复合絮凝剂

2024-07-30

复合絮凝剂（精选9篇）

复合絮凝剂篇1

该发明涉及一种用于重度污染水的复合型高效絮凝剂。其特征在于:该絮凝剂是以水溶性聚合物聚丙烯酰胺为主料, 以水溶性聚合物丙烯酸、羟乙基纤维素、丙烯酸乙酯为活性助凝剂, 以无机盐类硫酸亚铁、硫酸铝为催化凝聚剂, 通过计量混配、合成反应、稳定浓缩、真空脱水、喷雾干燥五个工艺步骤制备而成的白色粉末状物质;上述原料的具体质量配比如下:聚丙烯酰胺75份、丙烯酸8份、丙烯酸乙酯6份、羟乙基纤维素6份、硫酸亚铁3份、硫酸铝2份;制得的絮凝剂放入水中有悬浮扩散性, 密度为0.922 g/cm3, 熔点为160～170 ℃, 燃点为595 ℃;聚合度为 (2×104) ～ (2×105) ;相对分子质量为 (1.0～1.5) ×107。该絮凝剂因其独特的分子结构和化学功能, 对重度污染水中的微细颗粒具有较强的吸附、絮凝作用, 能把重度污染水中含有的各类无机物质和难降解有机物质的微细颗粒吸附凝聚成絮团, 去除絮团后即能实现净化水质的目的。该絮凝剂特别适用于造纸、印染、制革、电镀、食品、化工等重污染企业的工业废水治理。/ CN101519237, 2009-09-02

复合絮凝剂篇2

研究用壳聚糖、聚铝和助剂A复合制备出一种成本低、絮凝效果好、出水Al3+含量少的`新型自来水处理絮凝剂,并确定其最佳配比(体积比)为:0.1%壳聚糖:2%聚合氯化铝:0.1%助剂A=1:6:5.与传统聚铝类絮凝剂相比,其出水浊度和Al3+含量分别下降了2.97%和10.7%,并且药剂成本下降6.25%,有明显的经济和环境效益.

作者：雷沛罗春李子龙叶聪曾德芳 LEI Pai LUO Chun LI Zi-long YE Cong ZENG De-fang 作者单位：雷沛,李子龙,叶聪,曾德芳,LEI Pai,LI Zi-long,YE Cong,ZENG De-fang(武汉理工大学资源与环境工程学院,武汉,430070)

罗春,LUO Chun(武汉市环境监测中心站,武汉,430015)

复合絮凝剂速溶技术研究篇3

本文以HPAM成品为主原料, 研究与HPAM分子官能团具有相似结构的有机、无机助溶剂配方, 在溶解过程中, 低分子助溶剂渗入高分子HPAM结构中, 通过“同性排斥”原理, 提高HPAM高分子链的伸展速度, 来提高阴离子HPAM成品的溶解速度。

1 实验

1.1 原料及仪器

阴离子聚丙烯酰胺, 爱森 (中国) 絮凝剂有限公司;多元羧酸, 苏州锦联化工有限公司;一元羧酸盐, 嘉兴市昌利化工有限公司;弱酸钠盐, 山东海化股份有限公司;硫酸铜, 分析纯试剂。

JJ-4六联同步电动搅拌器, 金坛市白塔金昌试验仪器厂;JH3101电子精密天枰, 上海仪田精密仪器有限公司。

1.2 实验方法

1.2.1 制备方法

将阴离子型聚丙烯酰胺、多元羧酸、一元羧酸盐、弱酸钠盐按顺序加入到烧杯中, 常温下搅拌分散, 复合过程30min, 制成速溶型复合絮凝剂干粉。

1.2.2 溶解速度测定

向100m L水中加入3g无水Cu SO4, 搅拌均匀配置成3%的蓝色溶解液。HPAM0.06g为主料, 添加不同助剂混合均匀, 配总重量为0.1g, 添加100m L溶解液配置成1‰溶液。 (配方8#为空白样, 未添加助剂, 主料重量与其他样本相同为0.6g, 以做对比, 加入100m L溶解液配置成0.6‰的溶液。) 各配方均用3%硫酸铜溶解液配置为100m L, 观察复配物颗粒在蓝色溶解液中的溶解状态, 当复配物颗粒在有色溶剂中完全透明为未溶解状态, 当颗粒内部开始发生染色情况时为溶胀状态, 完全染色至分散于溶剂中为溶解状态[7]。

1.2.3 废水处理

取不同类型废水, 分别用普通HPAM絮凝剂和速溶型复合絮凝剂进行絮凝处理, 各种配方 (见表3) 均用去离子水配置成100m L0.1%浓度的溶液, 测量其700nm波长的透光率、絮凝体沉降高度、沉降时间数据, 比较絮凝效果。

