絮凝剂的分类和发展方向
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絮凝剂的发展现状和发展前景综述:本文将详细介绍絮凝剂的发展现状和发展前景。
絮凝剂是一种能够促使悬浮物凝结成团并沉淀的化学物质。
在水处理、污水处理、矿石提取等领域有着广泛的应用。
随着环境污染的日益严重,对水质要求的提高,絮凝剂的需求也在不断增长。
本文将从絮凝剂的定义、分类、应用领域、发展现状和发展前景等多个方面进行阐述。
一、絮凝剂的定义和分类:絮凝剂是一种能够将悬浮物聚集成团并沉淀的化学物质。
根据其化学性质和应用领域的不同,絮凝剂可以分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
无机絮凝剂主要包括铝盐、铁盐、钙盐等,有机絮凝剂主要包括聚合物絮凝剂、聚合氯化铝等。
二、絮凝剂的应用领域:1. 水处理领域:絮凝剂在水处理中起到重要作用,能够去除水中的悬浮物、浊度、颜色等杂质,提高水质。
2. 污水处理领域:絮凝剂可以用于污水处理中的初级处理、中级处理和深度处理,能够有效去除污水中的悬浮物、有机物等。
3. 矿石提取领域:絮凝剂可以用于矿石提取过程中的浮选、脱泥等环节,能够提高矿石的品位和回收率。
三、絮凝剂的发展现状:1. 技术发展:随着科技的进步,絮凝剂的生产技术不断改进,新型絮凝剂的研发也取得了一系列突破。
例如,聚合氯化铝等有机絮凝剂的应用不断扩大,效果更好,对环境的影响也更小。
2. 市场需求:随着人们对水质要求的提高,水处理和污水处理市场的需求不断增长,推动了絮凝剂市场的发展。
同时,工业发展和城市化进程也带来了对絮凝剂的需求增加。
3. 行业规模:絮凝剂行业的规模不断扩大,企业数量增多,市场竞争也日益激烈。
一些大型絮凝剂企业通过技术创新和市场拓展,取得了较好的发展。
四、絮凝剂的发展前景:1. 市场前景:随着环境保护意识的增强,水处理和污水处理市场的需求将持续增长,推动絮凝剂市场的发展。
同时,农村地区和发展中国家对絮凝剂的需求也将逐渐增加。
2. 技术前景:新型絮凝剂的研发将成为行业的重点,例如环保型絮凝剂、高效絮凝剂等。
水处理絮凝剂的种类及特点
1. 咱先来说说无机絮凝剂吧!就像聚合氯化铝,那可是个厉害的角色。
你想想看,河水那么浑浊,它一下就能让杂质乖乖抱团沉淀,厉害吧!比如在处理污水时,投下去没多久,就能看到明显的效果,牛啊!
2. 还有三氯化铁也不能小瞧呀!它就像一位铁面无私的卫士,把那些污染物统统抓住。
哎呀呀,在工业废水处理中,它可是大显身手哦!
3. 聚丙烯酰胺也很了不起呢!它就如同一个温柔的胶水,能把那些小小的颗粒都黏在一起。
你知道吗,在矿山废水处理中就用得着它哦!
4. 聚合硫酸铁也得提一提呀!它可是个相当靠谱的家伙,处理污水那叫一个稳。
好比战场上的将军,指挥有方,把污水治理得服服帖帖。
比如在城市污水处理中那效果,杠杠的!
5. 明矾,大家应该也不陌生吧!这可是个老牌选手了,就像一个经验丰富的老兵。
当面对一些轻度污染的水时,它能迅速发挥作用呀,神奇吧!
6. 石灰也算是一种特殊的絮凝剂呢!它呀,就如同一个大力士,用力地让杂质沉淀下来。
在一些特定的水处理场景中,可少不了它呢!
