天然有机高分子絮凝剂
《2024年水处理絮凝剂研究与应用进展》范文
《水处理絮凝剂研究与应用进展》篇一一、引言随着人类社会不断发展，水资源的污染问题逐渐加剧，因此，水处理成为了环保领域中的关键课题。
其中，水处理絮凝剂是水处理过程中不可或缺的重要物质。
本文旨在探讨水处理絮凝剂的研究与应用进展，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、水处理絮凝剂概述水处理絮凝剂是一种用于加速水中悬浮颗粒的聚集和沉降的化学物质。
通过使用絮凝剂，能够有效地去除水中的悬浮物、胶体、细菌等污染物，从而改善水质。
常见的絮凝剂包括无机盐类、有机高分子等。
三、水处理絮凝剂的研究进展（一）新型无机絮凝剂近年来，研究人员在无机絮凝剂方面取得了显著进展。
如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等新型无机高分子絮凝剂具有更好的凝聚性能和较低的污染性，能够更好地满足水处理的需求。
（二）有机高分子絮凝剂相较于无机絮凝剂，有机高分子絮凝剂具有更好的亲和性和适应性。
目前，研究热点包括天然高分子改性絮凝剂和合成高分子絮凝剂。
这些新型絮凝剂在提高水质的同时，降低了对环境的二次污染。
（三）复合型絮凝剂针对单一絮凝剂的局限性，研究人员开始尝试将多种絮凝剂进行复合，以获得更好的凝聚效果。
如将无机和有机高分子进行复合，既能发挥各自的优点，又能弥补彼此的不足。
四、水处理絮凝剂的应用进展（一）饮用水处理在饮用水处理中，絮凝剂被广泛应用于去除水中的悬浮物、胶体、细菌等污染物。
新型的絮凝剂在保证水质的同时，降低了对环境的二次污染，使得饮用水更加安全、健康。
（二）工业废水处理在工业废水处理中，絮凝剂被用于去除废水中的重金属、油污等有害物质。
针对不同行业的废水特点，研究人员开发了各种针对性的絮凝剂，有效提高了工业废水的处理效果。
（三）污水处理厂在污水处理厂中，絮凝剂被广泛应用于污泥的脱水、减量化和资源化利用等方面。
通过使用新型的絮凝剂，可以有效提高污泥的脱水效果，降低污泥的含水率，为后续的污泥处置和资源化利用提供了便利。
五、结论与展望水处理絮凝剂作为水处理过程中的关键物质，其研究和应用对于改善水质、保护环境具有重要意义。
有机高分子絮凝剂的研究及应用
２ ］ 刘存海 ， 朱 玉凤 ， 张光华 ．改性壳聚糖 的制备及 在电镀含铬废 反 相悬浮聚合合成法与反相乳液聚合合成法差别不 大 ， 主要 ［ 水 中的应用 ｆ Ｊ ］ ． 陕西 师范大学学报 ：自然科 学版 ， ２ ０ ０ ９ ， ３ ７ （ ６ ） ： 是分散粒子 的粒径不 同。 我 国 目前采用反 中包括两种结构 ， 即直链与支链。一般来说 ， 支链淀 粉所 占比例较大 ， 不过支链淀粉 的絮凝性能较差 ， 因此 ， 天 然的淀
粉得到的絮凝效果不够好 ， 一般利用淀 粉分 子的改性反应得 到的 絮凝 效果较理想 。如果醚化淀粉或其衍生物 ， 就 能够得 到一种 天 能够较好地絮凝带有负电荷的颗粒 。 实验证 明， 近年来我 国科学技术 的不 断进 步也催生出多种水处理方法 ， 然高分子 絮凝剂 ， 阳离子淀粉具有 良好的脱 色性 能和脱水效果。具有特殊的网状结 包括： 物理 吸附法 、 絮凝沉淀法 、 离 子交换法 、 电渗析法等等 。 在多 对含有废水 中 种水 处理方法 中， 沉淀法可以有效改善废水 的浑色度 、 浊度 ， 并可 构的交联 淀粉处理含重金属离子的废水能力较强 ， 铜 、 汞 、 铅等重金属离子的废水来说絮凝效果较强。另外 ， 还可将 理想地去除部分重金属离子和 多种 有机 高分子物质 ， 从而达到改 也具有 良好 的去 除重 善污泥的脱 水性 能的 目的。絮凝剂作为沉淀法 中的重要 因素直接 淀粉与其 他单体共聚生成淀粉接枝共聚物 ， 并且具有用量少 、 成本低等优势。 影 响最 终的污水处理结果 。高分子絮凝剂拥有 良好的絮凝性 能并 金属 离子 的处理效果 ， ． ２壳聚糖类 兼 具操 作简便的优点 ， 目前主要应用于废水处理 的预处理过程和 ２ 在广袤 的 自然 界之 中 ， 甲壳素属于第二大类天然 的高分子化 深 度处 理过程 。常用 的絮凝剂 主要分 为两种类 型 ： 无机和有机高 而壳 聚糖 作为 甲壳 素脱 乙酰化 的一种产物 ， 同时也 是一种 分 子絮凝剂 。有机高分子 絮凝剂具有 絮凝速 度快 、 用量少等优点 合物 ， 阳离 子型絮凝剂 ， 可通过 各种化学反 应进行改性 ， 以便 赋予壳 聚 而被广泛推广 ， 吸引了越来越多的关注 。本文主要从人工有机高 糖所 需的不 同特性 。由此看 来 ， 此类絮凝剂具有相 当大 的发展潜 分 子絮凝剂 、 天然有机高分子絮凝剂 的合成 以及有机高分子絮凝
有机高分子絮凝剂的简介以及在水处理中的应用
有机高分子絮凝剂的简介以及在水处理中的应用关键词：有机高分子絮凝剂污水处理PAM 应用展望摘要：絮凝剂按照其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。