2 结果与讨论

2.1 助溶剂类型对于HPAM溶解速度的影响

选取水解度10%-20%, 分子量800-1800万HPAM为主原料, 添加不同助剂类型, 比较溶解速度, 见表1。

由表1得出溶解速度为:配方1#>配方7#>配方5#>配方4#>配方3#>配方2#>配方8#>配方6#。结果表明:三种助剂同时添加具有协同作用, 对溶解的促进作用可以达到最大, 单独添加多元羧酸与单独添加一元羧酸盐效果基本相同, 原因为两种物质作用机理相似, 都是通过静电排斥作用加快溶解速度, 而一元羧酸盐由于分子较小, 能够更快的渗透入高分子絮凝剂分子链中, 效果相对明显;而弱酸钠盐作用为调节加入助溶剂 (多元羧酸、一元羧酸盐) 之后的p H值, 单独加入的话会使整个分散系统偏碱性, 会抑制分子链的溶胀伸展, 与其他两种助溶剂同时添加, 由于弱酸钠盐的水解会促进多元羧酸的电离, 所以会使三种物质的协同作用最大化。

2.2 助溶剂对于不同指标HPAM溶解速度的影响

选取不同指标HPAM作为主原料, 考察相同助溶剂对不同指标HPAM溶解速度的影响, 见表2。结果表明, 助溶剂对水解度越高的HPAM助溶效果越明显, 原因是水解度高的HPAM分子链上官能团较多, 分子间排斥力较大, 对低水解度的HPAM助溶效果略差, 但同时水解度越高的HPAM分子量越大, 分子链伸展溶胀速度较慢, 总体表现结果为对水解度20%-30%的HPAM助溶效果最佳。

2.3 助溶剂对于HPAM絮凝剂应用效果的影响

取不同类型洗煤、选矿废水, 分别用普通HPAM絮凝剂和速溶型复合絮凝剂进行絮凝处理, 结果见表3。

结果表明, 速溶型复合絮凝剂的絮凝效果与普通HPAM絮凝剂絮凝效果相比, 沉降速度快, 分离液透光率大, 澄清度高, 形成絮凝体高度低, 絮体紧实, 总体絮凝效果优于HPAM絮凝剂。

3 结论

一元羧酸盐、多元羧酸、弱酸钠盐三种助溶剂同时添加具有协同作用, 对HPAM助溶效果最佳。助溶剂对不同指标HPAM均具有助溶效果, 对20%-30%水解度HPAM助溶效果尤为明显。速溶型复合絮凝剂在处理洗煤、选矿行业废水上, 絮凝效果优于HPAM絮凝剂。

参考文献

[1]马希晨, 聂新卫, 刘宪军, 宋辉.反相悬浮共聚法制备速溶型阴离子淀粉接枝絮凝剂及其应用于印染废水处理[J].大连轻工业学院学报, 2004, 23 (3) :157-159.

[2]兰晓霞.速溶高分子量聚丙烯酰胺合成参数的确定[J].化学工程师, 2001 (1) :9-10.

[3]王光华, 李文兵.速溶聚丙烯酰胺的制备及应用[J].应用化工, 2004, 33 (4) :57-59.

[4]李文兵, 王光华.速溶型聚丙烯酰胺的表征[J].武汉化工学院学报, 2004, 26 (1) :19-21.

[5]陈菊, 张正彪.速溶型聚丙烯酰胺的反相微乳液聚合[J].苏州大学学报, 2002, 18 (1) :89-91.

[6]史凤来.提高聚丙烯酰胺溶解速率的技术措施[J].中国石油和化工标准与质量, 2011, 31 (11) :48.

新型复合絮凝剂在水处理中的应用篇4

新型复合絮凝剂在水处理中的应用

制备了无机-有机天然高分子复合絮凝剂PAC-CTS,探讨了其组成、投加量以及废水pH值对城市废水和金属合成水样絮凝效果的影响.结果表明,当处理的城市废水pH值为8,复合絮凝剂组成中CTS含量为200 g/kg,投加量为80 mg/L时,废水的色度、浊度和CODCr的去除率分别达到94%,99%和68%;在金属合成水样的应用中,当水样pH值为8,CTS含量为300 g/kg时,复合絮凝剂絮凝效果最好,投加量分别为4和5 mg/L时,Cu 2+和Pb 2+的.去除效果分别为85%和73%.说明复合絮凝剂PAC-CTS兼有无机和有机絮凝剂的优点,是一种使用范围较广的新型絮凝剂.