7. 有机高分子絮凝剂也很强大呀!感觉它就像是一个有着魔法的精灵,轻松地解决絮凝问题。
哇塞,在复杂水。
絮凝剂的使用种类和投加量絮凝剂是一种化学品,在水处理、废水处理、矿山废水处理等领域中被广泛应用。
它能够有效地促使悬浮在水中的固体颗粒快速沉降,从而实现水体的净化和澄清。
根据不同的处理对象和处理要求,有多种不同种类的絮凝剂可供选择,并且它们的使用投加量也会因具体情况而有所变化。
下面我们将详细介绍絮凝剂的使用种类和投加量。
1.无机絮凝剂无机絮凝剂主要包括氯化铁、聚合氯化铝、硫酸铝等。
它们的优点是投加量较少,处理效果好。
其中,氯化铁通常用于处理含有氨态氮的废水,具有很好的絮凝效果。
聚合氯化铝是一种常用的絮凝剂,适用于处理各种水质,尤其对具有较高的浊度和有机物含量的水体效果显著。
硫酸铝主要用于处理水体中的氟化物、碱性离子等。
2.有机絮凝剂有机絮凝剂主要包括聚丙烯酰胺(PAM)和聚合物铁盐。
PAM是一类非离子型絮凝剂,具有高效的絮凝作用,适用于处理含有悬浮物的废水和水体。
聚合物铁盐是将聚合物和铁盐复合而成的絮凝剂,具有毒性小、处理效果好的特点,广泛应用于水处理和废水处理领域。
3.有机无机复合絮凝剂有机无机复合絮凝剂是将有机絮凝剂和无机絮凝剂混合而成的一种絮凝剂。
它们能够充分发挥各自的优点,提高絮凝作用的效果。
例如,将聚丙烯酰胺和聚合氯化铝混合使用,能够显著提高废水的絮凝效果,同时降低絮凝剂的使用量。
投加量是指将絮凝剂投加到水体中的数量。
根据具体情况,投加量的大小会有所不同。
通常来说,投加量的确定需要考虑以下因素:1.水质特性:包括水体的浊度、酸碱度、有机物含量等。
水质越差,投加量通常越大。
2.目标要求:根据需要达到的水质目标,确定必要的絮凝剂投加量。
如果要求处理效果更好,通常需要增加絮凝剂的投加量。
3.运行条件:根据水处理设备的特点和水体的流量,确定合适的投加方式和投加量。
一般来说,絮凝剂的投加量可以通过试验和实际应用经验来确定。
通过试验可以进行不同投加量下的实验观察,找到最适合的投加量。
同时,也可以参考实际应用中相似情况下的投加量,作为参考值。
絮凝过程是目前国内外众多水处理工艺中应用最广泛、最普遍的单元操作之一,是废水处理过程中不可缺少的关键环节。
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,选择何种絮凝剂,对于提高出水水质、降低制水成本有着重要的技术经济价值。
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。
无机盐类絮凝剂的品种较少,主要是铝盐、铁盐、水解聚合物等低分子盐类以及无机高分子等絮凝剂。
有机高分子絮凝剂主要有合成的有机高分子絮凝剂和天然改性有机高分子絮凝剂。
1无机盐类絮凝剂1.1无机低分子絮凝剂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。
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]。
1.2.1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。
水处理药剂中絮凝剂的分类及特点一、絮凝剂的种类有哪些?絮凝剂是能够降低或消除水中分散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性,使分散微粒凝聚、絮凝成聚集体而除去的一类物质。
按照化学成分,絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂以及微生物絮凝剂三大类。
下面主要介绍一下最常用的无机、有机絮凝剂:无机絮凝剂包括铝盐、铁盐及其聚合物。
有机絮凝剂按照聚合单体带电集团的电荷性质,可分为阴离子型、阳离子型、非离子型、两性型等几种,按其来源又可分为人工合成和天然高分子絮凝剂两大类。
1.1、无机絮凝剂硫酸铝的特点有哪些?自19世纪末美国最先将硫酸铝用于给水处理并取得专利以来,硫酸铝就以卓越的凝聚沉降性能而被广泛应用。
硫酸铝是目前世界上使用最多的絮凝剂,全世界年产硫酸铝约500万吨,其中将近一半用于水处理领域。
市售硫酸铝有固、液两种形态,固态的又按其中不溶物的含量分为精制和粗制两种,我国民间常用于饮用水净化的固态产品明矶,就是硫酸铝与硫酸钾的复盐,但在工业水及废水处理中应用不多。
硫酸铝适用的PH值范围与原水的硬度有关,处理软水时,适宜PH值为5〜6.处理中硬水时,适宜PH值为6.6〜7.处理高硬水,适宜PH值为7.2〜7.8。
硫酸铝适用的水温范围是20oC~40oC,低于IOOC时混凝效果很差。
硫酸铝的腐蚀性较小、使用方便,但水解反应慢,需要消耗一定的碱量。
1.2、无机絮凝剂三氯化铁的特点有哪些?三氯化铁是另一种常用的无机低分子凝聚剂,产品有固体的黑褐色结晶体,也有较高浓度的液体。
其具有易溶于水,矶花大而重,沉淀性能好,对温度、水质及PH的适应范围宽等优点。
