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《無機(jī)高分子混凝劑的發(fā)展》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、無機(jī)高分子混凝劑的發(fā)展 [摘要]隨著環(huán)境污染的日益加劇，水資源的再生利用對現(xiàn)實(shí)社會具有深遠(yuǎn)的意義。傳統(tǒng)的永處理工藝已跟不上實(shí)際要求，研制和開發(fā)新型高效、經(jīng)濟(jì)的無機(jī)混凝劑，已成為一十重要與緊迫的研究課題。近十幾年來，無機(jī)高分子混凝劑(IPC)的研究、發(fā)展受到了國內(nèi)外水處理界的廣泛重視。本文概括了無機(jī)高分子混凝劑的研制和開發(fā)現(xiàn)狀；介紹了聚合鋁、聚合鐵、聚合硅酸和復(fù)合型四種無機(jī)高分子混凝劑的混凝作用機(jī)理和應(yīng)用；并對無機(jī)高分子混凝劑今后的研究發(fā)展方向作出展望。 [關(guān)鍵詞]無機(jī)高分子混凝劑 混凝 發(fā)展 隨著全球化進(jìn)
2、程的加劇。人類面臨著日益嚴(yán)重的全球性環(huán)境污染和資源枯竭的重大問題。水處理劑在防止或消除污染，保護(hù)資源和環(huán)境方面正起著越來越重要的作用。混凝是常規(guī)水處理工藝中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，混凝劑的優(yōu)劣直接髟響到混凝效果。無機(jī)高分子絮凝劑自60年代開發(fā)以來，因其絮凝效果較好，價格相應(yīng)較低，而有逐步取代傳統(tǒng)的鋁鹽、鐵鹽等無機(jī)絮凝劑，成為主流水處理劑的趨勢。在我國絮凝劑市場上，傳統(tǒng)絮凝劑的用量僅占20％，而無機(jī)高分子絮凝擲的用量則占80％以上。近年來，這類絮凝劑的研制和應(yīng)用正成為熱點(diǎn)，專利產(chǎn)品也有逐年增加的趨勢?！ ∫?、傳統(tǒng)混凝劑
3、與無機(jī)高分子混凝劑的混凝機(jī)理 傳統(tǒng)絮凝劑在投藥后主要經(jīng)過水解和吸附過程，在濃溶液中的化合態(tài)主要是單體初聚物A11-3投入水中后發(fā)生水解，向生成初聚體和低聚體816-8方向發(fā)展或直接生成Al(OH)3,。這些低聚體以及沉淀物吸附在顆粒物的表面。發(fā)揮電中和及粘結(jié)架橋或卷掃作用?！ 《哔|(zhì)量的無機(jī)高分子絮凝劑與顆粒物的吸附實(shí)際是表面絡(luò)合配位作用，表面羥基將會適當(dāng)補(bǔ)充其未飽和位，吸附在表面后，仍會從溶液申吸取羥基。繼續(xù)其水解沉淀過程，直到飽和成為氫氧化物沉淀凝膠，與顆粒物一起生成絮團(tuán)。因此，無機(jī)高分子的凝聚絮凝機(jī)理
4、實(shí)際是表面絡(luò)合與表面沉淀過程。 傳統(tǒng)絮凝劑作用機(jī)理是絮凝劑投入水中后，經(jīng)水解而全部水解生成氫氧化鋁沉淀，實(shí)際是帶電荷的氫氧化鋁凝膠吸附在顆粒物表面發(fā)揮凝膠絮凝作用。無機(jī)高分子的作用機(jī)理則與此不同。它們是投入水中后主要以Al1-3直接吸附在顆粒物表面。在表面上繼續(xù)水解而轉(zhuǎn)化為沉淀，由此進(jìn)行電中和及牯結(jié)架橋的凝聚絮凝作用，因此，無機(jī)高分子的絮凝計(jì)算模式應(yīng)是建立在表面絡(luò)合及表面沉淀的基礎(chǔ)上。 二、無機(jī)高分子絮凝劑的研制和開發(fā)現(xiàn)狀 無機(jī)高分子絮凝劑傳統(tǒng)上可分為聚合鋁、聚合鐵、聚合硅酸以及復(fù)合型無機(jī)高分子絮凝
