锌系无机高分子絮凝剂的研究进展
第37卷第1期
2008年1月
化工技术与开发
Technology&DevelopmentofChemicalIndustry
V01.37No.1
Jan.2oo8
锌系无机高分子絮凝剂的研究进展
吴彦瑜,陈文纳
(广西师范学院化学系,广西南宁530001)
摘要:对锌系无机高分子絮凝剂的应用研究及絮凝基础理论的研究进展进行了简要介绍,并对研究方面的
不足进行了探讨.
关键词:锌系;无机高分子絮凝剂;进展
中图分类号:TQ314.253文献标识码:A文章编号:1671—9905(2008)01.003404
从国内外情况来看,无机高分子絮凝剂的发展
趋势是由单一型到复合型.由于复合型絮凝剂大多
数除具有优良的絮凝性能外,还具有杀菌,脱色,缓
蚀等多种功能,高效复合型絮凝剂的研制与开发逐
步成为当前絮凝剂研究的热点.预期,复合型絮凝
剂今后将逐步单独形成一个系列加以研究.就组分 看,目前无机复合型高分子絮凝剂大致可以归纳为: 金属离子(“,Fe¨,Ca2,Mg,Zn2等)复合
型,酸根复合型,以及上述两类之综合…1.无机高
分子絮凝剂是在聚合氯化铝,聚合硫酸铁的基础上 引入高电荷离子,羟基等,以提高絮凝剂的聚合度以 及加入不同金属离子等复合型絮凝剂为其研究方 向.在水处理系统中,锌盐是一种常用的,极好的缓
蚀剂,它成膜迅速,成本低【2~3],因此,近两年出现 的新型含锌絮凝剂,具有安全无毒,无腐蚀等优点, 成为研究的一个热点.
1应用研究
无机高分子絮凝剂具有絮凝效果好,价格低廉
的优点,在美国,日本,西欧等国家生产已经达到工
业化和规模化.聚铝类和聚铁类高分子絮凝剂目前 研究较少,复合型和硅酸盐金属类高分子絮凝剂成 为研究热点,其中含锌化合物是一个重要方向.
杜杰,张诚等在聚硅酸铁的基础上引入改性剂
硫酸锌和稳定助剂四硼酸钠制备了新型絮凝剂含硼 聚硅酸硫酸铁锌絮凝剂(PS),并将PAC,PFC
和PSFZB应用于造纸废水,比较了它们的絮凝效
果,结果表明,PSFZB絮凝剂对造纸废水有优异的 除浊,脱色和除COD性能,比传统的无机絮凝剂
PAC,PFC要好得多J.刘和清,汪凤珍等人,在聚
收稿日期:2007.06—13
硅酸溶液中加入适量的zn2离子,获得一种新型的 无机高分子絮凝剂聚硅酸锌絮凝剂(PSAZ).并用 聚硅酸锌絮凝剂(PSAZ)与铝系列絮凝剂处理相同 的浑浊水样,结果表明,当絮凝剂用量相同时,其相 对吸光度()远远低于铝系列絮凝剂,具有用量
少,沉降速度快,絮凝效率高等优点.刘和清,袁天
佑等将聚硅酸锌絮凝剂应用在制糖工业,饮用水处 理和工业废水上,证明该絮凝剂具有絮凝沉降快,澄 清效果好,沉淀物含水率低,处理费用低等优点,可 用作饮用水净水剂,甘蔗制糖澄清剂以及制革,淀 粉,造纸,发电等工业废水的水处理剂.在pH---8～ 12的范围内,絮凝效果优于传统的铝系,铁系两类 絮凝剂.
制糖工业:在某亚硫酸法糖厂中,用聚硅酸锌絮
凝剂代替磷酸进行混合汁清净处理,具有优良的澄 清效果.实验表明,在甘蔗混合汁中加入蔗汁比
0.02%～0.03%重量的聚硅酸锌溶液,硫熏强度
1.5g?dm～,中和pH=6.8～7.0,再经二次加热,
沉降出来的清汁,起重力纯度提高1.5%～2.0%,
电导灰分下降0.5%～1.0%,整体清净效率提高
10%左右.此外,泥质颗粒粗大结实,体积减少近
1/3,有效减少了糖份损失.预估每万t甘蔗新增效
益达15--20万元.
饮用水处理中,聚硅酸锌絮凝剂的除浊率高于
碱式氯化铝,水中溶解性总固体的含量也显着提高.
同时,由于絮凝颗粒大,沉降快,污泥含水率低,有利
于后续污泥的分离,适合于快速沉降器的使用.从
水处理成本比较,聚硅酸锌与碱式氯化铝持平略低.
工业废水上,用聚硅酸锌处理某制革厂废水,
COD去除率达80%以上,浊度去除率达99%,分别
第1期吴彦瑜等:锌系无机高分子絮凝剂的研究进展35 比聚合硫酸铁高6%和9%以上.而且用聚硅酸锌
处理后水质澄清,色泽淡黄至无色,可以回用.在某
电厂冲灰水处理中,在700度浊度的电厂废水中加
入聚锌盐絮凝剂0.29’00,其去浊率达到98%以
上[5-8].李昌花,陈斌等以工业水玻璃为主要原料
制备了新型无机高分子絮凝剂硅钙复合型氯化铝镁
锌(SCPAMZC),并对其性能进行了研究.研究结
果表明,SCPAMZC絮凝剂的最佳制备条件为:活化
pH值为2～4,Mg/Zn和Ca/Zn为1,sith/A1为1/
0.7,Mg/SiO2为0.3.经过SCPAMZC处理的印染
废水,脱色率达到95%,脱色效果优于PASS和
PAC絮凝剂:用于生活污水处理,COD去除率达
87%,而且处理过程中形成的矾花粗大密实,沉降速 度快J.谭承德,刘和清等人通过研究聚硅酸锌
(PSAZ)絮凝剂在甘蔗澄清过程中阻力系数的变化, 筛选出不同的pH值,不同的硫熏强度和不同的絮 凝剂用量等实验条件下的最佳工艺条件,以探讨聚 硅酸锌絮凝剂对甘蔗澄清过程中过滤的性能.研究 结果表明,聚硅酸锌絮凝剂具有价格低廉,操作简便 且好过滤的良好特点【10J.范文玉,仇兴华等人以硅 酸钠,硫酸锌,硫酸铝为原料制备聚硅酸硫酸铝锌絮 凝剂,并研究了聚硅酸硫酸铝锌絮凝剂的絮凝性能 和对不同废水的处理效果,结果表明对于不同种类 废水均有很好的除浊效果和令人满意的COD去除 率[“J.卢政明采用向聚硅酸溶液中引入金属离子
的方法制备了聚硅酸锌(PSAZ)与聚硅酸铝(PSAA) 2种聚硅酸盐类无机高分子絮凝剂[12].许巍在一
定浓度的硅酸钠溶液(按SiO2计)中同时引入铁,锌 2种金属离子,在酸性条件下聚合,制备了新型水处 理药剂聚硅酸硫酸铁锌(PFZSS).并通过比较
PFZSS与聚硅酸硫酸铁铝(PFASS),聚硅酸硫酸铁 (PFSS),聚硅酸硫酸铝(PASS),聚硅酸硫酸锌
(PzSS)等药剂的絮凝效果,脱色效果,除油效果和
聚硅酸硫酸铁锌处理餐饮废水应用实验,得出结论: PFZSS不仅具有吸附架桥和静电中和作用,还能同 时发挥铁,锌絮凝剂的优点,而且主要生产原料铁盐 和锌盐来源广泛,价格低廉,具有很大的发展潜
能u3l.杜杰,张诚等制备了含硼聚硅酸硫酸铁锌复 合絮凝剂(PS),并研究了硅酸钠溶液浓度,硅酸
聚合时间,Fe/Si,Zn/Si,B/Si等因素对絮凝效果的
影响,通过正交试验确定最佳制备工艺条件.试验
结果表明,研制的PSFZB絮凝剂具有很好的稳定性 和较佳的处理效果,适用的pH范围广,是一种较
PAC,PFC优良的絮凝剂u引.郑敏通过向聚硅酸铁 絮凝剂中加乙酸锌,硫酸锌,硝酸锌和氯化锌来考察 它们对无机高分子絮凝剂的影响,得出结论:4种锌 盐中,乙酸锌对PFSS的絮凝性能影响效果较好,硫 酸锌次之,硝酸锌和氯化锌的使用效果最次.而乙
酸锌和硫酸锌联合使用对PFSS絮凝性能影响效果 最好[15J.甘莉,孟召平采用在高模数水玻璃溶液中 加入酸的方法制备PS,再在PS中引入适量的金属 离子M(zn,Fe)得到无机高分子絮凝剂PZFSiC.