三氯化铁的适用PH值范围是9~1形成的絮体密度大,容易沉淀,低温或高浊度时效果仍很好。
固体三氯化铁具有强烈的吸水性,腐蚀性较强,易腐蚀设备,对溶解和投加设备的防腐要求较高,具有刺激性气味,操作条件较差。
三氯化铁的作用机理是利用三价铁离子逐级水解生成的各种羟基铁离子来实现对水中杂质颗粒的絮凝,而羟基铁离子的形成需要利用水中大量的羟基,因此使用过程中会消耗大量的碱,当原水碱度不够时,需要补充石灰等碱源。
污水絮凝剂综述前言:近年来,水污染问题已经成为了社会问题,这种问题的出现,不仅使得我国的可用水资源减少,而且在-定程度上也对人们的身体健康造成了极大的影响。
因此,在常用水处理中,采用絮凝剂就显得尤为重要絮凝剂的使用可以对水污染进行良好的处理,实现水资源的回收再利用,在一定限度上,可以提高水资源的利用率,对于水资源供应不足的问题可以良好的进行解决。
絮凝剂应用的诸多优势,使其在常用水处理中有着广泛的应用价值。
1 絮凝剂的分类凝剂按照其化学成分总体可分为:♦无机絮凝剂:无机低分子凝聚剂:铝系和铁系。
无机高分子絮凝剂:♦有机絮凝剂:合成有机高分子絮凝剂;天然有机高分子絮凝剂;微生物絮凝剂。
2 絮凝剂简介2.1 无机絮凝剂2.1.1 无机絮凝剂的定义无机絮凝剂有时称无机混凝剂。
由无机组分组成的絮凝剂,絮凝剂主要是增加混凝固体的碰撞,使其水解产物附聚、架桥絮凝形成可沉降的或可过滤的絮凝物。
2.1.2 无机絮凝剂的作用机理在一定的PH值环境体系中,絮凝剂形成中和胶体,中和胶体吸附污水中的悬浮物颗粒后产生的表面电荷,克服了胶体和悬浮物颗粒间的静电排斥力,从而使颗粒脱稳产生凝聚,达到净化污水中悬浮物的目的。
2.2.3 无机絮凝剂的发展历程絮凝作为废水处理的一种重要方法,是一种应用最广泛、最经济简便的水处理技术。
絮凝达到高效能的关键在于投加性能优良的絮凝剂。
由于有机合成高分子絮凝剂存在毒性及价格昂贵等原因,其在国内的应用受到一定限制。
无机高分子絮凝剂(IPF)以其高效、适应性强、无毒、价廉的特点,在各种污水和废水的处理中得到了广泛的应用。
广泛使用的无机高分子絮凝剂是在传统的铝盐、铁盐絮凝剂的基础上发展起来的,它可分为阳离子型、阴离子型和复合型三大类。
传统铝盐、铁盐类絮凝剂使用历史悠久,但在水处理过程中存在不少问题。
60年代后期逐渐被迅速发展起来的无机高分子絮凝剂所取代。
无机高分子絮凝剂比原有传统药剂有更好的絮凝效果而相应价格较低。
污水絮凝剂、助凝剂、调理剂知识详解一、什么是絮凝剂、助凝剂、调理剂?污泥压滤处理中根据用途的不同,可以将这些药剂分为以下几种:1、絮凝剂:有时又称为混凝剂,可作为强化固液分离的手段,用于初沉池、二沉池、浮选池及三级处理或深度处理工艺环节。
2、助凝剂:辅助絮凝剂发挥作用,加强混凝效果。
3、调理剂:又称为脱水剂,用于对脱水前剩余污泥的调理,其品种包括上述的部分絮凝剂和助凝剂。
二、絮凝剂絮凝剂是能够降低或消除水中分散微粒的沉淀稳定性和聚合稳定性,使分散微粒凝聚、絮凝成聚集体而除去的一类物质。
按照化学成分,絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂。
1、无机絮凝剂传统应用的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐,铝盐主要有硫酸铝(AL2(SO4)3∙18H2O)、明矾(AL2(SO4)3∙K2SO4∙24H2O)、铝酸钠(NaALO3),铁盐主要有三氯化铁(FeCL3∙6H20)、硫酸亚铁(FeSO4∙6H20)和硫酸铁(Fe2(SO4)3∙2H20)。
一般来讲,无机絮凝剂具有原料易得,制备简便、价格便宜、处理效果适中等特点,因而在水处理中应用较多。
1)硫酸铝市售硫酸铝有固、液两种形态,固态的又按其中不溶物的含量分为精制和粗制两种,我国民间常用于饮用水净化的固态产品明矾,就是硫酸铝与硫酸钾的复盐,但在工业水及废水处理中应用不多。
硫酸铝适用的pH值范围与原水的硬度有关,处理软水时,适宜pH值为5~6.6,处理中硬水时,适宜pH值为6.6~7.2,处理高硬水,适宜pH值为7.2~7.8。
硫酸铝适用的水温范围是20oC~40oC,低于10oC时混凝效果很差。
硫酸铝的腐蚀性较小、使用方便,但水解反应慢,需要消耗一定的碱量。
2)三氯化铁三氯化铁是另一种常用的无机低分子凝聚剂,产品有固体的黑褐色结晶体,也有较高浓度的液体。
其具有易溶于水,矾花大而重,沉淀性能好,对温度、水质及pH的适应范围宽等优点。
三氯化铁的适用pH值范围是9~11,形成的絮体密度大,容易沉淀,低温或高浊度时效果仍很好。
絮凝剂的发展现状和发展前景一、引言絮凝剂是水处理领域中的重要化学品,主要用于去除水中的悬浮颗粒、胶体等杂质,提高水质。
随着工业发展和环境保护意识的提高,絮凝剂的需求和应用范围不断扩大。
本文将详细探讨絮凝剂的种类、发展现状、应用领域、面临的问题与挑战、发展趋势、相关政策与标准以及结论。