作者：王莉冯贵颖田鹏 WANG Li FENG Gui-ying TIAN Peng 作者单位：西北农林科技大学,生命科学学院,陕西,杨凌,712100刊名：西北农林科技大学学报(自然科学版) ISTIC PKU英文刊名：JOURNAL OF NORTHWEST SCI-TECH UNIVERSITY OF AGRICULTURE AND FORESTRY(NATURAL SCIENCE EDITION)年，卷(期)：33(3)分类号：X703.5关键词：水处理复合絮凝剂壳聚糖

复合絮凝剂篇5

淀粉是一种可再生绿色环保资源, 是由葡萄糖单体构成的天然高分子, 通过改性可加大其絮凝效果[4]。其中阳离子改性淀粉常作为优良的高分子絮凝剂, 是由于其对废水中负电荷物质的亲和性[5], 聚铝和聚铁基复合絮凝剂均可用于污水处理及水质净化, 但铝对人体有害, 故无机部分常选用聚铁基[6]。

1 复合絮凝剂的制备

阳离子改性淀粉 (CS) :向烧杯中加入4m L CHPTMA, 滴入2m L 10mol/L Na OH和12m L蒸馏水在低于10℃下活化反应10min, 再加15g淀粉, 把处理过的药品滴入淀粉中, 搅拌均匀。于50℃下预干燥1h, 粉碎后置于密闭容器中, 85℃下反应得到白色固体粗产品[7]。

聚合硫酸铁 (PFS) :称取10g硫酸亚铁, 加入10m L蒸馏水和2m L浓硫酸, 磁力搅拌30min, 边搅拌边滴加3m L双氧水, 静置, 制得红褐色粘稠状聚合硫酸铁溶液。

聚硅酸铝铁 (PSAF) :称取5.36g硅酸钠, 加入100m L蒸馏水, 搅拌至完全溶解, 稀硫酸调节p H为5~6, 在水浴锅中稍加热, 出现大量絮状物直至溶液呈果冻状, 静置。向其中加入氯化铝2.4g, 搅拌5min后加入氯化铁3.3g, 继续搅拌30min, 放置熟化, 有悬浊液聚硅酸铝铁生成。

聚合硫酸铁-阳离子改性淀粉复合絮凝剂 (PFS+CS) :称取4g PFS, 1g CS和15m L蒸馏水, 先后加入烧杯。用稀硫酸调节p H为1.5。减压过滤, 60℃下烘干制得灰色固体PFS+CS。

聚硅酸铝铁-阳离子改性淀粉复合絮凝剂 (PSAF+CS) :称取8g CS, 加入15m L PSAF, 稀盐酸调节p H为2.0, 在50℃下反应1h, 减压抽滤并烘干, 制得橙黄色固体PSAF+CS。

2 复合絮凝剂的红外光谱 (IR) 表征

对PFS、PSAF、CS、PFS+CS、PSAF+CS进行红外光谱分析, 探讨反应前后物质结构的变化。结果如图1、图2所示。

由图1、图2红外光谱图可看出各物质反应前后的结构变化。其中, 1 000cm-1附近的吸收峰分别是淀粉中的伯醇、仲醇和醚键的特征吸收, 1 658cm-1处的吸收峰是由于O—H键的振动产生, 2 934cm-1处的吸收峰归属于C—H的振动, —OH的伸缩振动产生了3 500cm-1处的吸收峰。其中图1中PFS+CS和图2中PSAF+CS在3 500cm-1左右都较PFS、CS及PSAF、CS的吸收峰有加宽, 这表明在这个波数附近PFS和CS、PSAF和CS的吸收峰发生重叠, 即形成了复合絮凝剂。

3 絮凝效果实验

3.1 CODGr去除实验

采用重铬酸钾滴定法, 使用复合絮凝剂PFS+CS、PSAF+CS对邻苯二甲酸氢钾模拟废水絮凝前后进行CODGr去除实验[8], 相关数据见表1。

由表1可知, 复合絮凝剂可絮凝模拟废水中大部分污染物, 这表明复合絮凝剂对CODGr的去除效果很好, 去除率可达到70%以上。

3.2 重金属去除实验

利用原子吸收分光光度计测定系列Zn2+浓度的标准曲线, 相关数据见表2, 其中A代表样品的吸光度。

将表2数据进行线性拟合, 得到Zn2+浓度-吸光度标准曲线, 其回归方程[A]=0.278 3[C]-0.004 8及相关系数R2=0.998 2。

使用复合絮凝剂对Zn2+模拟废水进行絮凝实验, 作原子吸收处理。絮凝前后的数据如表3所示。

由表3可知, 复合絮凝剂可沉淀废水中Zn2+, 且去除率可达40%以上, 由此表明, 复合絮凝剂对重金属元素离子 (Zn2+) 絮凝效果较好。

4 结论

制备了两种复合絮凝剂PFS+CS和PSAF+CS, 并通过红外光谱表征研究了絮凝剂复合前后的结构变化, 结果表明, 改性淀粉与聚铁基无机组分得到结合, 制得了新型的复合絮凝剂。同时, 对模拟废水进行絮凝效果实验, 其中CODGr去除率可达70%以上, 对重金属离子Zn2+的去除率达40%以上, 说明复合絮凝剂的絮凝效果较好。

参考文献

[1]毛艳丽, 张延风, 罗世田, 等.水处理用絮凝剂絮凝机理及研究进展[J].华中科技大学学报:城市科学版, 2008, 25 (2) :78-82.