研究结果表明,PZFSiC保留了PS,Zn,Fe各自的优 点,处理效果优于常规药剂,除浊率高达98%,COD 去除率达93%,残余浊度已经符合国家出水水质标 准.在PZFSiC中zn和Fe都有较好的吸附电中
和,粘结架桥和卷扫作用,絮凝体中Fe的比例过小 时,Zn发挥较大作用;Zn比例过大时,Fe发挥较大 作用,絮凝效果均很好.但必须包含Fe以加快沉降 速度,同时Fe不能过大,否则会使絮凝出水颜色加 深.当PZFSiC中Zn和Fe物质的量比恰当时,协 同作用达到最佳,絮凝效果最好【I67I.
卢秋晓,黎莉研究了一种多功能复合锌系絮凝
剂,其净水效果好,功能多,成本低,适用范围广,无
毒害污染,无腐蚀氧化,储存稳定长久,有效成分可 以任意调节到较高浓度.而且该絮凝剂制作简单, 与高效脱色剂联合使用,能更好地处理印染废水,且 COD去除率高J.刘小兵用无机锌盐,无机酸化
剂,聚丙烯酰胺,稳定剂和水制备了一种多功能复合 絮凝剂.该絮凝剂效果好,适用废水范围广,无毒副 作用,而且能大幅度降低废水处理成本,出水达国家 排放标准H9I.杨骛远,钱锦文等制备了一种有机一 无机离子型杂化高效絮凝剂,其原料组成质量分数 为:氢氧化物胶体0.5%～15%;丙烯酰胺50%～
95%;阳离子型单体0～45%.所述氢氧化物胶体
包括:氢氧化铝,氢氧化铁,氢氧化镁,氢氧化锌,其
胶体粒径为10--200nm.所述阳离子型单体包括:
N,N.二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)或(甲基) 丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC).通过无机,有
机间的离子键合在带电荷的无机胶体微粒表面原位 聚合形成丙烯酰胺/阳离子单体共聚物制备有机.无 机杂化高效絮凝剂,充分发挥无机絮凝剂的电中和 及有机高分子的架桥作用,使其药效能协同发挥,形 成的絮体大而密实,絮体抗剪切性好,沉降速度快, 其絮凝效率显着提高,可减小药剂的投放量,大幅度 降低废水处理的成本,出水达到国家排放标
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化工技术与开发第37卷
准[20川.沈荣明,金新华以硅酸钠,稀硫酸,硫酸
铝和硫酸锌为原料制备一种新型无机高分子絮凝剂 ——
聚硅酸铝锌(PSAZ),并实验了混凝除浊性能和
对印染废水的处理效果.结果表明,PSAZ具有良
好的混凝脱色能力,而且原料易得,合成方便,用于
处理印染废水,pH适用范围广,用量少,混凝效果
好L22].谭正德,龙有前等研制出一种锌系复合絮凝 剂,该絮凝剂净水效果好,成本低,无毒害,无污染,
无腐蚀性,储存稳定长久,有效成分可以任意调节, 能自然降解[23J.
2絮凝基础理论研究
随着现代科学技术的不断进步,以及众多实验
分析手段的运用,在锌系无机高分子絮凝剂的絮凝 基础理论研究领域,研究人员取得了一些进展.
从絮凝机理分析,锌系絮凝剂具有良好的絮凝
效果归根于它的链网状结构,在混凝过程中除了能 形成吸附作用较强的zn(oH)2及多核羟基配合物 外,还可同时发生电中和,吸附架桥和网捕3种功
能,并且由于金属盐,稳定助剂和聚硅酸的吸附络合 作用,具有较好的稳定性.单纯的聚硅酸铝絮凝剂
形成的链状结构不明显,在铝硅比较小的情况下溶 液中出现的多为大小不等的球形颗粒,但zn2的加 入有助于形成链网状结构,使絮凝剂在絮凝过程中 产生良好的絮凝吸附特性以及大分子的桥联卷扫作 用[11].刘和清,袁天佑等通过透射电镜观察聚硅酸 锌的结果表明:聚硅酸锌是一种层状,链网状结构, 它不同于聚硅酸和含三价铝盐的聚硅酸铝絮凝剂. 后者呈现为球形立体网格机构.两者结构上的差异
导致两者絮凝效果明显不同,前者以吸附桥联卷扫 包裹为主,效果优于后者;后者以吸附为主,效果不 如前者【.
从絮凝热力学角度研究,为探讨混凝过程的热
力学机理,卢政明采用具有恒温环境的溶解一反应 量热计SRC-100测定了298K时聚硅酸锌与聚硅 酸铝在处理膨润土配制成的悬浮水样的混凝焓变及 本身在水溶液中的稀释焓变,计算出了絮凝剂与胶 体悬浮颗粒的相互作用能.结果表明混凝焓变是一 个很小的负值,在处理100mL浊度水样时其焓变
在5J范围内,相互作用能一般为正值.并采用均
匀设计法分析了各个因素对焓变的影响及本身可能 存在的交互作用,并且认为:胶体悬浮颗粒与絮凝剂 分子相互作用直接生成絮凝体沉降下来,这是一个 化学反应过程.
从絮凝形态学角度,高立新,陈权等以聚硅酸
(PS),硫酸锌为原料制备了系列无机高分子絮凝剂 PSZn,并通过测定其电荷特性,和采用Mo-Si逐时 络合比色法,分析了zn2对聚硅酸()形态分布
的影响,并得出结论:PSZn中Si是有效絮凝成分, 适量引入zn2对絮凝剂的相对分子质量影响不大, 主要影响的是3种硅的形态分布[5l.杜杰,张诚等
对聚铁PFC,聚硅酸PSA和含硼聚硅酸硫酸铁锌
PSFZB进行电泳实验,通过确定电动电位,并用X 射线衍射仪对PSFZB进行衍射分析,得出结论:PS— FZB絮凝剂并非简单的共混物,而是B,Fe3,Zn2
与聚硅酸共同形成了无定形聚合物.而且在熟化过 程中进行了结构调整,锌离子与聚硅酸进行络合,使 硅酸具有独特的网状结构,生成的聚硅酸颗粒能更 好地发挥吸附架桥,网捕作用.铁盐加入水中后,进
行水解一聚合反应,生成一系列多核羟基络离子.这 些络离子带有正电荷,对水中带负电荷的胶体和悬 浮物具有吸附和电中和作用.两种作用的相互配
合,提高了PSFZB的絮凝性能.刘和清,汪美凤等
通过扫描电镜技术观察了聚硅酸锌(P)和聚硅
酸铝(PSM)的凝胶结构特征,得出结论:聚硅酸锌
絮凝剂的电镜特征是一种网状,层状结构,并随着金 属离子与二氧化硅摩尔比的增加,在一定范围内,
zn2与聚硅酸聚合成链网状结构的倾向增强[16].
3结论与展望
以上文献表明,现在我国的锌系无机高分子絮
凝剂研究主要集中在对聚硅酸类絮凝剂的研究,研 究类别还比较单一.而我们知道,多种金属离子
(A13+,Fe3,Zn2,Mg2等)的参与聚合,可以使多
元聚合物除具有单元无机高分子絮凝剂的共同优点
外,因异核金属离子的交错排列,能形成更长,更稳
定的分子链,包裹吸附更多的溶胶粒子.伴随着经
济发展和人们对良好环境的渴求,开发高效低毒多
功能絮凝剂势在必行.开发多种金属离子的锌系无
机复合高分子絮凝剂,将成为一个新的开发领域.