二、絮凝剂的种类及发展现状絮凝剂的种类:絮凝剂主要分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
无机絮凝剂如硫酸铝、氯化铁等,有机絮凝剂如聚丙烯酰胺、聚丙烯酸等。
发展现状:随着技术的进步,絮凝剂的种类和性能得到了显著提升。
新型高效、低毒、环保的絮凝剂不断涌现,满足了不同应用场景的需求。
三、絮凝剂的应用领域污水处理:絮凝剂在污水处理中广泛应用,主要用于污泥脱水、悬浮物去除等环节,提高污水处理的效率和质量。
饮用水处理:絮凝剂在饮用水处理中发挥关键作用,能有效去除水中的微小颗粒、胶体等,保障饮用水安全。
工业水处理:在工业循环水处理、锅炉补给水处理等领域,絮凝剂同样发挥了重要作用。
四、絮凝剂面临的问题与挑战环保压力:传统的絮凝剂可能对环境产生一定影响,如何开发环保型絮凝剂是当前面临的重要问题。
技术更新:随着水质要求的提高,絮凝剂的技术和性能需要不断更新和完善。
成本压力:新型高效絮凝剂的开发和生产成本较高,如何降低成本是推广应用的关键。
五、絮凝剂的发展趋势环保化:未来絮凝剂的发展将更加注重环保性能,开发低毒、生物可降解的絮凝剂将成为主流。
复合化:为满足不同应用需求,具有多重功能的复合型絮凝剂将是研究的重要方向。
高性能化:提高絮凝剂的性能,使其在更广泛的领域得到应用,如高盐度、高硬度等复杂水质条件。
六、相关政策与标准政策支持:各国政府对环保产业的支持力度不断加大,为絮凝剂产业的绿色发展提供了有力保障。
标准制定:制定和完善絮凝剂的安全使用标准、环保标准等,规范市场秩序,推动产业健康发展。
七、结论絮凝剂作为水处理领域的重要化学品,其发展前景广阔。
絮凝剂的发展现状和发展前景综述:本文将对絮凝剂的发展现状和发展前景进行详细分析。
絮凝剂是一种用于处理水中悬浮物的化学物质,其主要作用是将悬浮物聚集成较大的团块,以便于沉淀或过滤。
絮凝剂在水处理、污水处理、矿山废水处理等领域具有广泛的应用前景。
本文将从絮凝剂的定义、分类、应用领域、发展现状和发展前景等方面进行详细阐述。
一、絮凝剂的定义和分类1.1 定义絮凝剂是一种能够将悬浮在水中的微小颗粒聚集成较大团块的化学物质。
通过增加颗粒之间的吸引力或减小颗粒与水之间的排斥力,使得颗粒能够聚集成团块,便于沉淀或过滤。
1.2 分类根据絮凝剂的性质和用途,可以将其分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
无机絮凝剂主要包括铝盐、铁盐、硅酸盐等,常用的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PFS)等。
它们具有较高的絮凝效果和处理速度,适用于处理不同类型的水体。
有机絮凝剂主要包括聚合物絮凝剂和有机胶体絮凝剂。
聚合物絮凝剂常用的有聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酰胺共聚物等。
有机胶体絮凝剂常用的有壳聚糖、壳聚糖衍生物等。
有机絮凝剂具有较好的絮凝效果和较低的用量,适用于处理高浊度水体。
二、絮凝剂的应用领域絮凝剂在水处理、污水处理、矿山废水处理等领域具有广泛的应用。
2.1 水处理絮凝剂在水处理中主要用于去除水中的悬浮物、浊度、有机物和重金属等污染物。
通过添加适量的絮凝剂,可以使水体澄清,达到饮用水标准。
2.2 污水处理絮凝剂在污水处理中主要用于去除污水中的悬浮物、有机物、氨氮等污染物。
通过絮凝剂的作用,可以使污水经过沉淀、过滤等处理步骤后达到排放标准。
2.3 矿山废水处理矿山废水中常含有大量的悬浮物、重金属和有机物等污染物。
絮凝剂可以有效地将这些污染物聚集成团块,便于后续的沉淀和过滤处理,从而达到治理矿山废水的目的。
三、絮凝剂的发展现状目前,絮凝剂的研究和应用已经取得了一系列的进展。
3.1 絮凝剂的研究进展在无机絮凝剂方面,研究人员通过改进制备工艺和调节配比,提高了絮凝剂的絮凝效果和稳定性。
水处理絮凝剂分类、原理及应用问题汇总一、絮凝剂的作用机理1、凝聚凝聚:主要是指胶体脱稳并生成微小聚集体的过程。
凝聚的作用机理一般有:压缩双电子层、吸附—电性中和、吸附架桥作用、网捕—卷扫作用四种解释。
(1)压缩双电层作用根据DLVO理论,加入含有高价态正电荷离子的电解质时,高价态正离子通过静电引力进入到胶体颗粒表面,置换出原来的低价正离子,这样双电层仍然保持电中性,但正离子的数量却减少了,也就是双电层的厚度变薄,胶体颗粒滑动面上的ξ电位降低。
当ξ电位降至0时,称为等电状态,此时排斥势垒完全消失。
ξ电位降至某一数值使胶体颗粒总势能曲线上的势垒E max=0,胶体颗粒即发生聚集作用,此时的ξ电位称为临界电位ξk。
(2)吸附—电性中和胶体颗粒表面吸附异号离子、异号胶体颗粒或带异号电荷的高分子,从而中和了胶体颗粒本身所带部分电荷,减少了胶粒间的静电引力,使胶体颗粒更易于聚沉。
驱动力包括静电引力、氢键、配位键和范德华力等。
可以解释水处理中胶体颗粒的再稳定现象。
