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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.無機絮凝劑 主要分為兩大類別：鐵制劑系列和鋁制劑系列，當然也包括其叢生的高聚物系列。 無機絮凝劑包括硫酸鋁、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 絮凝機理：硫酸鋁和水中堿反應生成氫氧化鋁，反應如下： 氫氧化鋁膠體帶正電，被廢液中膠體粒子吸附，膠體粒子的負電 荷被中和而產(chǎn)生絮凝。 應用：造紙業(yè)、自來水和工業(yè)廢水凈化、皮革、制藥、木材防護等。 特點：價格相對便宜，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：1.絮凝能力強，是硫酸鋁的1.5-3倍 2.絮凝快，可提高設備處理能力 3.絮凝顆粒大而堅實，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.可得到低電導率的凈化水，存儲使用簡單 7.貯存和使用方法，可實現(xiàn)設備自動化 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，則有促進沉淀作用。 二.有機高分子絮凝劑 無機絮凝劑的優(yōu)點是比較經(jīng)濟、用法簡單;但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蝕性強的缺點。有機高分子絮凝劑是20世紀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，且價格較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢。加上產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，有機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。用化學方法在大分子中引入活性基團可提高這種性能，如將一種天然多糖進行醚化反應引入羧基、酰胺基等活性基團后，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，主要應用于污水處理和污泥脫水。 由于大多數(shù)有機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)，應用領域受到一定限制，迫使絮凝劑向廉價實用、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。 應用：作為造紙業(yè)的絮凝劑、助留劑、干強劑、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，此時高分子鏈不是伸展狀態(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)作用而形成堅實的絮凝體，聚苯稀酰胺的分子量應盡可能大些。 弱離子型聚苯稀酰胺：與非離子型PAM相比，絮凝沉淀性強，所以工業(yè)應用廣泛。 陽離子型聚苯稀酰胺：在水中溶解時，具有帶正電的活性基，從而吸附帶負電的懸浮膠體粒子，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，則一個聚合物分子鏈可同時吸附幾個粒子，聚合物分子鏈之間形成橋聯(lián)作用，就可以導致大顆粒而產(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高分子和合成有機高分子絮凝劑本身固有的缺陷，最終實現(xiàn)無污染排放，因此微生物絮凝劑的研究正成為當今世界絮凝劑方面研究的重要課題。 微生物絮凝劑的分類 直接利用微生物細胞的絮凝劑: 如某些細菌、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。 直接利用微生物細胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑： 主要是細菌的莢膜和粘液質(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理 電性中和：水中膠粒一般帶負電荷，當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，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，同時結(jié)合多個顆粒分子，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：當微生物絮凝劑投量一定且形成小粒絮體時，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 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、促進污泥脫水等方面的效率高于傳統(tǒng)的無機及有機絮凝劑，而且用量少，應用范圍廣，沉淀過濾性能好，飲用后對人體無毒害作用。 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)高濃度有機廢水、含有建筑材料的高濃度無機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，處理廢水后均可達到滿意效果。nUz紅軟基地