目前,我国在无机高分子絮凝剂的基本原理研
究方面,进行了一定的工作,有一些成果处于世界前
沿.但从事开发和生产的人员往往对基础研究重视
不够,热衷于尽快提出新品种付诸生产,水处理工业
应用中投加絮凝剂对质量和数量缺乏严格控制.由
上面文献我们也可以看到,絮凝基础理论研究内容
第1期吴彦瑜等:锌系无机高分子絮凝剂的研究进展37● 还比较少,范围比较窄.实际上,在絮凝剂形态分布
及转化规律,生产工艺的流程与控制,投加使用的反
应过程和反应器,各个方面之间都有密切的相互关
系,对产品质量,应用效果和经济效益都有重要影
响.如何结合无机高分子絮凝剂的特征进行全面研
究和发展,尚存在许多问题[.因此,如何深入地
进行科学与技术基础研究,在絮凝作用机理,絮凝动
力学,絮凝形态学方面进行更多更深入的研究,使理
论和实际相结合,生产出高优性能的产品,建立达到
国际水平的生产网络,满足我国日益增长的生产和
环境污染治理的需求,成为我们研究的一个课题.
参考文献:
[1]苏腾,陈中兴,等.混凝剂的研究应用现状与开发动向 [J].净水技术,2000,19(4):8-12.
[2]文明通,水处理中锌离子稳定性实验研究[J].工业水 处理,1998,18(3):13—15.
[3]汪素卿.pH值对锌盐沉积的影响及控制方法的研究 [J].工业水处理,1991,11(1):14—16.
[4]杜杰,张诚,等.新型絮凝剂含硼聚硅酸硫酸铁锌的制 备及性能研究[J].上海化工,2006,31(2):18—21.
[5]刘和清.聚硅酸锌絮凝剂的制备方法及用途[P].CN 94106231,1995.
[6]刘和清.PSAZ-亚硫酸法澄清新工艺研究[J].广西大 学学报(自然版),1995,20(3):273—278.
[7]刘和清,袁天佑,等.聚硅酸锌絮凝剂处理制革工业废 水的研究[J].水处理技术,1998,24(4):244—248.
[8]袁天佑,刘和清,等.聚硅酸盐絮凝剂对甘蔗混合汁清 净效率的研究[J].甘蔗糖业,2000,(1):33—37.
[9]李昌花,陈斌,等.无机高分子复合絮凝剂的制备及絮 凝性能研究[J].江西科学,2005,23(1):25—27.
[10]谭承德,刘和清,等.聚硅酸锌一亚硫酸法在甘蔗混合 汁澄清过程中阻力系数的研究[J].广西大学学报(自
然版),2001,26(1):44—47.
[11]范文玉,仇兴华,等.聚硅酸铝锌絮凝剂的制备及应
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
[25]
[24]
[26]
用研究[J].沈阳化工学院学报,20o6,20(1):16—19.
卢政明.聚硅酸铝(锌)在水处理过程混凝热力学的
研究[D].广西大学,2006,
许巍.聚硅酸硫酸铁锌絮凝剂合成及其性能研究
[D].广东工业大学,2004.
杜杰,张诚,等,含硼聚硅酸硫酸铁锌复合絮凝剂的
制备及性能[J],城市环境与城市生态,2005,(6):13—
15.
郑敏.锌盐地聚硅硫酸铁性能的影响[J].辽宁化工,
2006,35(5):257—259.
甘莉,孟召平.絮凝剂聚硅酸锌铁(P压ic)的研制和 性能[J].安全与环境学报,2006,6(4):14—17.
GANLi.MENGZhao-ping.PreparationandPe~or—
maliceAnalysisofInorganicPolymerFlocculantPZFSic [J].JournalDfchinauniversityofminingandtecbmology (Englishedition),2004,14(2):238—242.
卢秋晓,黎莉.锌系复合絮凝剂处理印染废水的研究 [J].江西化工,2005,(6):89—93.
刘小兵.多功能复合絮凝剂[P].CN95107965.
杨骛远,钱锦文,等.有机一无机离子型杂化高效絮凝 剂[J].化工环保,2005,25(3):238.
杨骛远.一种有机一无机离子型杂化高效絮凝剂[P]. CN155492.
沈荣明,金新华.复合絮凝剂处理印染废水的应用研 究[J].湖州师范学院学报,2003,25(6):5761.
谭正德,龙有前,等.新型聚丙烯酰胺絮凝剂的研究
[J].电镀与涂饰,2002,21(3):15—19.
LIUHeqing,eta1.Propertiesandusesofthezincpolyli— cateflocculant[J].Chin.J.InorganicChemicalsInd,
2002,34(2):28—30.
高立新,陈权,等.聚硅酸锌的絮凝作用研究[J].工
业水处理,2006,26(7):50—53.
刘和清,汪美凤,等.聚硅酸锌絮凝剂的电镜特征和
絮凝效果[J].环境化学,2001,20(2):179—184.
汤鸿霄.无机高分子絮凝剂的几点新认识[J].工业
水处理,1997,17(4):1-5.
DevelopmentAdvancesofZinciferousInorganicPolymerFlocculant
WUYan-yu.CHENW7卜na
(DepartmentofChemistry,GuangxiTeachersEducationUniversity,Nannin g530001,China)
Abstract:Theresearchadvancementofapplicationandflocculationtheoryw https://www.doczj.com/doc/7714537965.html,cksofresearches
inthesefieldswerediscussed.
Keywords:zincseries;inorganicpolymerflocculant;progress
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收稿日期：2008-08-04 作者简介：靳侠侠（1983-），女，工程师,E-mail:jxx8789@https://www.doczj.com/doc/7714537965.html,. 絮凝剂的种类之浅谈 靳侠侠，张伟才 (海军4805工厂象山修船厂，浙江宁波315718) 摘要：絮凝剂技术是国家“863”和“九五科技攻关”重点项目。污泥固液分离中絮凝工艺对污泥分 离的前处理起着重要的作用，絮凝效果的好坏往往决定了后续流程的运行状况、最终出水水质和费用。按其化学成分，絮凝剂可分为无机盐类絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。 关键词：絮凝剂；种类；污水处理应用 中图分类号：TQ051 文献标识码：B 文章编号：1005-8265（2009）01-0044-05 目前使用的絮凝剂按其来源及性质可分为无机絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂和天然生物高分子絮凝剂三大类。无机絮凝剂主要是铁盐和铝盐,这类药剂在使用过程中耗量较大,并具有一定的腐蚀性和毒性,对人类健康和生态环境会产生不利影响;合成的高分子絮凝剂,如聚丙烯酞胺、 聚丙烯酸等具有用量少、絮凝速度快等优点,但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致畸、致癌、致突变),因而使其应用范围受到限制;相比之下,天然生物高分子絮凝剂,如壳聚糖、淀粉衍生物、明胶等,是从自然物质中提取并稍经化学改性处理的物质,这类絮凝剂无毒或低毒、无二次污染,但絮凝活性低,单独用于絮凝净化效果也不理想。现在提出一种新型的微生物絮凝剂。絮凝剂具有可降解某些高分子杂质，降低粘度，或能吸附、包合固体微粒等特性，可加速悬浮粒子的沉降，经滤过除去沉淀而获得澄清药液。吸附澄清技术还在饮料、酱油等食品的生产过程中广泛应用，尤其在中药制剂的工艺改进中及制剂分析中具有很大的实际意义。 1无机盐类 1.1无机低分子絮凝剂 无机低分子絮凝剂是20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比，它能成倍的提高效能，且价格较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。目前日本、俄罗斯、西欧及我国生产此类絮凝剂已达到工业化、规模化和流程自动化的程度，加上产品质量稳定，无机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝剂 总产量的30%～60%[1]。 无机低分子絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最早是由美国开发的，并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。常用的铝盐有硫酸铝AL 2(SO 4)3·18H 2O 和明矾AL 2(SO 4)3·K 2SO 4·24H 2O,另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCL 3·6H 2O.