(3)吸附架桥作用分散体系中的胶体颗粒通过吸附有机物或无机高分子物质架桥连接,凝集为大的聚集体而脱稳聚沉。
分为长链高分子架桥和短距离架桥。
三种类型:①胶粒与不带电荷的高分子物质发生架桥,涉及范德华力、氢键、配位键等吸附力。
②胶粒与带异号电荷的高分子物质发生架桥,除范德华力、氢键、配位键外,还有电中和作用。
③胶粒与带同号电荷的高分子物质发生架桥,“静电斑”作用。
(4)网捕—卷扫作用投加到水中的铝盐、铁盐等混凝剂水解后形成较大量的具有三维立体结构的水合金属氧化物沉淀,当这些水合金属氧化物体积收缩沉降时,象筛网一样将水中胶体颗粒和悬浊质颗粒捕获卷扫下来。
网捕—卷扫作用主要是一种机械作用。
2、絮凝絮凝:絮凝主要是指脱稳的胶体或微小悬浮物聚集成大的絮凝体的过程。
异向絮凝(Perikinetic flocculation):由布朗运动所引起的胶体颗粒碰撞聚集。
布朗运动随着颗粒粒径增长而逐渐减弱,当粒径增长到一定尺寸,布朗运动不再起作用。
絮凝剂概述一、絮凝剂1、絮凝剂定义絮凝剂又名沉降剂,主要是使液体中不容易沉淀的固体悬浮颗粒和胶体(粒径10-3~10-7cm)凝聚成较大的悬浮颗粒,从水中分离出来从而达到净化水质的目的。
其因成本低、毒性小、且对有机物和无机均有很好的净化作用等特点,从而被广泛应用于饮用水、工业水和各类污水处理中。
近十几年来,我国在用絮凝技术处理污水的研究方面成果显著,絮凝剂的研究和发展的方向也从天然絮凝剂(明矾、淀粉、壳聚糖)到初级合成絮凝剂(硫酸铁、硫酸铝等),再发展到如今的合成高分子絮凝剂(聚合硫酸铁、聚硅酸、聚合丙烯酰胺等)。
絮凝方法也从简单处理发展到精确控制,更是由此奠定了絮凝沉淀法在水处理技术中的坚定基础。
2、絮凝剂的分类根据絮凝剂的成分等的不同,可大致将絮凝剂分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、复合絮凝剂和微生物絮凝剂四大类。
无机絮凝剂主要有铁制剂系列、铝制剂系列及聚硅酸系列等。
按其分子量的不同,无机絮凝剂可分为无机低分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂。
根据成份不同,无机低分子絮凝剂又分为铁盐、铝盐两大类,其主要代表产品有硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等。
铝盐的应用最为广泛,应用时间也最长;铁盐作为铝盐的替代品,于20世纪30年代就在水处理中得到了应用;由于无机低分子量絮凝剂用量大、效果差等缘故,絮凝剂逐步向高分子发展,无机高分子量絮凝剂由于具有用量少、沉降速率快以及使用范围广等优点,从而于20世纪60年代开始高速发展。
无机高分子量絮凝剂主要包括聚合氧化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合硅酸铁(PFSi)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合磷氯化铝(PPAC)、聚硅酸絮凝剂(PSAA)等。
无机絮凝剂具有来源广泛、成本较低等特点,但其主要是通过电中和作用来压缩胶体粒子的双电层从而使其凝聚的,这种处理的周期会比较漫长,从而使无机絮凝剂的作用效果受到一定的限制,而且处理效果不是很好,其絮凝效果有待提高。
有机絮凝剂的出现时间较无机絮凝剂晚,它出现在1950年左右,并且在60年代在环保领域实际投入应用。
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轻基络离子,以0H-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1X103。
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Zeta 电位,使胶体粒子山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,乂可发挥黏附、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LI得就是引入某些高电荷离子以提高电荷得中与能力,引入疑基、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(PSAA)山于制备方法简便,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2X105,有可能在水处理中部分取代有机合成高分子絮凝剂。
044海峡科技与产业2021年第2期微生物絮凝剂的研发是以生物技术为基础,通过培养真菌和细菌等,使其发酵,随后再对其进行提取与精制的一种方式。
因为微生物絮凝剂具备生物高效性,可以让高分子和无机高分子絮凝剂的缺陷得到弥补,能够实现无污染排放的目标。
当前,世界各国对絮凝剂的研究还处于深入之中,各国需要结合实际情况,进行深入探究。
