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絮凝劑 概念 絮凝劑是指能使溶膠變成絮狀沉淀的凝結(jié)劑。絮凝劑能使分散相從分散介質(zhì)中分離出絮狀沉淀，其凝結(jié)作用稱為絮凝作用。 一.無機(jī)絮凝劑 主要分為兩大類別：鐵制劑系列和鋁制劑系列，當(dāng)然也包括其叢生的高聚物系列。 無機(jī)絮凝劑包括硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵等，其中硫酸鋁最早是由美國開發(fā)的，并一直沿用至今的一種重要的無機(jī)絮凝劑。常用的鋁鹽有硫酸鋁Al2(SO4)3·18H2O和明礬 KAl(SO4 )2·12H2O，另一類是鐵鹽有三氯化鐵水合物FeCl3·6H2O.硫酸亞鐵水合物FeSO4·7H2O和硫酸鐵。 常用的絮凝劑 硫酸鋁： 制備：硫酸處理含鋁的礦石制得 絮凝機(jī)理：硫酸鋁和水中堿反應(yīng)生成氫氧化鋁，反應(yīng)如下： 氫氧化鋁膠體帶正電，被廢液中膠體粒子吸附，膠體粒子的負(fù)電 荷被中和而產(chǎn)生絮凝。 應(yīng)用：造紙業(yè)、自來水和工業(yè)廢水凈化、皮革、制藥、木材防護(hù)等。 特點(diǎn)：價(jià)格相對(duì)便宜，絮凝效果好，無毒無腐蝕性，但與鐵鹽相比，絮凝 pH范圍較窄，生成顆粒較輕；在廢水處理中，需要加堿和助凝劑； 與PAC(聚合氯化鋁)相比，用量較大。 氯化鋁：固體三氯化鋁和液體聚合氯化鋁（PAC） 制備：鋁灰堿溶法，氯化鋁、硫酸鋁混合法、鋁、礬土二段酸溶法。 應(yīng)用：工業(yè)廢水凈化，造紙廢水及自來水的凈化用絮凝劑，代替硫酸鋁作 紙漿施膠沉淀劑等。 特點(diǎn)：1.絮凝能力強(qiáng)，是硫酸鋁的1.5-3倍 2.絮凝快，可提高設(shè)備處理能力 3.絮凝顆粒大而堅(jiān)實(shí)，減少漏濾事故發(fā)生 4.絮凝效果不受溫度影響 5.不需要堿或只需少量 6.可得到低電導(dǎo)率的凈化水，存儲(chǔ)使用簡(jiǎn)單 7.貯存和使用方法，可實(shí)現(xiàn)設(shè)備自動(dòng)化 鐵鹽：作為絮凝劑使用的鐵鹽主要有硫酸亞鐵、氯化鐵和氯化亞鐵。與鋁 鹽相比，鐵鹽絮凝劑顆粒比硫酸鐵重而易沉淀，常用作廢水處理， 一般不用于自來水和工業(yè)用水的處理。 石灰絮凝劑：石灰在早期主要用作絮凝劑的助堿劑，現(xiàn)在在水處理和造 紙廢水處理中，可直接用作絮凝劑。 活性硅絮凝劑：活性硅是在硅酸鈉的稀溶液中，加入稀酸制成膠體狀聚 合硅酸。在凈化水廠中，作為低濁度水的絮凝劑使用，也廣泛用于工業(yè)用水和廢水處理，與硫酸鋁共用，則有促進(jìn)沉淀作用。 二.有機(jī)高分子絮凝劑 無機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)是比較經(jīng)濟(jì)、用法簡(jiǎn)單;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蝕性強(qiáng)的缺點(diǎn)。有機(jī)高分子絮凝劑是20世紀(jì)60年代后期才發(fā)展起來的一類新型廢水處理劑。與傳統(tǒng)絮凝劑相比，它能成倍的提高效能，且價(jià)格較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢(shì)。加上產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，有機(jī)聚合類絮凝劑的生產(chǎn)已占絮凝劑總產(chǎn)量30%～60%。 某些天然的高分子有機(jī)物例如含羧基較多的多聚糖和含磷酸基較多的淀粉都有絮凝性能。用化學(xué)方法在大分子中引入活性基團(tuán)可提高這種性能，如將一種天然多糖進(jìn)行醚化反應(yīng)引入羧基、酰胺基等活性基團(tuán)后，絮凝性能較好，可加速蔗汁沉降。 將天然的高分子物質(zhì)如淀粉、纖維素、殼聚糖等與丙烯酰胺進(jìn)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。國內(nèi)研制的一些產(chǎn)品，主要應(yīng)用于污水處理和污泥脫水。 由于大多數(shù)有機(jī)高分子絮凝劑本身或其水解、降解產(chǎn)物有毒，且合成用丙烯酰胺單體有毒，能麻醉人的中樞神經(jīng)，應(yīng)用領(lǐng)域受到一定限制，迫使絮凝劑向廉價(jià)實(shí)用、無毒高效的方向發(fā)展。 