硫酸亚铁水合物FeSO 4 ·17H 2O 和硫酸铁。无机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单；但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。1.2简单的无机聚合物絮凝剂 这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚合物。如聚合氯化铝（PAC ）、聚合硫酸铝（PAS ）、聚合氯化铁（PFC ）以及聚合硫酸铁(PFS)等。无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好，其根本原因在于它能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、 桥架、交联作用，从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，沉淀的表面积可达200～1000m 2/g,极具吸附能力。 1.3改性的单阳离子聚合絮凝剂 除常用的聚铝、聚铁外，还有聚活性硅胶及其改性品，如聚硅铝（铁）、聚磷铝（铁）通过引入某些高电荷离子改性以提高电荷的中和能力；如聚硅酸硫酸铝(PASS)、聚硅酸絮凝剂（PSAA ）等引入羟基、磷酸根等
常用得絮凝剂 1.１无机絮凝剂得分类与性质 无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类;铝盐以硫酸铝、氯化铝为主,铁盐以硫酸铁、氯化铁为主。后来在传统得铝盐与铁盐得基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型得水处理剂,它得出现不仅降低了处理成本,而且提高了功效。这类絮凝剂中存在多羟基络离子,以OＨ-为架桥形成多核络离子,从而变成了巨大得无机高分子化合物,相对分子质量高 达1×10５。无机聚合物絮凝剂之所以比其她无机絮凝剂能力高、絮凝效果好,其根本原因就在于它能提供大量得如上所述得络合离子,能够强烈吸附胶体微粒,通过粘附、架桥与交联作用,从而促使胶体凝聚、同时还发生物理化学变化,中与胶体微粒及悬浮物表面得电荷,降低了Zet ａ电位,使胶体粒子由原来得相斥变成相吸,破坏了胶团得稳定性,促使胶体微粒相互碰撞,从而形成絮状混凝沉淀,而且沉淀得表面积可达(2０0-１0００)ｍ2／g,极具吸附能力。也就就是说,聚合物既有吸附脱稳作用,又可发挥黏附、桥联以及卷扫絮凝作用。 １。２改性得单阳离子无机絮凝剂 除常用得聚铝、聚铁外,还有聚活性硅胶及其改性品,如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。改性得目得就是引入某些高电荷离子以提高电荷得中与能力,引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力,从而改变絮凝效果,其可能得原因就是:某些阴离子或阳离子可以改变聚合物得形态结构及分布,或者就是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。 近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂与复合型无机高分子絮凝剂。聚硅酸絮凝剂(PSA Ａ)由于制备方法简便,原料来源广泛,成本低,就是一种新型得无机高分子絮凝剂,对油田稠油采出水得处理具有更强得除油能力,故具有极大得开发价值及广泛得应用前景。聚硅酸硫酸铁(PＦSS)絮凝剂,发现高度聚合得硅酸与金属离子一起可产生良好得混凝效果。将金属离子引到聚硅酸中,得到得混凝剂其平均分子质量高达2×１０5,有可能在水处理中部分取代有机合成高分子絮凝剂、聚磷氯化铁(PPFC)中ＰO４3－高价阴离子与Fｅ３+有较强得亲与力,对Ｆe3+得水解溶液有较大得影响,能够参与Fｅ3+得络合反应并能在铁原子之间架桥,形成多核络合物;对水中带负电得硅藻土胶体得电中与吸附架桥作用增强,同时由于PO4３-得参与使矾花得体积、密度增加,絮凝效果提高。聚磷氯化铝(ＰＰAC)也就是基于磷酸根对聚合铝(ＰAC)得强增聚作用,在聚合铝中引入适量得磷酸盐,通过磷酸根得增聚作用,使得PＰAC产生了新一类高
有机高分子絮凝剂的简介以及在水处理中 的应用 关键词：有机高分子絮凝剂污水处理PAM 应用展望 摘要：絮凝剂按照其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中 有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。絮凝剂是一种带有正性集团中和水中的带电集团。以降低其电势，使其处于不稳定的状态，然后利用一些聚合的性质利用各种理化方法从中分离出来。而为了达到这种效果使用的药剂一般称为絮凝剂。絮凝剂主要用于污水处理。 我国的无机絮凝剂品种开发较齐全，应用也很广泛，石化企业的炼厂污水处理中，目前普遍采用的絮凝剂为聚合氯化铝等无机絮凝剂。而在有机高分子絮凝剂的品种开发上不如国外齐全，国外研究了各种用途的系列高分子絮凝剂，而国内我们在实际应用中可供筛选的有机絮凝剂不多。有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比,具有用量少、絮凝速度快、受共存盐类pH值及温度影响小、生成污泥量少、并且容易处理等优点,因而有着广阔的应用前景。今后有待于加强开发、应用。 无机高分子絮凝剂。 近年来,研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂成为热点。无机高分子絮凝剂的品种在我国已逐步形成系列:阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PPS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等;阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PASS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASL)、聚合硅酸铁(PFSB、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。⑽ 有机高分子絮凝剂用于污水处理始于50年代末。有机高分子絮凝剂比无机絮凝剂有用量小、絮凝能力强、反应速度快、受外界环境影响小、产生废渣少易处理等优点在发达国家已得到迅速发展，近年来，有机高分子絮凝剂新产品不断问世，产品类型、规格更加齐全;功能也逐步多样化。 有机高分子絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。从化学结构上可以分为以下3种类型：聚胺型-低分子量阳离子型电解质；季铵型-分子量变化范围大，并具有较高的阳离子性；丙烯酰胺的共聚物-分子量较高，根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团，具有链状、环状等多种结构。⑴ 加入絮凝剂就是使水与杂质快速、比较彻底的分离开来。 天然有机高分子絮凝剂 在近代水处理中，天然高分子絮凝剂由于电荷密度较小，分子量较低，但容易发生生物降解而失去其絮凝活性，所以很少直接应用。所以要对其进行改性七十年代以来，美、英、法、日和印度等国结合本国的天然高分子资源，重视化学改性有机高分子絮凝剂的研究。目前国外大的商品高分子絮凝剂公司近130家.约生产400种不同牌号的商品絮凝剂，其中20%为
