作用相关 。其中 ,无机高分子絮凝剂成分对各种
杂质 、
悬浮微粒吸附 ,使得形成的颗粒逐渐增大 ;
另一方面有机高分子絮凝剂成分通过它自身的桥
连作用 ,利用吸附在有机高分子上的活性基团形
成网捕作用 ,从而网捕到其它杂质颗粒一同下沉 。
同时 ,无机盐的存在将使污染物电荷中和 ,促进有
机高分子的絮凝作用 ,大大提高絮凝效果 。总之 ,
复合絮凝剂不仅能够解决单一絮凝剂不能解决的
问题 ,同时其附加作用 ,如缓蚀 、
杀菌都为进一步
研究复合絮凝剂奠定了良好基础 。
无机絮凝剂研制应用经历了从单一品种到多
品种 ,从简单铝 (铁) 盐到聚合铝 (铁) 盐 ,从单一聚
合铝 (铁) 向多元聚合铝 (铁) 的过程 。由此看出 ,
要提高产品的絮凝效率 ,应着重解决 3 个关键问
题 :提高产品的相对分子质量 ;增加电解质的离子
电荷数量 ; 研究符合药剂中不同组分的“协同作
用”,由此决定了今后絮凝剂研制的发展方向是 :
(1) 聚合铝 (铁) 的主要形态向高电荷多核络
合物方向发展 ,以提高絮凝效果 ;
(2) 引入高价负离子 ,使聚合铝 (铁) 的共存
阴离子从低价向高价发展 ,使其形态分布和电荷
量得到进一步改善 ;
(3) 开发性能优异的新的复合型产品 。如聚
合氯化铝 (铁) ,以铝系 、
铁系为代表的无机絮凝剂
共同缺点是 :用量大 ,产泥量多 ,难脱水 ,铝盐积累
性中毒 ,铁盐腐蚀性等 ,于是就出现了有机高分子
絮凝剂 。
1. 2 有机絮凝剂
1. 2. 1 合成高分子絮凝剂
1. 2. 1. 1 阳离子型人工合成有机高分子絮凝剂
分子结构重复单元中带有正电荷氨基 ( -
NH
3 +
) ,亚氨基 ( - CH
2
- NH
+
- CH
2
- ) , 季铵基
(N
+
R
4
) 的水溶性聚合物 。代表物有 : 聚乙烯胺 、
聚乙烯亚胺 、
聚二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺 、
聚二
甲基二烯丙基氯化铵 。此类絮凝剂在水处理药剂
中占有重要位置 。
1. 2. 1. 2 阴离子型人工合成有机高分子絮凝剂
分子结构重复单元中带有负电荷羧基 ( -
COOH) ,磺酸基 ( - SO
3
H) 基团的水溶性聚合物 ,
如丙烯酸 (盐) 、
甲基丙烯酸 、
乙烯磺酸 、
苯乙烯磺
酸等此类产品在实际应用中用量很少 。
1. 2. 1. 3 性人工合成有机高分子絮凝剂
分子结构重复单元中既有带正电荷基团 ,又
有带负电荷基团的高分子聚合物 ,如蛋白质 、
动物
胶等 。该产品有电性中和 、
吸附桥联 ,还具有分子
间的缠绕 、
包裹作用 ,特别适用于污泥脱水处理 。
1. 2. 1. 4 非离子型人工合成有机高分子絮凝剂在
合成中不引入带电基团的有机高分子聚合物 ,如
聚丙基酰胺 、
聚氧化乙烯 、
聚乙烯醇 、
聚乙烯吡咯
烷酮 、
聚乙烯醚等 。此类产品市场需求很少 。
有机高分子絮凝剂的优异特点 :絮凝速度快 ,
剂量小 ,共存盐和 pH 值及温度对此影响小 ,生成
污泥量少 ,易于处理等 ,因而有着广泛的应用前
景 。今后研究方向是 :
(1) 向超高分子量絮凝剂方向发展 ;
(2) 控制聚合物中游离单体的量 ,以防止单
体对人体危害 ;
(3) 以开发均聚物 、
共聚物阳离子型聚合物
为重点对象 ,特别是丙烯酰胺类高分子阳离子共
聚物 。
1. 2. 2 天然高分子絮凝剂
20 世纪 70 年代以来 ,美 、
英 、
法 、
日等国均致
力于天然高分子絮凝剂的研究 。它包括生物高分
子有机物 (如甲壳素) 、
木质素等 。与无机或合成
有机絮凝剂相比 ,其优点为 : (1) 易于固液分离 ,
形成沉淀少 ; (2) 除浊脱色性好 ; (3) 易降解 ,无毒
无害 ; (4) 无二次污染 ; (5) 适用范围广
[ 4 ]
。
1. 2. 2. 1 壳聚糖 、
甲壳素絮凝剂
近年 ,这类絮凝剂在国外已普遍用于水处理 。
美国主要用于给水及饮用水的净化 ,而日本则主
要用于水处理及污泥处理 ,其中用于水处理的壳
聚糖每年达 500 t 之多 。我国尚处于起步开发阶
段
[ 5 ]
。
壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的产物 。甲壳素一
般由虾 、
蟹壳经酸浸 、
碱煮 ,分别脱碳酸钙和蛋白
质后分离得到 。由于此类物质分子中均含有酰胺
基 、
氨基及羟基 ,因此有絮凝吸附功能 。当它在酸
性介质中溶解后 ,随着氨基质子化 ,表现出阳离子
聚电解质的性质 ,不仅对重金属有螯合吸附作用 ,
还可有效吸附水中带负电荷的微细颗粒 。在食品
加工废水的处理中优势明显 。壳聚糖可使仪器加
工废水中的 SS 减少 70 %～98 %。但它在酸性水
溶液中可溶解而造成流失 ,使其应用受到限制
[ 6 ]
。
1. 2. 2. 2 木质素絮凝剂
5
8
1
第
36
卷第
3
期 陈 军
:
水处理絮凝剂的研究进展