聚丙烯酰胺絮凝劑（PAM): 制備：丙烯腈在濃硫酸中水解后，再經(jīng)氨和NaOH中和制得單體，最后聚合得到。 應(yīng)用：作為造紙業(yè)的絮凝劑、助留劑、干強(qiáng)劑、表面施膠劑等。 非離子型聚苯稀酰胺：它是以水合狀態(tài)溶于水中，此時(shí)高分子鏈不是伸展?fàn)顟B(tài)，而是蜷曲狀態(tài)，其絮凝作用是通過酰胺基與粒子表面的氫結(jié)合而產(chǎn)生吸附。為了在被吸附粒子間產(chǎn)生僑聯(lián)作用而形成堅(jiān)實(shí)的絮凝體，聚苯稀酰胺的分子量應(yīng)盡可能大些。 弱離子型聚苯稀酰胺：與非離子型PAM相比，絮凝沉淀性強(qiáng)，所以工業(yè)應(yīng)用廣泛。 陽離子型聚苯稀酰胺：在水中溶解時(shí)，具有帶正電的活性基，從而吸附帶負(fù)電的懸浮膠體粒子，中和粒子表面電荷，消除了粒子間的斥力產(chǎn)生絮凝。如果聚合物有較長的鏈，則一個(gè)聚合物分子鏈可同時(shí)吸附幾個(gè)粒子，聚合物分子鏈之間形成橋聯(lián)作用，就可以導(dǎo)致大顆粒而產(chǎn)生沉淀。 三.微生物絮凝劑 微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生的具有絮凝功能的高分子有機(jī)物。主要有糖蛋白、粘多糖、纖維素和核酸等。具有分泌絮凝劑能力的微生物稱為絮凝劑產(chǎn)生菌。 微生物絮凝劑是利用生物技術(shù)，從微生物體或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高效，且能自然降解的新型水處理劑。由于微生物絮凝劑可以克服無機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑本身固有的缺陷，最終實(shí)現(xiàn)無污染排放，因此微生物絮凝劑的研究正成為當(dāng)今世界絮凝劑方面研究的重要課題。 微生物絮凝劑的分類 直接利用微生物細(xì)胞的絮凝劑: 如某些細(xì)菌、霉菌、放線菌和酵母，它們大量存在于土壤、活性污泥和沉積物中。 利用微生物提取物的絮凝劑： 酵母細(xì)胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)和N-乙酰葡萄糖胺等均可作為絮凝劑。 直接利用微生物細(xì)胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑： 主要是細(xì)菌的莢膜和粘液質(zhì)，除水分外，其余主要成分為多糖及少量的多肽、 蛋白質(zhì)、脂類及其復(fù)合物，其中多糖在某種程度上可作為絮凝劑。 通過克隆技術(shù)獲得的絮凝劑 生物絮凝劑的絮凝機(jī)理 電性中和：水中膠粒一般帶負(fù)電荷，當(dāng)帶有正電荷的生物大分子絮凝劑或其水解產(chǎn)物靠近這種膠粒時(shí)，將中和其表面上的部分電荷，使膠粒脫穩(wěn)，從而膠粒之間、膠粒與絮凝劑分子間相互碰撞，通過分子間作用力凝聚而沉淀。 吸附架橋：絮凝劑借助離子鍵、氫鍵，同時(shí)結(jié)合多個(gè)顆粒分子，因而在顆粒間起“中間橋梁”的作用，把這些顆粒聯(lián)結(jié)在一起，從而使之形成網(wǎng)狀沉淀下來。 網(wǎng)捕卷掃：當(dāng)微生物絮凝劑投量一定且形成小粒絮體時(shí)，可以在重力的作用下迅速網(wǎng)捕，卷掃水中膠粒，從而產(chǎn)生沉淀分離。 微生物絮凝劑的優(yōu)勢(shì) 高效性：微生物絮凝劑在除濁、除油、去除金屬離子、抑制污泥膨脹、促進(jìn)污泥脫水等方面的效率高于傳統(tǒng)的無機(jī)及有機(jī)絮凝劑，而且用量少，應(yīng)用范圍廣，沉淀過濾性能好，飲用后對(duì)人體無毒害作用。 優(yōu)異的脫色性：用于墨水、蜜糖廢水、紙漿廢水、顏料廢水等有色廢水的處理，能有效地凝聚水溶性色素，尤其對(duì)高分子絮凝劑不能去除的著色物質(zhì)也有優(yōu)異的脫色效果。 特殊廢水的處理：畜產(chǎn)高濃度有機(jī)廢水、含有建筑材料的高濃度無機(jī)廢水以及需要回收的食品及餐飲行業(yè)產(chǎn)生的廢水，微生物絮凝劑因其特有的高效性、無毒性以及可消除二次污染等優(yōu)點(diǎn)，處理廢水后均可達(dá)到滿意效果。nUz紅軟基地