无机高分子絮凝剂（IPF） 摘要：对国内近几年无机高分子絮凝剂铝系絮凝剂、铁系絮凝剂、硅系絮凝剂及其复合絮凝剂的制备和应用进展状况的比较研究。无机高分子絮凝剂分为阳离子型、阴离子型和复合型三大类,简述了不同类型无机高分子絮凝剂研制、开发和混凝机理研究现状的基础上,指出了存在的问题,并对今后的研究方向做了展望。 关键词：无机高分子化合物；絮凝剂；发展历程与现状；开发；应用 Inorganic polymer flocculant(IPF) Abstract:Of inorganic polymer flocculants in recent years, domestic aluminum flocculants, iron flocculating agent, silicone flocculant and composite flocculant of a comparative study of preparation and application progress. Inorganic polymer flocculant divided into three types of cationic, anionic and complex, this paper briefly describes the different types of inorganic polymer flocculants research, development and research status quo on the basis of coagu-flocculation mechanism, points out the existing problems, and future research direction were discussed. Keywords:Inorganic polymer compounds; Flocculant; Development course and current situation; Development; application 前言 无机高分子絮凝剂(Inorganic Polymer Flocculant 简写 IPF)是 20 世纪 60 年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比,它能成倍的提高效能,且价格较低,因而有逐步成为主流药剂的趋势。目前日本、俄罗斯、西欧及我国生产此类絮凝剂已达到工业化、规模化和流程自动化的程度。由于无机高分子絮凝剂(IPF)比传统絮凝剂具有适应性强、无毒、可成倍提高效能且相对价廉等优点,而比有机高分子絮凝剂(OPF)价格低廉,另有投加量少、矾花大、除 COD、色度及悬浮物性能好等优点,因而近年已得到广泛重视,被称为第二代无机絮凝剂。无机高分子絮凝剂(IPF)的生产已占絮凝剂总产量的 30%～60%。 无机絮凝剂是最早使用的第一代絮凝剂，它应用范围非常广泛。按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两类；按阴离子成分又可分为盐酸盐系和硫酸盐系两类；按分子量的大小可分为低分子系和高分子系两类。 1 无机高分子絮凝剂的发展历程 絮凝剂是水处理剂中最重要的品种。2001年全国有200家左右水处理剂生产厂家生
分类和性质 无机絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最 早是由美国开发的，并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。常用的铝 盐有硫酸铝AL2(SO4)3.18H2O和明矾AL2(SO4)3.K2SO4.24H2O，另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCL3.6H2O.硫酸亚铁水合物FeSO4.17H2O和硫酸铁。 无机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是 20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比，它能成倍的提高效能，且价格较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。目 前日本、俄罗斯、西欧及我国生产此类絮凝剂已达到工业化、规模化和流 程自动化的程度，加上产品质量稳定，无机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝 剂总产量30%～60%。 简单的无机聚合物絮凝剂，这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐 的聚合物。如聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合氯化铁(PFC)以及聚合硫酸铁(PFS)等。无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好，其根本原因在于它能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通 过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化， 中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了δ电位，使胶体微粒由原来的相斥变为相吸，破坏了胶团稳定性，使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状 混凝沉淀，沉淀的表面积可达(200～1000)m2/g，极具吸附能力。 改性的单阳离子无机絮凝剂 除常用的聚铝、聚铁外，还有聚活性硅胶及其改性品，如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力， 引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力，从而改变絮凝效果，其可能的 原因是：某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布，或者是 两种以上聚合物之间具有协同增效作用。 近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂和复合型无机高分子絮凝剂。聚硅酸絮凝剂(PSAA)由于制备方法简便，原料来源广泛，成本低，是一种 新型的无机高分子絮凝剂，对油田稠油采出水的处理具有更强的除油能力，故具有极大的开发价值及广泛的应用前景。聚硅酸硫酸铁(PFSS)絮凝剂， 发现高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。将金属离子 引到聚硅酸中，得到的混凝剂其平均分子质量高达2×105，有可能在水处 理中部分取代有机合成高分子絮凝剂。聚磷氯化铁(PPFC)中PO43-高价阴离子与Fe3+有较强的亲和力，对Fe3+的水解溶液有较大的影响，能够参与Fe3+的络合反应并能在铁原子之间架桥，形成多核络合物；对水中带负电的硅 藻土胶体的电中和吸附架桥作用增强，同时由于PO43-的参与使矾花的体积、密度增加，絮凝效果提高。聚磷氯化铝(PPAC)也是基于磷酸根对聚合铝(PAC)
絮凝剂种类 参考资料：https://www.doczj.com/doc/7714537965.html, 1无机絮凝剂 无机盐类絮凝剂主要分为铝盐和铁盐，它们有很大的缺点：残留在水中的铝离子会导致二次污染；铁离子本身有颜色，并对设备有腐蚀作用，提高成本；投加量大，产泥量高，运行费用高．无机盐聚合物类絮凝剂效果好，残留在水中的铝、铁离子少，而且易生产、价廉、使用范围广，在我国实际用量占絮凝剂总量的80％以上． 2有机合成高分子絮凝剂 合成高分子絮凝剂投加量少，一般在2％以下，效果好，形成的絮体大，而且强度大，不易破碎，不增加泥量，降低热值，无腐蚀性．它分非离子型、阳离子型、阴离子型和两性四种．常用有机絮凝剂有：聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯胺、聚乙烯磺酸盐等，其中聚丙烯酰胺的应用最多，占合成高分子絮凝剂的80％左右．然而这一类絮凝剂由于存在着一定量的残余单体丙烯酰胺，不可避免的带来毒性，所以限制了它的应用。高分子量聚丙烯酸钠属阴离子型絮凝剂，有强烈的絮凝作用而且无毒；对悬浮于水中的细微粒产生非离子性吸附，使粒子之间产生交联；对具有金属氢氧化物这类正电荷的胶体粒子更显示出其优良性能． 3天然高分子絮凝剂 天然高分子絮凝剂易生物降解，本身或中间降解产物对人体无毒，具有选择性大、价廉、产泥量少等优点．若在生化系统中投加该类絮凝剂，可为城市污水处理后的回用提供符合要求的水质．另外淀粉磷酸酯和淀粉黄原酸脂也是良好的絮凝剂．壳聚糖、甲壳素类絮凝剂作为水处理剂在工业上已大量应用，美国主要用于给水及饮用水处理；日本主要用于水处理及污水处理，其中用于水处理的壳聚糖每年达500吨之多；我国改良了工艺，絮凝剂除了对水中的固体悬浮物(ss)有较好的絮凝作用外，还对水中的COD、色度和重金属离子等有较好的去除效果．由于该类聚合物具有无毒无味、抗菌、可生物降解等优点使其被大量应用于食品工业废水处理中，壳聚糖可使各种食品加工废水的固形物减少70％～98％． 4微生物絮凝剂 微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物，它是利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的水处理剂．它主要由微生物代谢产生的各种多聚糖类、蛋白质，或是蛋白质和糖类参与形成的高分子化合物，能产生微生物絮凝剂的微生物种类很多，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中．由于絮凝剂的分子量很大，一个絮凝剂分子可同时与几个悬浮颗粒结合，在适宜条件下迅速形成网状结构而沉积，从而表现出很强的絮凝能力．微生物絮凝性与分子结构、分子量、活性基团等多种内部环境因素有关，另外，外界环境因素如pH值、温度、离子种类、离子强度等对微生物絮凝剂的活性也有影响．微生物絮凝剂