[2]张振花, 何玉凤, 张侠, 等.聚铁和聚铝类絮凝剂的改性及在废水处理中的应用研究进展[J].水处理技术, 2010, 36 (09) :10-15.

[3]刘志远, 李昱辰, 王鹤立, 等.复合絮凝剂的研究进展及应用[J].工业水处理, 2011, 31 (5) :5-8.

[4]王新语.淀粉基复合吸附材料的合成及吸附性能研究[D].鲁东大学, 2013.

[5]具本植.高取代度阳离子淀粉的制备与应用研究[D].大连:大连理工大学, 2000.

[5]郑怀礼.聚铁基复合絮凝剂的研究[D].重庆:重庆大学, 2003.

[6]卢珍仙.利用玉米淀粉制备高取代度阳离子淀粉的研究[J].化学世界, 2005, 46 (12) :734-736.

[7]姜应新.新型阳离子淀粉的合成及其应用性能研究[D].大连:大连理工大学, 2010.

复合絮凝剂篇6

1 实验部分

1.1 仪器及试剂

722s型可见分光光度计( 上海精密科学仪器有限公司) ;乌氏粘度计 ( 沈阳市卫工玻璃仪器厂 );PHS-3C型酸度计 ( 上海雷磁仪器厂)。所用试剂均为市售分析纯。

1.2 PAC-CTS的制备

自制聚合氯化铝(PAC)[7]和壳聚糖(CTS)[8]。取100mL B值分别为1.0、1.5、2.0和2.5的PAC在强烈磁力搅拌的条件下,以0.2ml/min的速度缓慢加入不同量的壳聚糖乙酸溶液,搅拌至均匀,得不同碱化度(B)和不同壳聚糖含量(C)的透明复合絮凝剂产品。

1.3 模拟废水水样的配制

(1)模拟染料水样:

将1g的HT2095-Ⅱ湖兰和HT2095浓缩广告色曙红加入到1L水中。经过检测其最大吸收波长:湖蓝:λmax=400nm A=1.47;曙红:λmax=570nm A=1.84;

(2)金属合成水样:

Pb2+和Cu2+含量均为60mg/L的的合成水样。

1.4 絮凝性能测试

在烧杯中进行絮凝性能测试,量取500mL废水,将不同特性系数的PAC-CTS絮凝剂定量投放到其中,搅拌,静置5min沉淀分层,然后于液面下5cm处吸取5mL清液,测其和COD色度(按文献[9]方法测定).

2 结果与讨论

2.1复合絮凝剂PAC-CTS处理染料模拟水样的效果研究

2.1.1 絮凝剂投加量的不同对脱色效果的影响

采用复合絮凝剂PAC-CTS(B=2.0、C=1/5、ηCTS=800mpa. s)与PAC-CTS(B=2.0、C=1/10、ηCTS=800mpa. s)和絮凝剂PAC(B=2.0)对仿印染废水(含有湖蓝和曙红两种染料)进行脱色处理。絮凝剂PAC(B=2.0)、PAC-CTS(B=2.0、C=1/10、ηCTS=800mpa·s)和PAC-CTS(B=2.0、C=3/20、ηCTS=800mpa·s)投加的不同,其对水样的处理效果如图1和图2。

图1和图2结果表明,絮凝剂的投放量必须在一定的范围才能产生理想的效果,如聚合氯化铝PAC和复合絮凝剂PAC-CTS投放量小于10.0mg/L时,对水样的脱色效果都很差。当投加量达到20.0mg/L时,对于曙红色染料,复合絮凝剂PAC-CTS的脱色率达到了97%;投放量达到50.0mg/L时,对水样的脱色效果又有所下降,这点对于湖蓝燃料的脱色效果更加明显。从图中还可看出, 在较高投加量时,复合絮凝剂PAC-CTS和聚合氯化铝PAC两者对水样的的脱色效果都可达到95%,但在絮凝剂投放量较低时,与单一絮凝剂PAC相比,复合絮凝剂PAC-CTS对水样的脱色效果明显更好。对于相同浓度的曙红、湖蓝染料,对湖蓝色,复合絮凝剂的脱色效果要更好一些,如曙红染料和湖蓝燃料的最佳投加量分别为40.0mg/L和 30.0mg/L。

