背景及概述[1-2]
絮凝劑能使膠態(tài)分散系中分散的膠體微粒，由附聚作用聚結(jié)形成絮狀物、可沉降的或可過濾的藥劑。當(dāng)廢水中投入絮凝劑后，會降低或消除水中膠粒間的排斥力，降低其穩(wěn)定性，增加相互碰撞，使附聚而結(jié)合成較大的顆?；蛐鯛钗铮瑥亩谒谐两捣蛛x出來。廢水中的膠粒多數(shù)為負(fù)電性膠體，投入的絮凝劑提供大量正離子，由于離子擴散作用，正離子可進入膠體擴散層及吸附層，中和了膠核表面的負(fù)電荷，壓縮擴散層而導(dǎo)致膠粒的聚結(jié)。在水處理工藝中，使用的絮凝劑有兩類：一類為無機絮凝劑，常用的有硫酸鋁鉀(明礬)、硫酸亞鐵、硫酸鐵等，常用于造紙、紡織、含膠態(tài)粘土的洗砂廢水及熱電廠粉煤廢水等；另一類為高分子絮凝劑，常用的有聚合氯化鋁、活性硅土和聚丙烯酰胺等，常用于油田廢水、洗煤后的泥漿水及紙廠廢水等。有時絮凝劑與凝聚劑、混凝劑等詞混用。
應(yīng)用[3]
根據(jù)絮凝劑的化學(xué)屬性可將其大概分為無機絮凝劑、有機絮凝劑、復(fù)合絮凝劑以及生物絮凝劑4種類型。
1.無機絮凝劑
按金屬鹽分類，無機絮凝劑大致可以分為鋁鹽系、鐵鹽系、鋅鹽系、鈣鹽系及其復(fù)合金屬鹽系等類別，其中鋁鹽系、鐵鹽系類絮凝劑應(yīng)用最廣，以硫酸鋁、氯化鋁和硫酸鐵和三氯化鐵為代表的絮凝劑在實踐應(yīng)用中較為常見。高分子絮凝劑通常以O(shè)H-或其他方式架橋多核絡(luò)離子，從而由原先的低分子變?yōu)榫薮蟮臒o機高分子化合物，其相對分子質(zhì)量可高達105級別。一般情況下無機絮凝劑分子量越高，其絮凝效果越好，這是由于它在水處理時能吸附大量的膠體微粒，被吸附的膠體又進一步通過粘附、架橋和交聯(lián)作用，促使膠體凝聚而下沉。
2.有機絮凝劑
根據(jù)有機絮凝劑的性質(zhì)和來源不同，可將其分為人工合成的有機高分子絮凝劑和改性的天然高分子絮凝劑。
1)有機人工合成高分子絮凝劑
人工合成的有機高分子絮凝劑是指在一定條件下使丙烯酰胺或其他單體發(fā)生聚合反應(yīng)生成的高分子聚合物。目前污水處理實踐中使用最多的人工合成有機高分子絮凝劑為聚丙烯酰胺類絮凝劑，即丙烯酰胺的均聚物或與其他單體的共聚物，它可通過交聯(lián)或接枝等改性方法得到鏈狀或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的共聚物，也可將含有特殊化學(xué)基團的單體與丙烯酰胺單體反應(yīng)得到特定性能的聚合物。在實際應(yīng)用中，由于膠體和懸浮顆粒多帶負(fù)電荷，常使用陽離子中和顆粒所帶電荷，所以，國內(nèi)外對合成有機高分子絮凝劑逐步向陽離子型高分子絮凝劑轉(zhuǎn)化，主要是季胺鹽類、聚胺鹽類和聚丙烯酰胺。
2)天然高分子改性絮凝劑
天然改性高分子絮凝劑是利用化學(xué)手段增強某些天然高分子有機物的絮凝性能而生成的絮凝劑。雖然天然改性高分子絮凝劑的穩(wěn)定性能差，容易發(fā)生降解，以致其應(yīng)用不及人工合成高分子絮凝劑廣泛。因此，具有來源廣、價廉、可再生、易生物降解、無毒的天然高分子絮凝劑越來越受到重視。淀粉因其來源廣泛、價格低廉、無毒、可降解等優(yōu)勢在污水治理和污泥脫水方面得到廣泛研究。
研究以自制的新型兩性淀粉電鍍廢水處理劑一黃原酸酯兩性淀粉，對電鍍廢水中銅離子的處理效果，結(jié)果表明當(dāng)黃原酸酯兩性淀粉陽離子取代度為0.0128，陰離子取代度為0.205時，銅離子的去除效果較好，去除率可達98.32%[12]。天然高分子絮凝劑具有高效、無毒、無二次污染、易生物降解等優(yōu)點，從人類生存環(huán)境和人體健康的角度來說，使用環(huán)保綠色的天然高分子絮凝劑是今后發(fā)展的趨勢。而且，隨著天然高分子絮凝劑工業(yè)的發(fā)展，成本更低、效果更好的產(chǎn)品也會產(chǎn)生，天然高分子絮凝劑以其獨特的優(yōu)勢將有著更加廣闊的發(fā)展前景。
3. 復(fù)合絮凝劑
無機鹽絮凝劑與合成有機高分子絮凝劑相比，其絮凝能力相對較低、分子量較小，因此部分研究將有機高分子與無機鹽絮凝劑結(jié)合在一起，取各自的優(yōu)點，制備出新型的復(fù)合型絮凝劑。復(fù)合絮凝劑克服了單一絮凝劑適用范圍窄、絮凝效果不佳等缺點而得到了迅速的發(fā)展。根據(jù)復(fù)合絮凝劑的復(fù)合成分可將其無機-無機復(fù)合絮凝劑、有機-有機復(fù)合絮凝劑和無機-有機復(fù)合絮凝劑中，通過化學(xué)或者物理方法引入Ca2+、Al3+等一種或幾種陽離子，從而制得多核的無機高分子絮凝劑。利用復(fù)合絮凝劑聚合氯化鐵鋁-聚二甲基二烯丙基氯化銨(PFC-CPAM)絮凝處理地表水，結(jié)果表明PFCS-CPAM的絮凝效果遠優(yōu)于PFCS和CPAM單獨使用得到的效果。
4. 生物絮凝劑
生物絮凝劑是指在真菌、細(xì)菌等促使某些物質(zhì)發(fā)酵過程中產(chǎn)生的一類諸如糖蛋白、纖維素、蛋白質(zhì)、DNA等高分子代謝產(chǎn)物，再進一步精制而成的具有絮凝性能的物質(zhì)。它具有安全、可自然降解、制備原料豐富及無二次污染等諸多優(yōu)點，因此受到學(xué)者的重視。研究表明生物絮凝劑對高濁度河水、污泥脫水、染料廢水的脫色等方面均可取得較好的效果，而且對調(diào)理活性污泥的也可取得較好的效果。
主要參考資料
[1] 石油技術(shù)辭典
[2] 絮凝劑的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