常用的絮凝剂 1.1 无机絮凝剂的分类和性质 无机絮凝剂按金属盐可分为铝盐系及铁盐系两大类；铝盐以硫酸铝、氯化铝为主，铁盐以硫酸铁、氯化铁为主。后来在传统的铝盐和铁盐的基础上发展合成出聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等新型的水处理剂，它的出现不仅降低了处理成本，而且提高了功效。这类絮凝剂中存在多羟基络离子，以OH-为架桥形成多核络离子，从而变成了巨大的无机高分子化合物，相对分子质量高达1×105。无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好，其根本原因就在于它能提供大量的如上所述的络合离子，能够强烈吸附胶体微粒，通过粘附、架桥和交联作用，从而促使胶体凝聚。同时还发生物理化学变化，中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷，降低了Zeta电位，使胶体粒子由原来的相斥变成相吸，破坏了胶团的稳定性，促使胶体微粒相互碰撞，从而形成絮状混凝沉淀，而且沉淀的表面积可达(200-1000)m2/g，极具吸附能力。也就是说，聚合物既有吸附脱稳作用，又可发挥黏附、桥联以及卷扫絮凝作用。 1.2 改性的单阳离子无机絮凝剂 除常用的聚铝、聚铁外，还有聚活性硅胶及其改性品，如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力，引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力，从而改变絮凝效果，其可能的原因是：某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布，或者是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。 近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂和复合型无机高分子絮凝剂。聚硅酸絮凝剂(PSAA)由于制备方法简便，原料来源广泛，成本低，是一种新型的无机高分子絮凝剂，对油田稠油采出水的处理具有更强的除油能力，故具有极大的开发价值及广泛的应用前景。聚硅酸硫酸铁(PFSS)絮凝剂，发现高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。将金属离子引到聚硅酸中，得到的混凝剂其平均分子质量高达2×105，有可能在水处理中部分取代有机合成高分子絮凝剂。聚磷氯化铁(PPFC)中PO43-高价阴离子与Fe3+有较强的亲和力，对Fe3+的水解溶液有较大的影响，能够参与Fe3+的络合反应并能在铁原子之间架桥，形成多核络合物；对水中带负电的硅藻土胶体的电中和吸附架桥作用增强，同时由于PO43-的参与使矾花的体积、密度增加，絮凝效果提高。聚磷氯化铝(PPAC)也是基于磷酸根对聚合铝(PAC)的强增聚作用，在聚合铝中引入适量的磷酸盐，通过磷酸根的增聚作用，使得PPAC产生了新一类高电荷的带磷酸根的多核中间络合物。聚硅酸铁(PSF)它不仅能很好地处理低温低浊水，而且比硫酸铁的絮凝效果有明显的优越性，如用量少，投料范围宽，矾花形成时间短且形态粗大易于沉
1（无机絮凝剂）无机高分子絮凝剂主要是聚铝和聚铁。主要有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(P删、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)、活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS)；复合型的有聚合氯化铝铁(PAFc)、聚合硫酸铝铁QAFs)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCRC)等。【无机、有机高分子絮凝剂絮凝机理及进展】 聚合氯化铝[poly(aluminum chloride)]又名聚铝、聚合铝、碱式氯化铝和羟基氯化铝。分 子式[AL2(OH)nCl6-N。·Xh20]m(m≤10，n=l一5)。为无机高分子化合物，一般认为是一 种络合物，铝是中心离子，氢氧根和氯根是配位体，是通过羟基起架桥作用交联形成的聚合物，分子中所带羟基的数量不等。聚合氧化铝为五色或黄色的树脂状固体，易潮解，溶液为无色或黄褐色液体，有时因含杂质而呈灰褐色黏稠液体。产品中氧化铝含量：液体>8％：固体含20％一40％，碱化度70％～75％。易溶于水，并发生水解，水解过程伴有电化学、凝聚、吸附、沉淀等物理化学过程。水解溶液是介于三氯化铝和氢氯化铝之间的水解产物，灰色略带混浊，带胶体电荷，有较强的架桥与吸附性能，。因此，对水中的悬浮物有极强的吸附性。【治理含油污水的一种新型复合絮凝剂的研制】 铝盐絮凝剂铝盐的絮凝机理主要是其水解过程的中间产物能与水中不同阴离子和负电溶胶形成聚合体，即产生聚合絮凝作用。 铁盐絮凝的机理是其水解产物能与水体颗粒物进行电中和脱稳、吸附架桥或黏附网捕卷扫．从而形成粗大絮体，通过对絮体的去除，达到对水体的净化。
有机高分子絮凝剂的研究与发展 摘要：有机高分子絮凝剂的研究、生产和应用已成为一门迅速发展的科学和技术。对絮凝机理进行了系统的总结，并分析了有机高分子絮凝剂在废水处理中的有关应用以及发展前景。 关键词：，絮凝化学，絮凝机理，污水处理， 1简介 絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。 有机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。有机高分子絮凝剂是20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。与传统絮凝剂相比，它能成倍的提高效能，且价格较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。加上产品质量稳定，有机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝剂总产量30%～60%。 某些天然的高分子有机物例如含羧基较多的多聚糖和含磷酸基较多的淀粉都有絮凝性能。用化学方法在大分子中引入活性基团可提高这种性能，如将一种天然多糖进行醚化反应引入羧基、酰胺基等活性基团后，絮凝性能较好，可加速蔗汁沉降。 将天然的高分子物质如淀粉、纤维素、壳聚糖等与丙烯酰胺进行接枝共聚，聚合物有良好的絮凝性能，或兼有某些特殊的性能。国内研制的一些产品，主要应用于污水处理和污泥脱水。 由于大多数有机高分子絮凝剂本身或其水解、降解产物有毒，且合成用丙烯酰胺单体有毒，能麻醉人的中枢神经，应用领域受到一定限制，迫使絮凝剂向廉价实用、无毒高效的方向发展。 2絮凝机理 目前，认为絮凝作用机理是凝聚和絮凝两种作用过程的总和。在对高分子的絮凝
模式及作用机理进行大量研究后，主要提出了“架桥”絮凝模式并加以解释，但仅仅是定性地解释了高聚物的“架桥”絮凝机理。电子显微镜技术的不断发展促使人们从絮体的真实结构去研究絮凝过程。Attia，采用染色法、包埋法、投影法等在透射电子显微镜下观察了孔雀石在PAM作用下的絮团，由于浓度高，所得图像并不十分清晰和直观。宋少先等，采用沉降分析法，以Stoks直径来表征絮团的粒度，但所获得的粒度并不是絮团真正意义上的粒度。Ching等人，采用流动脉动絮凝检测技术，检测絮体颗粒瞬时增长状态及其变化，所获得的絮凝指数仅是个参数，不能表示絮团的真实粒度。郭玲香、胡明星，采用透射电子显微镜拍摄煤泥“架桥”絮凝图像，并应用数学形态学图像处理理论，提取与煤泥絮凝过程相关的微观结构参数，定量地研究了高聚物的絮凝作用机理。 2.1非离子有机高分子絮凝剂 非离子有机高分子絮凝剂包括常用的聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯。通过分子链中 -CONH2官能团与悬浮物发生吸附架桥作用，增大絮体矾花的尺寸，有利于其快速沉降而除去，其絮凝效果与聚合物的相对分子质量密切相关。提高聚合物相对分子质量，有利于增大絮凝剂在水相的流体力学尺寸或体积，从而提高其絮凝网捕能力，有效降低絮凝剂的使用浓度，提高絮凝效率。长春应用化学研究所研制的优质聚丙烯酰胺相对分子质量已达12×106。，游离丙烯酰胺含量低于0.05％，产品水溶性良好，逐步缩小了与国外同类产品的差距。该类絮凝剂是一种无机物或悬浮物的絮凝助剂，具有明显的非选择性。 2.2阴离子有机高分子絮凝剂 阴离子絮凝剂既可以是非离子絮凝剂聚丙烯酰胺的水解产物，也可以是丙烯酰胺与乙烯类磺酸盐或丙烯酸盐、马来酸盐等的共聚产物。絮凝剂分子中存在适量的阴离子基团，有利于絮凝剂分子链的伸展，提高其网捕絮体的能力，增强其絮凝效果；该作用与絮凝剂对混凝絮体的吸附作用及方式相互制约，阴离子有机高分子絮凝剂中阴离子基团含量存在最佳值。但阴离子有机高分子絮凝剂相对分子质量增加，往往使其最佳用量增加。由于阴离子有机高分子絮凝剂本身带负电，所以仍主要用作无机混凝剂的絮凝助剂，且受介质的pH值、矿化度、高价金属离子含量影响较大；介质pH值下降、矿化度和高价金属盐含量增加，则其絮凝效果明显变差，甚至失效。所以阴离子型聚丙烯酰胺主要用于选矿、冶金、洗煤、食品行业和石油钻井过程中的固液分离或其他中、碱性条件下高浊度水的处理。
