水处理中的混凝剂 综述

水处理中的混凝剂种类及应用写你自己的名字摘要：近年来水资源短缺和污染问题日益严重，作为水处理工艺中重要的环节，混凝工艺的效果决定着后续流程的运行工况、处理费用及最终出水水质。

主要对混凝荆的研究进展进行了评述，并对其今后的发展提出了展望。

关键词：水处理，混凝剂The type and application of the coagulantin water treatment写你自己的名字Abstract：Water resource is heavy shortage and polluted in recent years．As the most important segment of water treatment technology，the effect of coagulate process determines the operating mode、treatment fee of subsequent technology and final water quality of yielding.The research development of coagulant in recent years is commented in this paper．And the development trend of coagulant for the future is pointed outKeywords：water treatment； coagulant混凝剂是指，在原水净化过程中加入的一类化学药剂，能够加速水中胶体微粒凝聚和絮凝成大颗粒。

混凝过程是给水和废水处理众多工艺流程中不可缺少的前置单元操作技术。

混凝处理效果往往决定着后续流程的运行工况、处理费用及最终出水水质。

该产品主要用于生活饮用水的净化和工业废水，特殊水质的处理（如含油污水，印染造纸污水、冶炼污水，含放射性特质，含Pb,Cr等毒性重金属和含F污水等）。

此外在精密铸造、石油钻探、制革、冶金造纸等方面也有广泛用途。

我国水处理所用的混凝剂自20世纪70年代以来，尤其是在近20年来取得了突飞猛进的发展。

近年来随着水资源短缺以及水体污染的日益严重，进一步强化混凝过程、扩展处理范围、提高效能、降低药耗、缩短反应时间、降低投资及运行成本，从整体上改善现有传统混凝工艺技术的质最和效果，一直是水处理领域中研究的热点[1]。

1．无机混凝剂铝盐和铁盐混凝,是以电性中和及卷扫作用为主要作用机制,投放剂量一般已超出它们各自氢氧化物的溶度积,因而胶体脱稳是由水合铝离子或水合铁离子在水解聚合生成氢氧化物沉淀过程中的中间产物,也就是铝或铁的单核或多核轻基配离子引起的[10]。

1．1铝系混凝剂铝盐是最传统、应用最广泛的混凝剂。

但铝是低毒物质，经各种渠道进入人体后，会在一些机体组织中积蓄，并参与许多生物化学反应，能将体内必需的营养元素和微量元素置换流失或沉积，从而破坏各部位的生理功能。

导致人体出现诸如铝性脑病、铝性贫血等中毒病症。

为解决铝带来的负面效应，传统的铝盐有被其它无机盐或铝系高分子混凝剂取代的趋势[2]。

1．2铁系混凝剂铁盐是铝盐的主要替代品，采用铁盐作为混凝剂，不仅安全无毒。

避免二次污染，而且具有混凝能力强、矾花大、沉降快、水温和pH值适用范围广、价格便宜等优点。

与铝盐类似，铁盐也从简单的低分子混凝剂向高分子混凝剂方向发展。

除P飓以外，还有聚磷酸铁(PFP)、聚磷氯化铁(PPFC)、聚硫酸氯化铁(PAsc)等复合型混凝剂闭[2]。

1．3聚硅酸类混凝剂此类混凝剂在通常条件下组分带负电荷，屑阴离子型高分子混凝剂，主要依靠表面羟基的氢键作用可以吸附许多其它分子，并且硅酸在聚合过程中，随着分子量的不断增大而交联成网状。

吸附架桥能力增强，从而聚合度增大。

处理效果加强．形成的絮粒大而易于沉降。

聚硅酸在储存时易发生自聚反应．析出硅胶而失去混凝功能，故只能现场制备。

这也就限制r 聚硅酸的应用和推广。

聚硅酸可以作为助凝剂，与铝盐、铁盐或无机高分子混凝剂聚铝、聚铁等配合使用[2]。

新型高分子无机混凝剂在生产工艺上突破了以往将几种高分子或小分子无机混凝剂用简单的物理混合复合的生产工艺, 而是由几种原料经化学反应制得, 通过控制化学反应的原料、方向、过程来控制其最终产物中各聚合物的配比及聚合程度[11]。

