凈水劑

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什麼是凈水劑

  凈水劑是指投放在水中能和水中其他雜質產生反應的化學藥劑,它能與水中雜質發生反應,雜質絮凝、沉澱乃至分離使水變的澄清。

凈水劑的應用研究[1]

  凈水劑的發展經歷了從鋁系凈水劑及鐵系凈水劑到天然高分子凈水劑、合成高分子凈水劑、微生物凈水劑和改性高分子凈水劑的過程。

  1.單一型無機凈水劑

  (1)聚鋁。聚合氯化鋁又稱鹼式氯化鋁[Al(OH)mCl3 − m]n(PAC),是一種無機高分子凈水劑,具有用量少、效率高、絮凝體大、沉降快和凈水性能好等優點。缺點是聚合氯化鋁的生產受原料限制,生產過程長,價格較貴;鋁鹽中含有的鋁元素能直接破壞神經系統功能,大量攝入鋁鹽對人體不利。

  (2)聚鐵。聚合硫酸鐵[Fe2(OH)m(SO4)3 − m / 2]n(PFS)具有水解速度快、殘留鐵離子少、價格低廉、適宜水體pH值範圍寬(pH一4.0~11.0)等優點;具有較強的除濁、除磷、除COD及重金屬的能力和脫色、脫臭、脫油的功效;適用於生活用水處理和造紙、印染、皮革、冶金、食品、石化及化工等行業廢水、污水的處理以及生化污泥脫水的處理。缺點是鐵鹽中Fe2 + 與水中腐蝕質等有機物可形成水溶性物質,使自來水帶色;Fe3 + 易被還原成Fe2 + ,產生二次污染等。

  2.複合型無機凈水劑

  (1)陽離子複合。複合型凈水劑是指將兩種或多種單組分凈水劑通過某些化學反應,形成高分子量的共聚複合物,聚合度大大增強,產生了顯著的增效互補作用。現已研製出的陽離子複合型凈水劑有:聚合氯化鋁鐵(PAFC)、聚合硫酸鐵鋁(PAFS)、聚合磷酸鐵鋁(PAFP)、聚合硅酸鋁鐵(PSAF)、聚合硫酸氯化鋁鐵(PAFCS) 等。PAFC具有沉降快、過濾性強等特點,用於生活飲用水、工業給水和工業廢水的處理時,混凝效果優於PAC,是聚鋁和聚鐵的替代品。聚合硅酸鋁鐵(PSAF)混凝性能較優,用量少,適用pH值範圍寬,礬花形成快,絮體粗大堅實,達到相同餘濁時,其用量最少,所需沉降時間較聚合硅酸硫酸鋁(PASS)短,貯存期長(超過1個月),是一種有發展前途的凈水劑。

  (2)陰離子複合。陰離子複合型凈水劑常用的陰離子有氯離子、硫酸根離子、磷酸根離子和硅酸根離子等。聚合硅酸硫酸鋁(PASS)具有很強的絮凝能力和電中和作用,對高、中、低濁度水都有良好的處理性能,處理低溫低濁度水更具有明顯的優勢,並且處理後水中鋁含量殘留低,更符合現代水處理行業對凈水劑的衛生要求。這些特點引起了水處理界的關註,成為國內外研究的熱點。

  3.合成高分子有機凈水劑

  聚丙烯酰胺(PAM)因其良好的水溶性、很高的相對分子質量、良好的粘性容量等,一直受到人們的重視。其相對分子質量為5×106~15×106,分子中有105~2×105個-CONH2官能團,它既是親水基團,又是吸附基團,能與懸浮物發生吸附架橋作用,增大絮體礬的尺寸,利於其快速沉降。在污泥脫水,去除金屬離子,去除中、小分子有機物質等方面表現出良好的性能。聚丙烯酰胺的毒性主要來自殘留的丙烯酰胺單體及生產過程中帶來的重金屬,其中丙烯酰胺單體是神經性致毒劑,也是積累性致毒危害物。因此丙烯酰胺單體在PAM 中的含量成為決定聚丙烯酰胺產品質量的重要因素。二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)聚合物具有正電荷密度高、水溶性好、高效無毒、造價低廉等優點,被廣泛應用於石油開采、造紙、採礦、紡織印染、水處理等領域,成為當代化學界的一大研究熱門。

  雙氰胺甲醛縮聚物(DDF)是由雙氰胺與甲醛在強酸或鹽的存在下縮聚而成的,屬於陽離子型縮聚物,在一定條件下有良好的絮凝能力。除對染色廢水有處理效果外,對含油污水、造紙廢水、屠宰廢水也有良好的處理效果,從而引起人們的重視。聚合有機改性硫酸鋁(POA)是一種新型絮凝劑,是以廉價的硫酸鋁為主要原料,在常溫常壓下用羧甲基澱粉改性而成。產品性能穩定,水處理效率高。對去除水源水濁度,去除廢水中COD、色度、懸浮物、重金屬均優於傳統絮凝劑PAC。處理後水中鋁殘留量少,提高了飲用水水質。

  4.天然改性高分子有機凈水劑

  (1)多糖類。澱粉經物理或化學方法引發與丙烯腈、丙烯酸、乙酸乙烯、甲基丙烯酸甲脂、苯乙烯等單體進行接枝共聚反應,形成各種具有獨特性能的接枝共聚澱粉。在高效凈水材料等多方面的實際應用中具有優異的性能,是一種高效可降解、無二次污染的產品。可用作增稠劑、絮凝劑、沉降劑或上浮劑。常用於浮選礦石或處理工業廢水。

  (2)甲殼素類。殼聚糖是從蝦、蟹等甲殼綱動物中提取的一種天然鹼性高分子多糖,是甲殼素經濃鹼處理脫去乙酰基的產物,又稱可溶性甲殼質,是繼纖維素之後地球上最豐富的天然有機物,年生物產量達上百億噸。作為一種天然高聚物,與其他高分子材料相比,它們具有可生物降解、無毒、殺菌、抑菌、具有良好生物相容性等特點;與傳統的化學絮凝劑相比,具有投加量少,沉降速度快,去除效率高,污泥易處理,無二次污染等特點,它對污水中的COD及重金屬離子等均有較好的去除作用。在紡織、印染、造紙、生化、食品、醫療、日用化工農業和環境保護等方面都得到了廣泛應用。由於殼聚糖分子本身含有氨基和羥基,化學性質活潑,所以可通過化學修飾形成不同結構的衍生物,從而提高溶解性能,擴展其應用範圍。

  (3)微生物絮凝劑。微生物絮凝劑(MBF)是一種天然高分子絮凝劑,是指利用生物技術,通過微生物的發酵、抽提、精製而得到的一類能自然降解的新型水處理絮凝劑,它可以歸類為天然高分子改性絮凝劑,也可以單列為一類。具有無毒、安全、高效、可生物降解、無二次污染等特點。對高濃度有機廢水、染料廢水、高濃度無機懸浮廢水、化工廢水凈化和城市生活污水處理等方面都有很好的處理效果。但目前微生物絮凝劑的應用還大多處於菌種的篩選階段,且存在成本較高的缺點,無法適應工業化生產的需要

參考文獻

  1. 任玉蘭,耿子筠,尹泳一.凈水劑的應用研究進展[J].油氣田地面工程,2007(6)
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111.14.2.* 在 2018年2月28日 18:50 發表

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