絮凝剂的种类及作用 1 无机絮凝剂无机絮凝剂也称凝聚剂,主要应用于饮用水、工业水的净化处理以及地下水、废水淤泥的脱水处理等。无机絮凝剂主要有铁盐系和铝盐系两大类, 按阴离子成分又可分为盐酸系和硫酸系, 按相对分子量又可分为低分子体系和高分子体系两大类。 1.1 无机低分子絮凝剂 传统的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐, 其作用机理主要是双电层吸附[4]。铝盐中主要硫酸铝(Al(SO4)3·18H2O)、明矾(Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O)、铝酸钠(NaAlO3)。铁盐主要有三氯化铁(Fe-Cl3·6H2O)、硫酸亚铁(FeSO4·6H2O)和硫酸铁(Fe2(SO4)3·2H2O )。硫酸铝絮凝效果较好, 使用方便,但当水温低时, 硫酸铝水解困难, 形成的絮凝体较松散, 效果不及铁盐。三氯化铁是另一种常用的无机低分子絮凝剂, 具有易溶于水, 形成大耳中的絮体、沉降性能好、对温度、水质和pH 的适应范围广等优点, 但其腐蚀性较强, 且有刺激性气味, 操作条件差[5～9]。无机低分子絮凝剂的优点是经济、用法简单, 但用量大、残渣多。絮凝效果比高分子絮凝剂的絮凝效果低 1.2 无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是20 世纪60 年代以来在传统的铁盐和铝盐基础上发展起来的一类新型水处理药剂。其絮凝效果好, 价格相对较低, 已逐步成为主流絮凝药剂。在日本、西欧和中国, 目前都已有相当规模的无机高分子絮凝剂的生产和应用, 其产量约占絮凝剂总产量的30%～60%[10]。近年来, 我国高分子絮凝剂的发展趋势主要是向聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂方向发展, 并已逐步形成系列: 阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等; 阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。生物聚合铁(BPFS) 2
水处理药剂概述及絮凝剂的种类和特点 1 我国工业废水现状 我国对废水污染的治理与西方发达国家相比起步较晚，在借鉴国外先进处理技术经验的基础上，引进、消化并开发了大量的废水处理新技术，某些项目已达到国际先进水平。这些新技术的投产运行为缓解中国严峻的水污染现状，改善水环境发挥了至关重要的作用。 据相关资料显示，在我国工业废水排放量中，化工、造纸、纺织及煤炭行业废水排放总和几乎占到一半，是工业废水排放大户。 近年来，我国工业废水处理量达到300-370亿吨，处理率约为62%，虽然已取得显著进步，但仍有很大提升空间。 在当前国污水处理实际应用中，传统的、比较成熟的技术和设备还是以下几种常用的处理方法。 1.1工业废水的物理处理 定义：应用物理作用没有改变废水成分的处理方法称为物理处理法。 操作单元：气浮、吸附、萃取、沉淀、过滤、磁选等。废水经过物理处理过程后不会改变污染物的化学本性，适用于简单的将污染物和水分离的情况。1.2工业废水的化学处理
定义：应用化学原理和化学作用将废水中的污染物成分转化为无害物质，使废水得到净化的方法称为化学处理。 操作单元：中和、化学沉淀、药剂氧化还原、臭氧氧化、电解、光氧化法等。污染物在经过化学处理过程后改变了化学本性，处理过程中总是伴随着化学变化。 1.3工业废水的物理化学处理 定义：废水中的污染物在处理过程中是通过相转移的变化而达到去除的目的的处理方法称为物理化学处理。 操作单元：混凝、气浮、吸附、离子交换、电渗析、扩散渗析、反渗透、超滤等。污染物在物化过程中可以不参与化学变化或化学反应，直接从一相转移到另一相，也可以经过化学反应后再转移。 1.4工业废水的生物处理 定义：是利用微生物的代作用氧化、分解、吸附废水中可溶性的有机物及部分不溶性有机物，并使其转化为无害的稳定物质从而使水得到净化的方法称为生物处理。 操作单元：好氧生物处理、厌氧生物处理，生物处理过程的实质是一种由微生物参与进行的有机物分解过程，分解有机物的微生物主要是细菌，其它微生物如藻类和原生动物也参与该过程，但作用较小。 2 水处理中使用的药剂种类
化学品安全技术说明书 第一部分化学品名称编号： 化学品中文名：聚丙烯酰胺 化学品英文名：polyacrylamide 化学品中文名2：/ 化学品英文名2：/ 第二部分成分/组成信息 纯品√混合物× 有害物成分浓度CAS No. 聚丙烯酰胺≥98.0% 7778-50-9 第三部分危险性概述 危险性类别：无资料 侵入途径：无资料 健康危害：无资料。 环境危害：无资料 燃爆危险：本品易燃。 第四部分急救措施 皮肤接触：脱去污染的衣着，用肥皂水和清水彻底冲洗皮肤。 眼睛接触：提起眼睑，用流动清水或生理盐水冲洗。就医。 吸入：无资料。 食入：通过动物实验证明此产品食入后不会中毒。 第五部分消防措施 危险特性：用水灭火时，颗粒遇水后变滑，避免人员滑倒摔伤。 有害燃烧产物：/。 灭火方法：无火灾危险。 第六部分泄漏应急处理
应急处理：颗粒遇水后变滑，避免人员滑倒摔伤。 第七部分操作处置与储存 操作注意事项：无特别要求。 储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。 第八部分接触控制/个体防护 职业接触限值： MAC(mg/m3)： TWA(mg/m3)： STEL(mg/m3)： 监测方法：/ 工程控制：提供安全淋浴和洗眼设备。 呼吸系统防护：可能接触其粉尘时，应该佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。必要时，佩戴自给式呼吸器。 眼睛防护：戴化学安全防护眼镜。 身体防护：无特别要求。 手防护：用大量水冲洗洗。 其它防护：工作完毕，淋浴更衣。保持良好的卫生习惯。 第九部分理化特性
第十部分稳定性和反应活性 稳定性：稳定 禁配物：产生放热反应的氧化物。 避免接触的条件: 聚合危害：不聚合 分解产物：热的腐烂物可能产生，氢化合物气体，氮氧化物，碳氧化合物等 第十一部分毒理学资料 急性毒性： LD ：190 mg/kg(小鼠经口) 50 ：无资料 LC 50 刺激性：对皮肤有强烈刺激性。 第十二部分生态学资料 生态毒性：无资料 生物降解性：无资料 非生物降解性：无资料 其它有害作用：该物质对环境可能有危害，对水体应给予特别注意。 第十三部分废弃处置 废弃物性质：无资料 废弃处置方法：在不违反传统处理规则的前提下，用水冲洗包装物，然后用此水来溶解产品进行使用。 废弃注意事项：无资料 第十四部分运输信息 危险货物编号：不适用 UN编号：无资料 包装标志：氧化剂 包装类别：O52 包装方法：编织袋包装或桶包装，每包或桶为20公斤。
常用无机高分子絮凝剂的类别和品种 无机高分子絮凝剂的特点有哪些？ Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物都会进一步结合为聚集体，在一定条件下 保持在水溶液中，其粒度大致在纳米级范围，以此发挥凝聚—絮凝作用会得到低投加量高效果的结果。若比较它们的反应聚合速度，由Al→Fe→Si是趋于强烈的，同时由羟基桥联转为氧基桥联的趋势也按此顺序。因此，铝聚合物的反应较缓和，形态较稳定，铁的水解聚合物则反应迅速，容易失去稳定而发生沉淀，硅聚合物则更趋于生成溶胶及凝胶颗粒。 IPF的优点反映在它比传统絮凝剂如硫酸铝、氯化铁的效能更优异，而比有机高分子 絮凝剂（OPF）价格低廉。现在它成功地应用在给水、工业废水以及城市污水的各种处理 流程，包括预处理、中间处理和深度处理中，逐渐成为主流絮凝剂。但是，在形态、聚合度及相应的凝聚—絮凝效果方面，无机高分子絮凝剂仍处于传统金属盐絮凝剂与有机高分子絮凝剂之间的位置。其分子量和粒度大小以及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差很多，而且还存在对进一步水解反应的不稳定性问题。IPF的这些弱点促进了各种复合型无机高分子絮凝剂的研究和开发。 聚合氯化铝的特点有哪些？ 聚合氯化铝(PAC)，又称碱式氯化铝，化学式为ALn(OH)mCL3n-m。PAC是一种多价电解质，能显著地降低水中粘土类杂质(多带负电荷)的胶体电荷。由于相对分子质量大，吸附能力强，形成的絮凝体较大，絮凝沉淀性能优于其他絮凝剂。 PAC聚合度较高，投加后快速搅拌，可以大大缩短絮凝体形成时间。PAC受水温影响较小，低水温时使用效果也很好。它对水的pH值降低较少，适用的pH范围宽(可在pH=5～ 9范围内使用)，故可不投加碱剂。PAC的投加量少，产泥量也少，且使用、管理、操作都较方便，对设备、管道等腐蚀性也小。因此，PAC在水处理领域有逐步替代硫酸铝的趋势，其缺点是价格较高。 另外，从溶液化学的角度看，PAC是铝盐水解—聚合—沉淀反应过程的动力学中间产物，热力学上是不稳定的，一般液体PAC产品均应在半年内使用。添加某些无机盐（如CaCl2、MnCl2等）或高分子（如聚乙烯醇、聚丙烯酰胺等）可提高PAC的稳定性，同时可增加凝聚能力。从生产工艺讲，在PAC的制造过程中引入一种或几种不同的阴离子（如SO42-、PO43-等），利用增聚作用可以在一定程度上改变聚合物的结构和形态分布，进而提高PAC 的稳定性和功效；如果在PAC的制造过程中引入其它阳离子组分，如Fe3+，使Al3+和Fe3+交错水解聚合，可制得复合絮凝剂聚合铝铁。 三氧化二铝含量是聚合氯化铝有效成分的衡量指标，一般而言，絮凝剂产品密度越大，三氧化二铝含量越高。一般来说，碱化度越高的聚合氯化铝吸附架桥能力越好，但因接近[Al(OH)3]n而易产生沉淀，因此稳定性也较差。