成品一般为液体,具有使胶态污水脱稳快、易形成大的矾花、污染物去除率高等特点, 特别是这种混凝剂的“卷扫”作用使其除油效果明显提高[11]。

2．有机混凝剂有机高分子混凝剂与无机混凝剂相比，具有用量少、混凝速度快、受共存盐类、pH值及温度影响小、生成的污泥量少、处理效果好等优点。

目前使用的有机高分子混凝剂主要有人工合成有机高分子混凝剂和天然高分子混凝剂两种。

此外，近几年微生物高分子絮凝剂的研究也越来越受到关注[3]。

2．1人工合成有机高分子混凝剂人工合成有机高分子混凝剂多为聚丙烯、聚乙烯物质，如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺等。

人工合成有机高分子混凝剂的最大特点是可根据需要采用合成方法对碳链长度进行调节，同时在碳链上引人不同性质的官能团。

合成有机高分子混凝剂分子链上：所带的官能团如一COOH、一CONH2、一OH、一NH：等，可以强烈吸附细微颗粒，在微粒与微粒之间形成架桥作用，这种结构上的变化可构成能满足各种不同需要的产品．而且还町以针对不同处理对象合成单体含量不同和分子量不同的有机高分子混凝剂[2]。

2．2天然高分子混凝剂在近代水处理中，通过化学改性的天然高分子化合物仍是一类重要的混凝剂，其特点是分子量分布广，活性基团点多，结构多样化等，尤为突出的是它安全无毒，具有良好的“环境可接受性”。

目前，天然高分子混凝剂的主要品种有淀粉类、半乳甘露聚糖类、纤维素衍生物类、微生物多糖类及动物骨胶类等五大类。

此外，水处理中用到的天然高分子混凝剂还有海藻酸钠、甲壳质及丹宁等[4]当前国内研究和应用较多的改性天然高分子混凝剂主要有淀粉、纤维素、含胶植物、多糖类和蛋白质等物质的衍生物，其产量约占高分子混凝剂总量的20％[5]。

2．3微生物高分子絮凝剂微生物絮凝剂(Microcobialflocculant，MBF)是在特定培养条件下某些种类的细菌、放线菌、霉菌、酵母菌等，在生长过程中产生的具有絮凝活性的代谢产物[5]。

大量研究发现．许多微生物能产生絮凝物质．微生物絮凝剂用于废水悬浮颗粒的去除，废水脱色，乳化液油水分离，污泥沉降性能的改善。

畜牧场废水的处理，污泥脱水等[2]该种絮凝剂具有絮凝范围广、絮凝活性高、安全无害无污染、易被生物降解、使用方便等优点，同时絮凝剂产生菌的种类多、生长快，尤其适于食品工业废水的处理和再生利用[5]。

3.复配混凝剂复配混凝剂的使用效果往往优于相同条件下单一混凝剂的使用效果，通过混凝剂的复配充分发挥混凝剂各自的特点。

由于协同效应可以提高混凝剂的使用效果以及减少混凝剂的用量并扩大混凝剂的使用范围，因此如何利用混凝剂的协同效应是混凝剂的重要研究方向[5]。

选择适合处理水质的优质高效的混凝剂是提高混凝效率的重要途径之一。

3.1无机一无机复合型无机一无机复合型混凝剂大致可归纳为金属离子复合型、酸根复合型以及多种离子复合型。

多种金属离子(铝、铁离子等)的参与聚合，可使多元聚合物除具有单元无机高分子混凝剂的共同优点外，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，即桥长、单元多、絮体大而稳定，同时兼具卷扫混凝作用。