1 微生物絮凝剂的概念解读微生物絮凝剂,具有天然生物高分子絮凝剂的属性,微生物产生之后,便分泌到细胞之外,属于絮凝活性的微生物代谢产物。
微生物絮凝剂能够让液体中原本悬浮的固体颗粒以及菌体细胞等产生凝聚和沉淀,因其不会对水质等造成污染,所以被人们视为分解性与安全性高效、无毒,也不会导致二次污染的绿色水处理剂。
不过,因为微生物絮凝剂需要较高的生产成本,且目前的发酵生产工艺还有很多待改善之处,加之絮凝剂的成分与絮凝效果欠缺一定的稳定性,因而会导致微生物絮凝剂发展受限。
2 微生物絮凝剂的研究现状2.1 絮凝机理分析2.1.1 微观絮凝我们现在立足于微观角度分析絮凝剂原理,其指的是当处于微观世界中时,我们可将在水中悬浮的微小颗粒进行不断放大。
当污水经过人工处理之后,就会转变成直径介于10~30微米之间的微型絮凝块。
这些带电的负电粒子彼此排斥,所以几乎一直处于运动状态,不会停下。
因为其体积小于一般物体,因此想要其在短时间内沉淀下来,是很难办到的。
对其进行处理的最佳方式即应用离子型絮凝剂,使其能够转变成更大的絮凝块,加快沉淀或脱水的速度。
2.1.2 宏观絮凝水质中通常颗粒的直径是大小不一的,针对超过1微米的颗粒,絮凝时的主要措施为水的慢速混合,可以适当应用机械搅拌器。
搅拌产生的速度梯度会造成悬浮的颗粒在空中碰撞,由此被称作是宏观絮凝或是同向絮凝。
但是,从宏观方向来分析絮凝混合过程时,絮体的颗粒还会受到剪切力作用,由此造成部分絮体聚集体的瓦解和破损。
经历过一段时间的混合之后,就会逐渐形成尺寸和分布都很均匀的絮体,絮体颗粒的形成与破碎几乎处于平衡状态[1]。
絮凝剂的工作原理一、引言絮凝剂是一种常用的水处理化学品,广泛应用于水处理、污水处理、工业生产等领域。
它能够有效地促使悬浮在水中的固体颗粒聚集成较大的团块,便于后续的固液分离。
本文将详细介绍絮凝剂的工作原理及其在水处理中的应用。
二、絮凝剂的分类絮凝剂可以根据其化学性质和来源进行分类。
常见的絮凝剂包括无机絮凝剂和有机絮凝剂。
无机絮凝剂主要有铝盐、铁盐等,而有机絮凝剂则包括聚合铝、聚合氯化铝等。
三、絮凝剂的工作原理絮凝剂的工作原理主要涉及两个方面:电化学作用和物理作用。
1. 电化学作用在水中,絮凝剂会与悬浮的固体颗粒表面带有电荷的粒子发生相互作用。
这些粒子可以是负电荷的胶体粒子,也可以是带有正电荷的金属离子。
絮凝剂中的阳离子或阴离子会与水中的离子发生电荷中和反应,使得悬浮颗粒失去电荷并凝聚成团。
2. 物理作用絮凝剂通过改变水中悬浮颗粒的表面性质,促使其聚集成较大的团块。
这种物理作用可以通过以下几种方式实现:(1)吸附作用:絮凝剂中的活性物质能够吸附在颗粒表面,改变其表面性质,使颗粒之间发生吸引力,从而聚集成团。
(2)桥联作用:絮凝剂中的高分子聚合物可以通过与颗粒表面的功能基团相互作用,形成桥联结构,将颗粒连接在一起。
(3)凝胶作用:絮凝剂中的高分子聚合物在水中形成凝胶结构,可以将悬浮颗粒包裹在凝胶中,形成较大的团块。
四、絮凝剂的应用絮凝剂在水处理中有着广泛的应用,主要包括以下几个方面:1. 澄清污水絮凝剂可以用于污水处理,通过将悬浮颗粒聚集成较大的团块,便于后续的沉淀和过滤,从而达到澄清污水的目的。
2. 净化饮用水在饮用水处理中,絮凝剂可以去除水中的浊度、色度和胶体物质,提高水的透明度和品质。
3. 提高工业生产效率在工业生产过程中,水中的悬浮颗粒会降低设备的效率,絮凝剂可以帮助去除这些颗粒,减少设备的堵塞和损坏。
4. 防止水体富营养化絮凝剂可以去除水中的悬浮有机物和无机盐,减少水体中的营养物质,防止水体富营养化和藻类暴发。
无机絮凝剂按其分子量的大小可分为低分子絮凝剂和高分子絮凝剂两大类。
低分子絮凝剂价格低、货源充足、但因其用量大、残渣多、效果差,故无机絮凝剂的发展已经基本上完成了低分子向高分子的转变。
现常用的无机高分子絮凝剂有聚合铝类絮凝剂、聚合铁类絮凝剂和活性硅酸类絮凝剂以及复合絮凝剂四大类。
(1)聚合铝类絮凝剂(如聚合氯化铝,硫酸铝等)聚合铝水解产生高价离子,形成各种类型的羟基多核络合物。
它们通过羰基式桥联作用,处于亚稳定状态。
而OH-与Al3+的比值[2](一般称盐基度或碱基度)对絮凝效果影响很大。
通常盐基度越高,絮凝效果越强,但过高则本身易生成难溶的氢氧化铝沉淀,导致絮凝效果降低。
研究表明,盐基度在7 5%-85%时最佳,此时絮凝体产生快,颗粒大而重,沉淀性能好。
聚合铝具有投药量少、沉降速度快、颗粒密实、除浊、除色效果明显等特点。
在工业水处理中得到广泛的应用[3]。
值得注意的是铝,尤其是活性铝,毒性较大,同时聚合铝制备方法不完善,致使较多水解铝的微细颗粒存在于溶液中,这在一定程度上限制了聚合铝的使用。
通过改善混凝反应条件,延长慢速混凝时间,能有效降低水中铝的含量。
(2)聚合铁类絮凝剂(如聚合硫酸铁等)聚合铁是另一新型无机絮凝剂,絮凝机理与聚合铝类似。
其主要类型有聚硫酸铁、聚氯化铁、聚氯化硫酸铁等等。
聚氯化硫酸铁除具有铝盐类无机高分子絮凝剂特点外,还具有价格低、pH值适用范围宽等特点。