两性高分子絮凝剂 关键词：絮凝剂新进展两性高分子絮凝剂 在广泛的污泥处理系统中，通过输送进行集中处理下水污泥或粪尿污泥。为了改善絮凝脱水性或脱磷而添加了金属凝集剂的各种污泥以及对于传统的阳离子型絮凝剂效果不佳的 难处理污泥，分子内含有阳离子基和阴离子基的分子内两性型絮凝剂表现了优秀的絮凝性能。 两性型絮凝剂有阴离子、阳离子聚合制的的分子内两性型和阴离子型、阳离子型絮凝剂混合制得的混合两性型两类。人们发现，分子内两性型有着混合型所不具备的友谊絮凝性能。 此外，阴离子、阳离子、非离子基的不同比例对于絮凝性能有很大影响。被处理污泥的种类和性状不同，其适应性也是不一样的。目前在脱水处理中使用最多的是阳离子、阴离子两性絮凝剂，离子比例在中等程度的产品推断为阴离子基比阳离子基少的品种。 此外，两性高分子在下水处理中以污泥浓缩为目的的造粒浓缩法中也与金属凝集剂并用，在此使用的是阴离子基比阳离子基多的品种。 1，带有磺酸基团的两性高分子聚合物 将AMPS、N‐乙烯基‐N‐甲基乙酰胺和DADMAC悬浮于丁醇中，在氮气保护下用偶氮二异丁腈于75‐80℃聚合2H，合成了带有磺酸基和强碱性基团的两性高分子聚合物。 2，带羧酸基的两性高分子聚合物 带有季铵盐基团的单体与丙烯酸共聚可合成带有强碱性基团和弱酸性基团的絮凝剂。 丙烯酸在离解的状态下混合时，在聚合以前形成季铵盐和粒子络合物，得不到共聚物，因此，使其在丙烯酸不解离的PH值范围内聚合。 3，两性聚丙烯酰胺的溶液行为 两性聚丙烯酰胺不同于聚丙烯酰胺，除了其分子中含有酰胺基外，还含有正、负电荷基团，因而具有良好的水溶性。但两性聚丙烯酰胺的水溶性还依赖于溶液的PH值，由于其分子链上同时含有正，负电荷基团，使得分子链内的静电作用力即可为排斥力，也可为吸附力。通过调节溶液的PH值可对正、负电荷的相对数目加以控制。在强酸或强碱溶液中，两性高聚物上存在大量静电荷，分子链扩展，其行为与阳离子或阴离子聚电解质相似，聚合物均表现出良好的水溶性。但在等电点时两性聚合物的分子链发生收缩，因而经常出现其在水的溶解性变差的特征。 4，两性聚丙烯酰胺的开发现状 两性聚丙烯酰胺是一类多功能的水溶性高分子材料，可望在水出。石油钻井、造纸、选矿、流体输送和皮革复鞣等方面得到应用。 两性聚丙烯酰胺分子中带有阴离子基团和阳离子基团，其阳离子基团可以捕捉带负电荷的有机悬浮物，阴离子及软可以促进无机悬浮物的沉降。两性聚丙烯酰胺絮凝剂因其结构的特点而比较适宜于处理其他絮凝剂难以处理的场合，而且还可在大范围PH值内使用。采用两性聚丙烯酰胺处理废水，具有较高的滤水量、较低的滤饼含水率，综合性能优于高效粉状阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂。 两性聚丙烯酰胺也可用于矿物的筛选。当用强酸侵提矿石或从含金属的酸性催化剂中回收有价值的金属时，金属成分溶解于酸中，不溶的杂质形成酸性悬浮液。此时，选用两性聚丙烯酰胺絮凝去除杂质具有显著的效果。 以上文章出自https://www.doczj.com/doc/7714537965.html,转载请注明出处！
常用絮凝剂介绍 1、概念 絮凝指通过搅拌使失去电荷的颗粒互相接触聚集在一起，导致形成絮状物(絮体)的过程。依工艺不同，该过程一般为几分钟。凝聚指胶体被压缩双电层而脱稳的过程。这个过程时间很短，一般不到1秒钟。一般情况下，凝聚和絮凝的过程很难截然分开，一般统称其为混凝过程。将能使水溶液中的溶质、胶体或悬浮颗粒产生絮状物沉淀的物质都叫做絮凝剂。2、絮凝剂简介 2.1金属盐类絮凝剂 2.1.1硫酸铝 应用硫酸铝进行污水的处理，它对水的有效pH范围较窄，约5.5～8.0。硫酸铝是历史最悠久，使用最广泛的一种无机絮凝剂，化学式Al2(SO4)3?nH2O，n最常见为14或18。工业固体产品为白色或灰色粉末或块状结晶，在空气中易吸潮结块。 一般认为硫酸铝以两种方式对水体中的胶体颗粒起凝聚作用：一是吸附脱稳(吸附絮凝)，当铝盐带正电的水解产物吸附在带负电的胶体颗粒表面，部分或全部中和胶体颗粒表面电荷，使胶体脱稳并相互碰撞粘结生长为大颗粒的絮凝过程；二是卷扫沉淀作用(沉淀型絮凝)，当铝盐的各种水解产物包裹在水中胶体颗粒表面，并可通过这些水解物种连接胶体颗粒物形成较大的絮体，在絮体的沉降过程中卷扫水中其他胶体颗粒后共同沉淀的过程。这两种作用形式通常认为可能会交互发生，宏观上可认为是混凝作用。硫酸铝的使用范围较广泛，可应用于饮用水净化，温度在25～40℃之间，低温条件下，硫酸铝水解困难，絮粒较轻而疏松，处理效果较差，同时，硫酸铝还存在诸如成本高，腐蚀性大，在某些场合处理效果不理想等缺点。因此，近年来在许多场合正逐渐被新的絮凝剂(如聚合氯化铝)所取代。 2.1.2三氯化铁 三氯化铁，化学式FeCl3?6H2O，为黄褐色晶体，极易吸潮，易溶于水，具强腐蚀性。三氯化铁的混凝机理与硫酸铝相类似，最佳使用pH为5.0～6.0。与硫酸铝相比较，三氯化铁处理低温水时性能较好，絮状物强度较大，适用盐类范围较宽，除色能力强，消耗量较少。不足之处是Fe3+与某些有机物形成很强的有色可溶络合物，有可能增大水体的色度。因其具有强腐蚀性，对储存、运输、投加设备也提出了更高的防腐要求。 2．2高分子絮凝剂 2.2.1聚合氯化铝（PAC) 聚合氯化铝又叫羟基氯化铝，碱式氯化铝，化学通式为［Al2(OH)nCl6-n］m，其中n为1～
无机絮凝剂的性质 来源:世界化工网https://www.doczj.com/doc/7714537965.html, 全文请访问:https://www.doczj.com/doc/7714537965.html,/睡过站了 常用的无机絮凝剂有铝盐系列，如明矾、三氯化铝、硫酸铝。目前碱式氯化铝越来越引起人们的重视。而对铁盐系列无机絮凝剂，如三氯化铁、硫酸亚铁应用的较少，只在少数的废水处理中应用。但是最近几年来人们对碱式氯化铁和碱式硫酸铁的研究和应用有所增加。 一、无机絮凝剂的性质 能够使胶体颗粒脱稳和产生絮凝沉淀的铝盐和铁盐是有效的、价格低廉的无机紫凝剂。为了掌握它们的絮凝作用，达到良好的絮凝效果，首先应该了解它们的性质。 1.硫酸铝 化学式是Al2（SO4）3·18H2O，呈白色粉末状或块状，有涩味。在水中发生水解反应，水解反应速度缓慢。工业纯的硫 酸铝含Al2（SO4）3大约为20％一25％，化学纯的硫酸铝含 Al2（SO4）3大约为50％一60％。一船情况下，使用的pH 值范围为6．o一7．8。当pH值＝4—7时，以去除水溶液 中的有机构为主，当pH值＝5．7—7．8时，以去除水溶液 中的悬浮物为主，当PH值＝6．4—7．8时，可以处理高浊 度废水和低色度废水。适合的水温为20一40℃，通常的用量
为15—100mg/L。 工业纯的硫酸铝．合有20％一30％的水不溶物，在使用时需要清除残渣。 高浓度的硫酸铝的水溶液有腐蚀性，可存放在塑料、不锈钢等容器中。 2.明矾 明矾又名硫酸铝钾，化学式为Al2（SO4）3·K2SO4·24H2O。实质上，明矾是硫酸铝和硫酸钾的复盐，使用条件与硫酸铝相同。因为含有硫酸钾，使能够起絮凝作用的Al2（SO4）3的含量降低，其中的硫酸钾白白浪费，所以使用明矾不如使用硫酸铝更为合理，现在一般都使用硫酸铝。 3.无水氯化铝 无水氯化铝呈无色透明片状结晶，六方晶系，化学式为AlCl3。其工业品因合有铁、游离氯等杂质，而呈淡黄色、黄绿色和红棕色等。易溶于水，能生成AICl3·6H2O，同时放出大量热；能够溶于乙醇和乙醚等有机溶剂中，不溶于苯。暴露在空气中，易吸收水分并水解放出氯化氢气体。能升华。 如果人的皮肤接触无水氯化铝，同时又接触水时，能剧烈灼烧皮肤。所以，当无水氮化铝落在皮肤上时，先应干拭，再用大量清水冲洗。 4.结晶氯化铝 结晶氮化铝的化学式是AICl3·6H2O，无色结晶。工业品为