从絮体沉降的外观现象看,无机絮凝剂PAC沉降絮体的速度相对比较慢,同时絮体含量较多且絮体松散,经过处理后的上清液中含有少量悬浮物;而与之相比复合絮凝剂 PAC-CTS形成的絮体显得密实,同时沉降速度明显加快。这也许是由于复合絮凝剂中,无机絮凝剂中含有的壳聚糖中的酞胺基和多羟基之间存在着氢键作用,而在有机高分子絮凝剂上连接了很多羟基无机絮体,实现了无机-有机协同作用,因此大大加强了复合絮凝剂的絮凝能力。因此复合絮凝剂PAC-CTS对实验水样的脱色效果要比单一絮凝剂PAC更好。

2.1.2 PAC-CTS不同B值和C值对絮凝剂脱色效果的影响

在最佳投加量下,采用不同B值和C值的复合絮凝剂PAC-CTS(ηCTS=800mpa. S)对样液(含有曙红和湖蓝染料)进行处理,结果如图3和图4。

从图3和图4可知,随着碱化度B值的增大,复合絮凝剂对水样的脱色效果呈明显的增加趋势,B=1.0的复合絮凝剂对水样的脱色率可达到90%以上,B=1.5对水样的脱色率可达到95%以上,而当碱化度上升到2.0时,复合絮凝剂对水样的脱色率高达99%。当C值(壳聚糖含量)增加时,复合絮凝剂对水样的脱色效果呈增长趋势,但当C=1/5时,PAC-CTS对水样的的脱色效果却有所下降。而这种变化趋势对于湖蓝色染料更加明显。从絮体沉降的现象来看,碱化度较小时 (如B=1.0和B=l.5),沉絮体的沉降速度比较慢,同时絮体松散并伴有上浮现象,其清液中漂浮着少量的悬浮物。碱化度B为2.0的PAC-CTS对水样的脱色效果很好,其外观主要表现为絮体比较少,同时上清液透明澄清并且色度较低。而由图5可以看出,碱化度为2.0,C=1/10的复合絮凝剂对样液的絮凝效果是最佳的,对水样的脱色率高达99.5%。

2.2复合絮凝剂PAC-CTS对金属合成水样处理效果研究

采用复合絮凝剂PAC-CTS(B=2.0,C=1/10、ηCTS=800MPa·s)对含量均为60mg/L的Pb2+和Cu2+的合成水样进行处理,其结果见图5和图6。

2.2.1 废水pH值对PAC-CTS絮凝性能的影响

图5为不同pH值, PAC-CTS对Pb2+和Cu2+的金属合成水样的处理效果,其中复合絮凝剂的投加量为5mg/L时。

由图5可知,pH=8时,Cu2+的去除率最高为75%;当pH=7时Pb2+的去除率最高为71%。但溶液pH值过高时,其中的多数金属离子会被水解成为羟基络合物,从而影响到壳聚糖的吸附;而当溶液中的pH值过低时,氨基 (-NH2)被大量质子化成-NH3+,削弱了絮凝剂对氨基 (-NH2)的螯合作用,从而使吸附量降低。所以检测表明壳聚糖复合絮凝剂处理含有Cu2+和Pb2+的合成水样的pH 值应为6～8为最优。

2.2.2 不同复合絮凝剂投加量对废水絮凝效果的影响

图6为投加量不同,pH值=8时,PAC-CTS对Pb2+和Cu2+的金属合成水样的处理效果。

由图6可知,当废水pH=8,投加量为4mg/L时,对Cu2+的去除效果达到最优(去除率为84%),当投加量为5mg/L时,对Pb2+去除效果达到最优 (去除率为72%)。

3 结论

用聚合氯化铝与壳聚糖制备了复合絮凝剂PAC-CTS。并用其对模拟染料和合成废水进行了絮凝性能研究,絮凝剂在曙红染料和湖蓝染料的最佳投加量分别为40.0mg/L和30.0mg/L,当絮凝剂的碱化度为2.0,C=1/10时,其絮凝效果最佳,脱色率和COD均高达99%以上。在对金属废水的絮凝实验中,废水pH=8时,投加量为4mg/L时,Cu2+去除率为84%;当投加量为5mg/L时,Pb2+去除率为72%。 PAC-CTS充分发挥了无机-有机絮凝剂的协同作用,具有很高效的絮凝效果,且投药量低,具有良好的工业应用前景。

