童慧娟
摘要:絮凝劑的作用是能夠使溶液中的溶質或懸浮的細微顆粒進行凝聚并沉降，它的這種特性使得它在工業水處理的過程中得到了非常廣泛的應用，本論文總結了歷年來人們使用過的各種絮凝劑的特點以及在水處理過程中的實際應用效果，探討了水處理中絮凝劑應用的前景。
關鍵詞:絮凝劑；水處理；應用效果；前景
隨著全球經濟的不斷發展，工業污染問題也越來越嚴重，防止污染、保護環境已經是當今的一個非常重要的課題。在所有的污染中，水污染是最為嚴重的，而水污染的主要源頭就是工業廢水，因此，如何處理工業廢水，使其排放時能夠達到排放標準已經引起了我國政府的高度重視。目前，處理工業廢水的方法有很多，如：化學氧化法、電滲析法、吸附法、生化法、絮凝沉淀法等，而利用絮凝劑進行水處理的方法是目前最經濟、最有效的污水處理方法。用于水處理的常用絮凝劑一般包括無機高分子絮凝劑、有機高分子絮凝劑和微生物絮凝劑。
一、絮凝劑的分類
1.無機高分子絮凝劑
無機高分子絮凝劑是從20世紀60年代開始發展起來的，它的效果較以往的傳統絮凝劑要好得多，價格相對于有機高分子絮凝劑便宜，因此，在工業廢水處理中是比較常用的。但是，早期使用的硫酸鋁（Al2（SO4）3）和三氯化鐵（FeCl3）對污水的處理還不是很理想，并且容易腐蝕金屬，聚鋁和聚鐵雖然效果比較明顯，但是，聚鋁容易在水中生成氫氧化鋁（Al（OH）3）并形成污垢，聚鐵則容易使水顯現黃色。近年來聚合氯化鋁鐵（PAFC）和聚合硫酸鋁鐵（PAFS）已經在我國制備成功，它們具有反應速率快、沉降快、絮凝體大和過濾性強的特點。因此，已經得到廣泛的應用。
2.有機高分子絮凝劑
有機高分子絮凝劑又分為天然有機高分子絮凝劑和人工合成高分子絮凝劑兩大類，與無機高分子絮凝劑相比， 有機高分子絮凝劑具有用量少、反應速度快、受pH值、溫度以及其共存鹽類的影響小、生成污泥量少且處理容易等優點，應用前景較為廣闊。
（1）天然有機高分子絮凝劑
天然有機高分子絮凝劑通常是由淀粉、纖維素、木質素、甲殼素等一些天然物質經過改性后制造而成的，一般包括：木質素衍生物、淀粉衍生物、植物膠改性產物、殼聚糖及甲殼素改性產物、多糖類及蛋白質改性產物等，經過改性后它們的活性基團的數量大大增加，聚合物呈現出分支結構，使有絮凝能力的基團分散開來，使其能夠對懸浮體系中的顆粒物有更強的捕捉與沉降作用。這些天然有機高分子絮凝劑具有獲取容易、價格低廉、無毒副作用、無污染等特點
（2）人工合成高分子絮凝劑
人工合成有機高分子絮凝劑的特點是相對分子質量較大、官能團較多，而且還可以根據污水的各種特點來人工調節它的分子量以及官能團的排列順序，使其達到有效處理污水的目的。在人工合成有機高分子絮凝劑中PAM的應用最廣泛，目前，它的使用量占人工合成有機高分子絮凝劑總量的86%，可分為陰離子型(APAM)、陽離子型( CPAM )、非離子型和兩性離子型。在合成CPAM的所有方法中，通過AM 與陽離子單體共聚的方法在工業上比較容易實現。二甲基二烯丙基氯化銨是最常用的陽離子共聚單體，也有一些采用其他陽離子作共聚單體的報道。Shen等以2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨為共聚單體得到陽離子型高分子絮凝劑( PAM-DMC)，用它可以有效地處理染料廢水。Ahmad等首次以有機聚合物完全取代無機混凝劑，在給定的剪切力下，直接絮凝預處理棕櫚油廠的污水，在最佳條件下，懸浮固體、COD、石油、油脂的去除率分別為99.66%，55.79%，99.74%，80.78%。