酸混凝剂就对水中胶粒具有电中和作用,使胶粒脱稳,同时吸附架桥作用。此外,高分子量的聚硅酸在其聚合过程中交联成网状,使凝聚体具有较大的表面积,可充分发挥吸附卷扫作用,以提高澄清作用。聚硅酸铁盐能同时发挥“吸附架桥”、“电中和”和“网捕”作用的复合型脱色絮凝剂,具有优良的混凝效果。所以对其的研究非常广泛。罗成道等人研究了以粉煤灰和硫铁矿烧渣为原料制备高效混凝剂聚硅酸铁铝PSAF的方法,用该混凝剂处理工业废水与聚合硫酸铁PFS的处理效果比较,结果表明出水COD和色度去除率分别提高约25%和28% , SS去除率提高约10%。铁改性与聚硅酸的复合是近来制备复合无机絮凝剂的重要的方法之一。含有多种金属离子的聚合硅酸盐是一个新的研究方向,它对废水的处理更具有针对性。据文献报道,以矿石、废矿渣或一些工业合成中的废产品为原料,可制备出含有多种金属离子的聚硅酸盐絮凝剂。该絮凝剂以高分子聚合态碱式氯化铝为主要成分,同时含有高分子聚合态的铁、钙、镁化合物,并且特别含有活性硅酸成分。活性硅酸的羟基链充分伸展,增强了吸附架桥能力,对增大已形成的絮体体积有直接和重要的影响。可以通过其它成分含量的改变,而使其在处理某些特定废水中有更强的针对性。例如:提高原料中的铝钒土用量,增加产品中的铝溶出率后,对处理造纸中段废水和啤酒酿造废水有较好的效果;增加絮凝剂复合型无机高分子絮凝剂的现状及发展　王先平中镁成分的含量,则对处理印染、化纤废水有利,可达到减少用量而提高效果的目的。其研究对含有铁、铝、钙、镁、硅等成分的多种金属离子的复合无机絮凝剂的研究有着重要意义。