摘要：本研究制备了复合絮凝剂聚合氯化铝-壳聚糖(PAC-CTS),并用其对模拟染料和合成废水进行了絮凝研究。絮凝剂在曙红染料和湖蓝染料的最佳投放量分别为40.0mg/L和30.0mg/L,经过对比确定了絮凝剂的碱化度为2.0,C值为1/10时,其絮凝效果是最好的,脱色率和COD均高达99%以上。在对金属废水的絮凝中,固定的pH值下,絮凝剂投放量的不同会影响到不同金属离子的去除效果,例如废水pH=8,投加量为4mg/L时,Cu2+去除率为84%;当投加量为5mg/L时,Pb2+去除率为72%。

关键词：壳聚糖,聚合氯化铝,PAC-CTS,废水处理

参考文献

[1]Douglas de Britto,Odilio B.G.deAssis.Synthesis andmechani-cal properties of quaternary salts of chitosan-based films forfood application[J].International Journal of Biological Macro-molecules,2007,41:198-203.

[2]Bautista-Banos S.,Hernandez-Lauzardo A.N.,Vela M.G.,et al.Chitosan as a potentialnatural compound to con-trol preand postharvest diseases of horticultural commodi-ties[J].Crop Protectio,2006,25:108-118

[3]王莉,冯贵颖,田鹏.新型复合絮凝剂在水处理中的应用[J].西北农林科技大学学报(自然科学版),2005,33(3):149-156.

[4]Fang Z.D..Wu.John J.j.,Kennedy F.Application of a chi-tosan flocculant to water treatment[J].ScienceDirect,2008:135-139.

[5]刘之杰,余刚,刘满红.壳聚糖絮凝剂对聚合氯化铝的助凝作用[J].环境化学.2004.23(3):306-309.

[6]汤宏霄,易兆坤.[J].环境化学,1997,16(6):497-503.

[7]高宝玉,张子健,马建伟,曹先艳等.固固共混法制备聚合氛化铝混凝剂[J].环境化学,2005,24(5)569-572.

[8]周安娜,张文艺,张国栋.[J].合成化学,2003,11(2):163-167.

复合絮凝剂篇7

1. 絮凝剂的应用现状分析

无机絮凝剂通常指无机低分子絮凝剂, 其组成主要是无机低分子。在使用的过程中, 无机絮凝剂有絮体松散、含水量高、固液分离困难、操作不易控制且成本较高的缺陷。此外, 通过这一方法进行水污染处理后, 在水中会残留一定的金属离子, 例如铝离子对抑制植物的自然生长, 危害人的健康, 铁离子则会对金属有腐蚀作用, 影响水质。

高分子絮凝剂则主要分为无机和有机高分子絮凝剂两种类型。无机高分子絮凝剂具有絮体体积大、稳固性高、没有腐蚀性、用量少等优点, 因此在水污染处理中的应用十分广泛。但这种絮凝剂也有其自身的缺陷, 如降解难度大、成本偏高等。当前对无机高分子絮凝剂的研究重点就在于对其性能进行优化, 同时降低其使用成本。

2. 无机-有机复合絮凝剂的开发与应用

当前, 无机-有机复合絮凝剂当中最常使用的是聚合铝及铁类无机高分子与聚丙烯酰胺复合絮凝剂。无机-有机复合絮凝剂对原料的配比、水处理条件、温度、搅拌速度、搅拌时间等都有较高的要求。使用无机-聚丙烯酰胺复合絮凝剂尽管可以从一定程度上增强絮凝效果, 提高絮凝效果, 延长胶凝时间, 但这一方式却会使得正电荷的含量有所下降, 而受到污染的水中通常带有较多的负电荷, 絮凝剂中正电荷的减少则会影响到污水的处理效果。

为了解决这一问题, 可以从无机盐和有机高分子的这两个方面入手。复合无机絮凝剂的使用能够在增加电荷的同时起到增强处理效果。在无机盐当中, 除了常用的铁盐和铝盐之外, 硅胶也可以作为制备无机盐的材料, 并且还有生产成本低、环保清洁的优点。西方的一些国家还将二氧化硅颗粒与有机高分子进行复合使用, 在实际应用中也具有良好效果。此外, 还可以在絮凝剂中加入电荷密度添加剂, 通过改变电荷数量的方式来增强絮凝效果。

3. 絮凝剂的作用原理

絮凝的作用原理是一个十分复杂的问题, 截至今日专家和学者仍不能完全解释絮凝剂的作用原理。但其一般的机理可以归纳为以下几个:压缩双电层与电荷中和作用;高分子絮凝剂的吸附作用;絮体的沉淀作用等。