但是总体来说,聚合铁需要较低的盐基度,一般须将OH-/Fe3+比值控制在8%~1 5%。
超出此范围,铁水解反应突变,从高价聚合态羟基络离子转化成低价聚合态胶凝产物。
且聚合铁产品稳定性差,聚合几个小时至一周内即转向沉淀,絮凝效果降低,故其用量远不及聚合铝。
(3)活性硅酸类絮凝剂活性硅酸也是一种重要的无机高分子絮凝剂,它来源广、价格低廉、无毒、且絮凝、助凝效果好,尤其对于低温低浊水的混凝处理这一净水处理中的难题有着显著的特性[4],在国内外引起足够重视。
絮凝剂的分类和发展方向发表时间:2019-07-22T11:49:43.667Z 来源:《当代电力文化》2019年第5期作者:贺鹏飞[导读] 在污水处理中能起到关键作用的絮凝剂的发展因为是飞快的。
陕西金泰氯碱化工有限公司,陕西 719000摘要:水源危机日趋严重,供水紧张污水净化已然成为我国面临的主要难题之一。
随着人们环保意识的增强和我国可持续发展战略的实施,防止污染和保护环境的工作也已引起各级政府的高度重视。
在污水处理中能起到关键作用的絮凝剂的发展因为是飞快的。
工业水处理和环境保护要求不断提高,水处理剂品种不断丰富,性能不断提高。
废水处理的方法很多,有生化法、吸附法、化学氧化法、离子交换法、电渗析法、絮凝沈淀法等等。
其中絮凝沉淀法作为物理、化学处理法,因工艺简单、效率高、费用较低等优点而应用广泛。
关键词:有机絮凝剂 ; 无极絮凝剂一、水处理现状简述水是生命之源是人们生活和生产活动中不可缺少的物质资源。
我们生存的地球上有70%是被水所覆盖的,然而为我们所利用的淡水资源却不多。
近年来随着社会经济的飞速发展,水体污染日益严重,不仅工、农、渔、畜牧业等生产受到影响,人们日常生活饮用水的水源也受到了威胁,对人体健康造成了损害。
随着工业生产的发展,工业用水量急剧增加,导致产生的工业废水量与日俱增。
据统计我国废水排放总量约为400亿吨/年,这将严重破坏生态环境和人们的生存环境。
目前对各种废水的处理及如何更好的节约用水已引起世界各国的广泛重视。
为了严格控制工业生产中排放废水对水体环境的污染,提高水的利用率,保护珍贵的淡水资源,解决或缓解水资源危机,工业废水都需要经过处理达到排放标准后方可排放。
工业废水处理方法有:生化法、离子交换法、吸附法、化学氧化法、电渗析法和混凝沉降法等众多方法,而其中应用最多、成本最低的方法是通过投加水处理剂的方法来解决。
絮凝沉降法是目前国内外普遍采用的一种既经济又简便的水处理方法,而加入絮凝剂的类别及其性能将强烈的影响水处理效果。
絮凝剂在生活污水与工业废水处理过程的固液分离中占有重要的地位,有了性能优越的絮凝剂,通过控制合适的剂量和混合方法,加上后续合理的沉淀过滤工艺,就能获得较理想的处理效果。
因此,开发新型、高效的絮凝剂是国内外广大水处理工作者关注的目标。
近几十年来,无论是无机絮凝剂还是有机絮凝剂都有了很大的发展。
目前国内对水处理剂市场,大多数改性有机絮凝剂都是单一的非离子,阳离子,阴离子型。
由于许多污水中含有负电荷的微细颗粒与胶体,需要阳性絮凝剂处理,此种絮凝剂在污泥脱水、煤矿洗煤等方面具有阳离子絮凝剂无法比拟的优越性能。
二、絮凝剂的分类根据絮凝剂在污水处理中的主要作用机理,国内外开发了种类繁多的絮凝剂。
该絮凝剂从其组成上来说可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、复合絮凝剂以及生物絮凝剂等四类。
絮凝剂的作用原理混凝沉降净化法是水处理应用最广,处理成本最低的有效方法之一。
絮凝剂是在废水中预先投加化学药剂来破坏胶体的稳定性,加以分离除去的过程。
使废水中的胶体和细小颗粒悬浮物聚集成具有可分离性的絮体,再混凝过程包括凝聚和絮凝两个过程。
混凝过程是复杂的物理化学过程,人们在这方面进行了很多研究。
混凝过程提出了各种机理模型,用得较多的有DLVO理论与吸附架桥理论。
DLVO理论是用胶体颗粒之间吸引和排斥相互作用所产生的作用位能,来解释胶体的稳定与脱稳。
在絮凝过程中通过胶体颗粒的电荷中和及压缩胶体的双电层而产生絮凝沉淀。
吸附架桥理论的要点是指链状聚合物在静电引力、范德华力和氢键力作用下,通过活性部位与胶体和细微悬浮物等发生吸附作用,然后通过它们的架桥连接形成大絮体而沉淀下来。
2.1 无机絮凝剂无机盐类絮凝剂主要分为铝盐和铁盐,它们存在很大的缺点: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.为克服二次污染及腐蚀设备问题,从20世纪60年代开始无机盐聚合物的研究。
使用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。
2.2 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(106以上)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。