直接絮凝工藝與傳統的混凝過程相比，大大降低了處理成本并實現了工業廢水的回收。Ma等合成了鏈端帶有-OH離子，并對溫度敏感的新型高分子絮凝劑。Yue 等用縮聚二甲胺和環氧氯丙烷在1，2-乙二胺用作改性劑的條件下制備出了多胺絮凝劑。結果表明，在環氧氯丙烷和已二甲胺的反應溫度為70 ℃，摩爾比為1.5，1，2-乙二胺占總反應單體質量的3%，反應時間為7 h的條件下，可以制備出陽離子性和高黏度的多胺聚合物。它可以作為絮凝劑處理模擬和實際染料廢水，對染料廢水色度和COD 的去除率分別為90%，89%。Wang等研制出一系列具有不同堿化度(B)、不同二甲基二烯丙基氯化銨聚合物( PDMDAAC)的聚合鐵復合絮凝劑( PFC-PDMDAAC)，對比了該絮凝劑與聚合氯化鐵( PFC)或PDMDAAC以及二者先后投加時對黃河流域地表水和造紙中間廢水的絮凝效果。結果表明，電中和作用是PFC-PDMDAAC的主要作用機理，PFC-PDMDAAC 具有最佳的絮凝效果。
3.微生物絮凝劑
微生物絮凝劑是人們利用現代生物技術，經過一系列的發酵、提取和精制等工藝從某些微生物本身或其分泌物和代謝物中提取出來的具有凝聚能力的產物，這種產物是一種沒有毒副作用的生物高分子化合物。主要包括糖蛋白質、多糖、蛋白、DNA和纖維素以及有絮凝活性的生物菌體。微生物絮凝劑具有絮凝活性高、絮凝范圍廣、使用安全、無公害、無二次污染等特點，并且，由于能夠生成絮凝劑的細菌種類非常多，繁殖能力強，生長速度非常快，有利于微生物絮凝劑的批量生產，因此，微生物絮凝劑的研究與開發已經成為當今世界絮凝劑研發的重要課題。
二．絮凝劑的發展前景
當今社會，人們越來越多的意識到環境保護的重要性和緊迫性，但是，隨著全球經濟的發展，人們制造的產品越來越多，工業廢水的成分也更加復雜，所以，我們迫切需要更高效、更環保的絮凝劑來進行有效地污水處理，保護我們的水資源。筆者認為，今后絮凝劑的研發及性能改善應該主要集中在以下幾個方面：
1.目前，學術界對無機和有機高分子復合絮凝劑的研究較多，但幾乎都處于實驗階段，因此，筆者認為當前的工作重點在于篩選出絮凝劑最有效的組分配比、優化絮凝劑生產的工藝流程。并且，應當在考慮降低污水處理成本的同時，加大復合絮凝劑的研發和生產力度。
2.微生物絮凝劑的特點決定了它擁有廣闊的應用前景，但是，我們當前的任務是必須要尋找更易獲得，更加廉價的物質作為微生物絮凝劑產生菌的培養底物，以降低絮凝劑的生產成本。并且，我們還應當考慮將其他類型的絮凝劑與微生物絮凝劑配合使用，或與微波、超聲波、膜分離、磁場等物理方法聯合起來進行處理污水。
3.努力進行對低毒性或無毒性、無二次污染的環保型復合絮凝劑的研究，筆者相信，隨著對有機高分子絮凝劑、無機高分子絮凝劑、微生物絮凝劑以及復合絮凝劑絮凝機理的不斷深入研究，生產工藝流程的不斷優化以及廉價原料的進一步開發，我們一定能夠生產出無污染、有針對性、高效率、成本低的高效絮凝劑，使復合絮凝劑和微生物絮凝劑在今后的工業廢水處理中起到更大作用。
結語：
總之，目前，我們用于污水處理的絮凝劑的品種繁多，從無機到有機、從低分子到高分子、從單一型到復合型一直是其發展走向，并且逐步形成系列化和多樣化的產品。筆者認為，污水處理絮凝劑的研發目標必然是廉價、無毒、實用、環保和高效。
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