3.1 无机絮凝剂的作用机理

无机絮凝剂的作用原理与有机高分子的作用原理十分相似, 但从本质上来说, 它仍然属于多核羟基络合物的中间产物。无机絮凝剂对颗粒物的吸附作用是通过表面的络合配位作用实现的。絮凝剂表面的羟基能够从溶液中继续吸收羟基, 直至溶液饱和成为氢氧化物沉淀, 并最终与颗粒物质形成絮体。

3.2 有机高分子絮凝剂的作用机理

有机高分子絮凝剂中的阳离子带有正电荷, 对溶液中的带有负电荷的颗粒具有良好的吸附和中和效果, 此外, 非极性基团还具有一定的疏水能力, 能够有效的改变颗粒表面的状态, 提高胶体的稳定性和沉降能力。与此同时, 由于有机高分子自身的分子量较大, 在形成絮体时, 其体积也较大, 会对周围的小颗粒产生一定的吸附作用, 使得絮体进一步扩大。除此之外, 有机高分子中通常都含有NH-和-OH, 这些基团在絮凝的过程中能够与溶液中的-OH结合形成氢键, 能够促进絮体的进一步扩大, 使得沉降更为容易。

3.3 无机-有机复合絮凝剂的作用原理

由于无机-有机复合絮凝剂是由两种絮凝剂结合产生的, 因此也具有两种絮凝的一些优点。在絮凝的过程中, 两者能够起到相互促进的作用, 其作用机理包括电中和脱稳、疏水作用、吸附架桥作用等。具体的絮凝过程为, 有机高分子的活性基团与胶体表面的氢键产生作用, 产生吸附架桥作用将黏土颗粒集组成体积更大的颗粒。这时, 黏土颗粒还不能进行有效的沉降, 需要无机金属通过电中和左央, 将这些颗粒再聚集到一起, 形成可以快速沉降的团块。无机-有机复合絮凝剂的机理模型图如图1。

4. 无机微颗粒絮凝剂的制备及性能

4.1 实验所用试剂和仪器

4.2 实验原理

溶胶是一种分散性和多相性的物质, 其分散粒子的尺寸很小, 但数量很多, 因此这些粒子的质量较大。此外, 胶体粒子通常都带有一定的电荷, 只要采取合适的制备方法, 就能得到带有较多正电荷的溶胶。从上述的分析可以看出, 溶胶已经具备了制备高质量絮凝剂的几个基础的条件。本文中以良好的溶胶为最基础的原料, 并向其中再加入了其他絮凝成分来制得无机颗粒絮凝剂。

4.3 实验方案

将无机盐, 如氯化铁、硅酸钠等与酸反应, 并老化一段时间。在适宜的温度下, 一边搅拌溶液, 一边向其中加入制备絮凝剂所需要的其他成分, 如硫酸铁、氯化铝等, 并再加入一定含有辅助元素的盐溶液, 对溶液的酸碱度进行调节。溶液反应一段时间后就可以得到无机微颗粒絮凝剂溶液。

5. 有机高分子絮凝剂的制备及性能

5.1 实验药品

5.2 实验方法

用移液管准确移取一定量反应产物溶液于100m L锥形瓶中, 然后再加入50m L丙酮, 摇晃锥形瓶使得固体充分沉淀出来, 抽滤, 将滤液再用20m L丙酮沉淀, 并倒入漏斗再次抽滤。

6. 结语

目前, 对于无机–有机复合高分子絮凝剂的制备研究得已经比较成熟了, 但其实际应用方面还有许多可以探索的空间, 通过对这一絮凝剂的进一步研究, 可以促进其推广使用, 从而促进污水处理效果的提高。

摘要：当前, 水污染是我国一个严重的环境问题。治理水污染的一个重要途径是使用水处理药剂, 絮凝剂就是最常使用的一种絮凝剂。絮凝剂有很多种类, 根据化学成分可以将其分为有机絮凝剂、无机絮凝剂及生物絮凝剂。还有许多絮凝剂是将上述三种常用的类型进行综合复配使用。无机-有机复合高分子絮凝剂就是将无机絮凝剂和有机絮凝剂进行结合的絮凝剂。它结合了两者的优点, 具有吸附力强、脱色能力好、除浊性能好等特点, 因此在水污染处理中获得了广泛的应用。

关键词：无机微颗粒,有机高分子,絮凝剂,水污染

参考文献

[1]杨忠莲, 高宝玉, 王燕, 刘新新, 岳钦艳.聚合氯化铁-聚环氧氯丙烷-二甲胺复合絮凝剂在模拟染料废水处理中的絮体特性研究[J].功能材料, 2012 (14) :28-29.

[2]刘志远, 李昱辰, 王鹤立, 居玉坤.复合絮凝剂的研究进展及应用[J].工业水处理, 2011 (05) :15-17.