2.3 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。
淀粉衍生物作为工业絮凝剂的研究始于60年代。
乙烯基单体与淀粉的接枝共聚反应是淀粉改性制备可生物降解的高分子材料的重要途径之一,其关键问题在于引发剂的筛选。
曹炳明将木薯粉、催化剂、烯类单体反应,再加醛类和醇类反应制得一种网状的高分子物质,其分子链中所带的官能团多,吸附活性点多,可用于污水处理厂二级污水处理;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;目前清华大学着手壳聚糖作絮凝剂的中试生产研究,获得了一套适合我国国情的工业化生产的最佳工艺路线,其主要性能指标均达到了或超过国内外同类产品的水平。
壳聚糖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%。
杜予民总结了壳聚糖及其衍生物作为吸附剂、絮凝剂在印染废水中的应用,阐明小粒径、高脱乙酰度及珠状壳聚糖及其衍生物在低温、低pH值下对染料的吸附效果较好;脱乙酰度大的水溶性壳聚糖及其衍生物对染料的絮凝效果较好,其絮凝机理主要是电荷中和以及分子架桥作用。
2.4 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.我国也已涉及这方面的研究,但起步较晚.南开大学庄源益筛选出6株对水中染料有较好的絮凝作用的菌株(NAT-1至NAT-6),用NAT型生物絮凝剂处理直接黑染料生产废水,其脱色率可达60%。
从微生物组织中提取的7一谷氨酸聚合物具有一定的絮凝作用,如从bacillussp.PY-90中提取的聚7一谷氨酸,在浓度为20mol·L-1时,对高岭土悬浊液絮凝效果最好,当加入C、M、Fd时,可提高其絮凝效果;从B.subtillisIFO3335和B.1icheniformisCCRC1282中提取的聚7-谷氨酸,对不同的无机和有机悬浊液均具有较好的絮凝作用。
絮凝剂通过离子键、氢键的作用与悬浮颗粒结合,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。
微生物絮凝剂广泛应用于畜产废水处理、染料废水的脱色、高浓度无机物悬浮液废水的处理、活性污泥的沉降性能的改善、污泥脱水、浮化液的油水分离等方面。
然而目前微生物絮凝剂的研究还处于菌种筛选的实验室研究阶段,所用成本较高,一些工艺条件不太成熟,离工业化生产还有一定的距离。
2.5 复合絮凝剂复合型絮凝剂是近年才开始研制的新型絮凝剂,能克服使用单一絮凝剂的许多不足,适应范围广,对低浓度或高浓度水质、有色废水、多种工业废水都有良好的净水效果,脱污泥性好,pH使用范围大。
然而复合在有机合成制备上手续复杂,成本较高,并有可能存在二次污染。
目前还未见复合絮凝剂有工业化生产和使用的报道。
污水或活性污泥中,有机固体颗粒带负电荷,无机固体颗粒带正电荷,混合固体颗粒呈电中性。
所以有机污水或污泥加阳离子型絮凝剂,对无机污水或污泥加阴离子型絮凝剂,对混合污水或污泥加非离子型絮凝剂。
赵立志等用含单宁45%的落叶松胶与甲醛、二甲胺在弱酸性条件下进行曼尼希反应,使单宁胺甲基化,制成的絮凝剂与无机、聚丙烯酰胺联用,可提高絮凝效果。
带有PAM的聚合氯化铝、聚合氯化铁,为无机有机高分子聚合物,它们具有无机、有机的双重优点,又避免了两者的不足,还具有某些独特的优点,使净水效果得到高度发挥。
无机离子使悬浮颗粒发生絮凝并沉淀,高分子有机阳离子的高度架桥又促进了絮凝吸附速度,故能达到快速净水的目的。
江霜英等以天然高分子物质甲壳素制备壳聚糖,并用壳聚糖、聚合铝和三氯化铁制成了高效复合型絮凝剂CAF,其净水效果优于无机絮凝剂聚合铝和三氯化铁,成本更低。
2.6 两性高分子絮凝剂水溶性两性高分子是指在高分子链节上同时含有正,负两种电荷基团的水溶性高分子,与仅含有一种电荷的水溶性阴离子或阳离子聚合物相比,性能较为独特,可用作絮凝剂,污泥脱水混凝剂和金属离子吸附剂等。
例如,用作絮凝剂的两性高分子因具有适用于阴,阳离子共存的污染体系,适用的pH值范围宽及抗盐性好等特点成为国内外的研究热点,两性絮凝剂兼有阴,阳离子性基团的特点,适用于各种不同性质的废水处理,特别对污泥脱水,不仅有电性中和,吸附桥联作用而且有分子间的“缠绕”包裹作用,使处理的污泥颗粒粗大,脱水性好,即使是对不同性质的不同腐败程度的污泥,也能发挥较好的脱水助滤作用。
进入20世纪90年代以来,国外对两性聚丙烯酰胺(PAM)的研究和开发趋于活跃,日本最近开发的两性离子型PAM在技术和经济上已具有工业化应用价值,特别是近几年,水溶性两性高分子在水处理行业的应用得到了较大的发展,主要用作絮凝剂,污泥脱水剂及金属螯合剂等。
三、絮凝剂影响因素及它的发展趋势絮凝是一种物理化学过程,其影响因素除胶体粒子的种类、粒子大小、表面特征、胶体粒子的浓度和絮凝剂的种类及特性等因素外,还包括溶液的pH值、共存物质(特别是盐类)的种类和浓度、反应温度和浓度变化、搅拌的方法和絮凝剂用量等。