amdac反相乳液聚合及絮凝性能评价word格式论文.docxVIP

1 绪论1.1 概述近年来，随着社会的不断发展与进步，许多城市也加快了发展的脚步，由此 带来城市污水产量日益增加。污水产量的增加，一方面加重了污水处理厂的负荷 量，另外一方面在污水处理过程中也产生了大量的污泥[1-2]。污泥主要是由亲水性带负电的胶体颗粒组成颗粒细小，呈絮状及胶状结构， 相对密度小不易下沉、压实[3-4]，与水的结合力很强，含水量高(一般都在 95%以上）， 过滤比阻比较大，因而该类污泥的脱水性能较差，对后续处理工序不利。目前， 污泥的处理多采用投加高性能污泥脱水絮凝剂，其机理是通过电中和、吸附架桥 等，与污泥颗粒结合，从而减少污泥与水的亲和力，改变污泥中水分子存在形式， 使污泥形成颗粒大、空隙多和结构强的滤饼以利于后续的机械脱水[5-6]。1.2 絮凝剂的研究发展现状在污水处理过程中，目前国内主要采用的是絮凝沉淀法。这种方法处理效率 高，而且经济实用。絮凝沉淀法的关键在于絮凝剂的选择，絮凝剂性质的好坏直 接关系着絮凝的处理效果。随着科学技术的发展，生活污水和工业废水的种类、 性质、排放量以及水质复杂程度都不断增加，这对水处理剂的要求也越来越高。 因此，国内外广大水处理工作者一直在努力进行研究和开发新型、高效、无毒的 絮凝剂。絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂 和复合絮凝剂四类。其中，无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂； 有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝 剂。合成有机高分子絮凝剂按官能团离解后所带电荷的性质不同分为阳离子型、 阴离子型、非离子和两性高分子絮凝剂四种。阳离子絮凝剂在原水处理、废水治 理、污泥脱水等领域的固液分离中获得广泛应用[7]。1.2.1 无机絮凝剂无机絮凝剂是一项应用很成熟的技术，也称为凝聚剂，在絮凝时通过絮凝剂 中和粒子上的电荷降低其电位而凝聚。无机絮凝剂使用方便，具有良好的凝聚效 果和脱色能力，被广泛应用于饮用水、工业水的净化处理、地下水以及废水淤泥 等的脱水处理中。但是由于无机絮凝剂在进行处理时需用量很大，而且污泥脱水 后体积增大，污泥中无机成分的比例提高，且易产生二次污染，这不仅降低了处 理效率，而且增加了后续工艺的投资成本。同时，无机絮凝剂的应用条件比较苛 刻，一般都有规定使用的 pH 值范围和离子强度范围，而且在水中的形态也较难确定，从而限制了它的使用。近年来，有机絮凝剂开始取代无机絮凝剂应用于污泥脱水。无机絮凝剂按其分子量的大小可分为低分子无机絮凝剂和高分子无机絮凝剂 两大类。低分子絮凝剂价格低、货源充足，但因其用量大、残渣多、效果差，故 无机絮凝剂的发展已经基本上完成了低分子向高分子的转变。现常用的无机高分 子絮凝剂有聚合铝类絮凝剂、聚合铁类絮凝剂、活性硅酸类絮凝剂和复合絮凝剂 四大类。①聚合铝类絮凝剂 此类絮凝剂的产品主要为聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PAS）、聚合硅酸铝(PASC)、聚合磷酸铝（PAP）等。此类絮凝剂的优点是：生产成本低、投药量少、沉降速度快、颗粒密实、除浊除色效果明显等。在工业水处理中得到广泛 的应用。但其缺点是：适用 pH 值范围窄(5．7～7．8)，投加量大，活性铝毒性较 大[8]，产生污泥含水率较高[9]，同时聚合铝制备方法不完善，致使较多水解铝的微 细颗粒存在于溶液中，容易造成二次污染，这在一定程度上限制了聚合铝的使用。②聚合铁类絮凝剂 聚合铁是另一新型无机絮凝剂，絮凝机理与聚合铝类絮凝剂类似，其主要类型有聚合硫酸铁（PFS）、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁（PFP）等。聚合铁类絮 凝剂的凝聚体较重、稳定，作用时间短，能除去臭味，适用于碱度高、浊度大的 水中除去硫化物。这类絮凝剂在使用时需要较低的盐基度，一般须将OH-/Fe3+比值 控制在8%～15%，超出此范围，铁水解反应突变，从高价聚合态羟基络离子转化 成低价聚合态胶凝产物；且此类产品稳定性差，聚合几个小时至一周内即转向沉 淀，絮凝效果降低，产生污泥量较大，而且铁离子本身有颜色，对设备有较强的 腐蚀作用，故其用量远不及聚合铝。③活性硅酸类絮凝剂 活性硅酸也是一种重要的无机高分子絮凝剂，它来源广、价格低廉、无毒、且絮凝、助凝效果好，尤其对于低温低浊水的混凝处理这一净水处理中的难题有 着显著的特性，在国内外得到广泛的关注。但由于易自行缩聚析出凝胶而失活只 能现用现配；另外，在生产中很难精确控制其聚合度,难以达到最佳絮凝效果，限 制了其应用。所以应用效果较好的多为改性产品，诸如改性活化硅酸、聚硅酸硫 酸铝(PSAA)、PSAM 等等。究其机理，大都是在活性硅酸中加入一定量高价金属 离子，使其组分带正电荷，控制其聚合度、电荷密度，保证其同时具有电中和作 用和吸附架桥作用，从而克服活性硅酸自身弱点，大大提高絮