复合絮凝剂篇8

复合絮凝剂聚合氯化铝-壳聚糖(PAC-CTS)是通过吸附电中和和吸附架桥两方面的作用起絮凝作用的,是一种新型的、高效的、无机-有机高分子絮凝剂。与传统的絮凝剂聚合铝PAC相比,PAC-CTS具有更好的除浊、脱色、去除COD的效率,且具有更宽的pH适用范围,具有更低的残余铝含量[3,4,5]。

目前,国内外正在使用的含铬废水处理与回收技术,一般可分为两大类:一类是处理含铬废水,使其达到排放标准,如化学还原法、电解法、二氧化硫还原法等;另一类是处理后废水可以回收利用,有的还可以回收铬酸,如钡盐法、离子交换法、活性炭吸附法等[6]。

研究了复合絮凝剂PAC-CTS对含铬废水的絮凝效果,并对其用量和使用条件进行了优化处理。

1 实验部分

1.1 试剂

PAC-CTS(B=2.0,C=1/10,ηcts=800 mpa.s)按文献方法制备[7]。

1.2 仪器

722s型可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);乌氏粘度计(沈阳市卫工玻璃仪器厂);PHS-3C型酸度计(上海雷磁仪器厂)。

1.3 絮凝处理方法

取适量絮凝剂于150mL含铬离子的废水中,调至一定pH值,先快速(180r/min)搅拌1min再慢速(80r/min)5min,静置15min后,用原子吸收分光光度法测定铬含量.

2 结果与讨论

2.1 初始浓度对PAC-CTS处理Cr６＋废水样的影响

在pH值为8,PAC-CTS的投入量为110mg/L时,对不同初始浓度的Cr6+废水样进行处理实验,处理结果见图1。

由图1可知,PAC-CTS处理六价铬废水的最佳初始浓度为C6+Cr≤50mg/L,对于100mg/L>CCr6+>50mg/L的废水样,需要2次处理方可达标,对于CCr6+>100mg/L的水样需用多次处理。

2.2 PAC-CTS的投入量对处理Cr6+废水样的影响

改变复合絮凝剂的投入量,对pH值为8的Cr6+(50mg/L)废水样进行处理实验,所得结果见图2。

由图2可知,处理pH值为8的Cr6+(50mg/L)废水样,PAC-CTS的最佳投入量为120mg/L。同时,可看出当投入量在<130mg/L时,对Cr6+的去除率随投入量的增加而增加,但当投入量>130mg/L时,去除率反而随投入量的增加而减小。可能是因为絮凝剂加入过多也会造成悬浮粒子被PAC-CST分子链单独覆盖,从而使铬粒子处于稳定状态,不能聚沉。

2.3时间对PAC-CTS处理Cr6+废水样的影响

PAC-CTS对Cr6+的处理,无论是吸附作用,还是螯合作用,都需要一定时间的充分反应才能发挥都最佳。以初始浓度=50mg/L,pH=8,投入量为120mg/L为例,探讨PAC-CTS处理Cr6+的最佳反应时间。经过试验,其结果见图3。

由图3 可知,初始浓度C=50mg/L,pH=8,投入量为120mg/L时,在1.5h时即可达到与最佳去除率,说明此时六价铬和絮凝剂已经建立起了吸附平衡。

2.4温度对PAC-CTS处理Cr6+废水样的影响

以初始浓度C=50mg/L,pH=8,投入量为120mg/L,反应90min实验条件下,探索温度对PAC-CTS絮凝剂处理结果的影响,结果见图4。

由图4可知,30℃为处理最佳温度,但在25℃时已经可使去除率达到90%以上,所以可在室温下做PAC-CTS对Cr6+废水样的去除实验。

3 结论

综上所述,复合絮凝剂PAC-CTS在pH=8,初始Cr6+浓度C=50mg/L,投入量为120mg/L,室温反应90min的条件下,其Cr6+去除率可达到95%以上,能很好的满足实验预期的去除Cr6+要求。PAC-CTS充分发挥了无机、有机絮凝剂的协同作用,具有高效的去铬效率,且投药量低,具有良好的工业应用前景。

摘要：采用自制的复合絮凝剂聚合氯化铝-壳聚糖(PAC-CTS),在不同实验条件(Cr6+初始浓度及药剂投入量、T、t)下,以PAC-CTS(B=2.0,C=1/10,η=800mpa.s)对Cr6+拟废水做去除试验。最后得出处理含Cr6+六价铬废水的最佳条件:复合絮凝剂PAC-CTS在pH=8,初始Cr6+浓度50mg/L,投入量为120mg/L,室温反应90min的条件下,其Cr6+去除率可达到95%以上。