无机高分子混凝剂对各种复杂成分的水处理适用性强，但生成絮体小，且投药量大，生成污泥量大；相比之下，有机高分子混凝剂用量少，絮凝速度快，生成污泥量少；有机高分子混凝剂可带一COO 一、一NH一、-OH等亲水基团，可具有链状、环状等多种结构，利于污染物进入絮体，脱色性好。

两者的结合使用效果优于单用，是混凝剂使用的一个发展方向[7]。

3.2利用废弃物研制无机复合混凝剂粉煤灰、煤矸石是电厂、采矿等行业的废弃物。

是制造铝、铁、聚硅酸等复合混凝剂的很好的原料，用其制备复合混凝剂，可以充分发挥各组分的作用及相互的协同作用，又有利于保护环境；既有效利用了废物，也为混凝剂的研究开发找到一条新路子。

除以粉煤灰、煤矸石制备复合混凝剂外，以氯化铝、氯化铁等无机低分子絮凝剂制备铝铁共聚复合混凝剂的研究也有报道[8]。

3.3其它复合混凝剂研究制备了硼泥复合混凝剂，它处理乳胶废水的效果与聚铝近同；研制开发的931 复合混凝剂具有破乳、吸附架桥和高效絮凝等多种功能；华南理工大学与浙江临安膨润土矿共同合作研制的BT-1 净水剂是一种新型的具有离子交换、混凝吸附及氧化还原等多功能的复合脱色混凝剂；研制的新型混凝剂ASD-II是以天然资源为主要原料，经物理化学加工处理而制成的一种既含有阳离子型又含有阴离子型的新型复合混凝脱色剂，兼具凝聚、絮凝、吸附架桥、吸附脱色等多种功能[8]。

未来十年聚氯化铝仍是国内外生活饮用水净化的主导产品，产品趋于高纯、高浓，以确保生活饮用水的卫生安全和快速提高的水质标准以及节省能源和运输成本。

美国、法国甚至印尼和泰国都开始使用无色透明、高纯、高浓的液体ＰＡＣ来净化生活饮用水，我国自来水行业应改变使用质低价廉的混凝剂产品的习惯[9]。

4.混凝剂在水处理中的应用目前混凝剂在水处理中的应用已越来越普遍了，无论是我们的日常饮用水，还是生活污水或者工业废水中都是随处可见的。

除了原水用其处理作饮用水外在城市污水处理方面混凝剂主要用于污泥脱水同时也用于污水的初级沉淀及活性污泥法之后的二次沉淀; 在工业废水理方面混凝剂可用于去除水中BOD 或COD、SS、色度重金属元素以及营养元素等[10]。

有机混凝剂对去除水中的悬浮胶体粒子更有效,但絮花小沉淀较慢。

有机高分子混凝剂易形成大絮体有利于沉降,但只有在无机盐存在下效果才更好。

用阳离子型混凝剂时,无机盐的阳离子起促进作用; 用阴离子型混凝剂时,无机盐的阴离子起促进作用,因此在混凝剂的选用上要适当。

无机混凝剂和有机高分子混凝剂共用时才能互相取长补短,起到良好的处效果[10]。

4.1处理饮用水饮用水水质净化常用的混凝剂大多数是无机混凝剂。

主要有铁盐和铝盐两大类。

南京自来水公司上元门水厂自1990年3 月起,使用聚铁处理城市供水水质应用效果良好。

镇江市自来水公司自1989 年下半年开始用聚铁作混凝剂,其间经过小样试验,生产性对比试验,目前已完全替代了使用多年的固体三氮化铁,取得了较好的经济效益[13]。

4.2处理城市污水目前在城市污水处理方面混凝剂主要用于污泥脱水,同时也可用于污水的初级沉淀及活性污泥法之后的二次沉淀[14]; 其次,国内外一些专家们正在探索实施一级强化处理(即化学强化一级处理CEPT) 的可行性,做了大量的试验研究和生产应用的尝试。