5、劑四大類，但按照水中膠粒所帶電荷種類也可以將其分為陽離子型、陰離子型和若干復(fù)合系列?！ o機(jī)高分子絮凝劑的研制與開發(fā)大致經(jīng)歷了以下4十階段；①聚合鋁、聚合鐵或聚硅酸；②在聚臺鋁、聚合鐵或聚硅酸中引入單種金屬離子AL或Fe；③在聚合鉬、聚合鐵或聚硅酸中同時引入兩種金屬離子Al和F：④在聚合鋁、聚合鐵或聚硅酸中引入多種金屬離子AL、fe、Mn、Ca等。改性的目的是引入某些高電荷離子以提高電荷的中和能力，引入羥基、磷酸根等以增強(qiáng)配位絡(luò)合能力，從而達(dá)到改善其絮凝效果的目的?！ 【酆箱X的缺點(diǎn)是在熱力學(xué)上不穩(wěn)定而失去活性。為
6、保證其有適宜的儲存性能租適度的穩(wěn)定性，必須控制適當(dāng)?shù)膲A化度和聚臺度成加入穩(wěn)定增效劑。尤其是活性鋁，毒性較大，同時聚鋁制備方法不完善，致使較多水解鋁的徽細(xì)顆粒存在于溶液中，這在一定程度上限制了聚合鋁的使用。通過改善混凝反應(yīng)條件，延長慢速混凝時間，能有效降低水中鋁的含量。對聚鐵來說，其鹽基度越高，分手聚合度越大，形成的羥基配合物就具有更多的電荷和更大的表面積，絮凝性能也就更好。因此制備聚合鐵時，鹽基度的控制是一個關(guān)鍵因素?！ 【酃杷釋?xì)泥類懸浮物有加速沉淀的作用，其最大缺點(diǎn)是穩(wěn)定性差，在溶液中能自行聚臺成不溶于永的高
7、聚物，只能現(xiàn)配現(xiàn)用，而向硅酸溶膠中加入某些金屬離子，可以阻止或減緩硅酸縮聚時間，同時也可以延長聚硅酸的存入時間，但還無法制備出聚硅酸金屬鹽混凝劑的固體產(chǎn)品。使其應(yīng)用范圍大大受到了限制。 無機(jī)復(fù)合型高分子絮凝劑中由于引入其它離子，尤其是高電荷離子，其聚合度和電荷中和能力大大加強(qiáng)，絮凝性能遠(yuǎn)優(yōu)于聚硅酸或單獨(dú)的聚金屬離子。其缺點(diǎn)是制備過程操作技巧性比較強(qiáng)，產(chǎn)品成本也鞍高。與無機(jī)高分子絮凝劑相比，有機(jī)高分子絮凝劑投加量少。絮凝速度快，受共存鹽類、pH和溫度等周圍環(huán)境影響?。毫硗猓袡C(jī)高分子絮凝劑分子所帶的－NH－、－C
8、OO－、－SO3－，等具有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)的親水基團(tuán)，有利于污染物進(jìn)人絮凝體，脫色性好。但有機(jī)高分手絮凝劑的水解或降解產(chǎn)物多有毒，而且價格較高。而無機(jī)一有機(jī)高分子絮凝劑連用正好可以綜合二者的優(yōu)點(diǎn)，因此無機(jī)一有機(jī)復(fù)合型應(yīng)用前景廣闊。 三、各類無機(jī)高分子混凝劑的混凝作用機(jī)理及應(yīng)用 1、聚合鋁 ①混凝作用機(jī)理 聚合鋁包括聚合氯化鋁和聚合硫酸鋁。聚合鋁實(shí)際上是