其中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。
絮凝剂是一种带有正性集团中和水中的带电集团。
以降低其电势，使其处于不稳定的状态，然后利用一些聚合的性质利用各种理化方法从中分离出来。
而为了达到这种效果使用的药剂一般称为絮凝剂。
絮凝剂主要用于污水处理。
我国的无机絮凝剂品种开发较齐全，应用也很广泛，石化企业的炼厂污水处理中，目前普遍采用的絮凝剂为聚合氯化铝等无机絮凝剂。
而在有机高分子絮凝剂的品种开发上不如国外齐全，国外研究了各种用途的系列高分子絮凝剂，而国内我们在实际应用中可供筛选的有机絮凝剂不多。
有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比,具有用量少、絮凝速度快、受共存盐类pH值及温度影响小、生成污泥量少、并且容易处理等优点,因而有着广阔的应用前景。
今后有待于加强开发、应用。
无机高分子絮凝剂。
近年来,研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂成为热点。
无机高分子絮凝剂的品种在我国已逐步形成系列:阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PPS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等;阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PASS)、聚合硅酸氯化铁(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASL)、聚合硅酸铁(PFSB、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。
⑽有机高分子絮凝剂用于污水处理始于50年代末。
有机高分子絮凝剂比无机絮凝剂有用量小、絮凝能力强、反应速度快、受外界环境影响小、产生废渣少易处理等优点在发达国家已得到迅速发展，近年来，有机高分子絮凝剂新产品不断问世，产品类型、规格更加齐全;功能也逐步多样化。
絮凝剂
简介絮凝剂的理论基础是:“聚并”理论，絮凝剂主要是带有正（负)电性的基团中和一些水中带有负(正）电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒，降低其电势，使其处于稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，并通过物理或者化学方法分离出来。
一般为达到这种目的而使用的药剂，称之为絮凝剂。
絮凝剂主要应用于给水和污水处理领域。
分类聚丙烯酰胺→属于高分子聚合物。
专业针对各种难以处理的废水的处理以及污泥脱水的处理。
(污泥脱水一般采用阳离子聚丙烯酰胺)在市政污水以及造纸印染行业的污泥处理中，应用广泛。
聚合氯化铝→属于无机混凝剂。
主要是饮用水处理，市政污水处理以及造纸印染废水处理。
其价格低，市场应用范围广。
聚合氯化铝铁加入单质铁离子或三氧化铁和其它含铁化合物复合而制得的一种新型高效混凝剂。
主要用于饮用水以及工业废水处理。
有不少品种。
它们都是含有大量活性基团的高分子有机物，主要有三大类：1、以天然的高分子有机物为基础，经过化学处理增加它的活性基团含量而制成。
2、用现代的有机化工方法合成的聚丙烯酰胺系列产品。
3、用天然原料和聚丙烯酰胺接枝(或共聚)制成。
某些天然的高分子有机物例如含羧基较多的多聚糖和含磷酸基较多的淀粉都有絮凝性能。
用化学方法在大分子中引入活性基团可提高这种性能，如将一种天然多糖进行醚化反应引入羧基、酰胺基等活性基团后，絮凝性能较好，可加速蔗汁沉降。
将天然的高分子物质如淀粉、纤维素、壳聚糖等与丙烯酰胺进行接枝共聚，聚合物有良好的絮凝性能，或兼有某些特殊的性能。
国内研制的一些产品，主要应用于污水处理和污泥脱水。
在国内水处理中使用最广泛的絮凝剂，是合成的聚丙烯酰胺系列产品，主要分为阴离子型，阳离子型，非离子型和两性离子型。
聚丙烯酰胺(polyacrylamide)，常简写为PAM(过去亦有简写为PHP)。
水处理使用的各种PAM，实质上是用一定比例的丙烯酰胺和丙烯酸钠经过共聚反应生成的高分子产物，有一系列的产品。
丙烯酰胺的分子式为：CH2 = CH－CONH2丙烯酸钠的分子式为：CH2 = CH－COONa类别主要分为两大类别：铁制剂系列和铝制剂系列，当然也包括其丛生的高聚物系列。
絮凝剂主要成分
絮凝剂主要成分絮凝剂分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂和复合型絮凝剂。
传统的无机絮凝剂为低分子的铝盐和铁盐, 其作用机理主要是双电层吸附。
铝盐中主要有硫酸铝(Al(SO4)3·18H2O)、明矾(Al2(SO4)3·K2SO4·24H2O)、铝酸钠(NaAlO3)。
铁盐主要有三氯化铁(Fe-Cl3·6H2O)、硫酸亚铁(FeSO4·6H2O)和硫酸铁(Fe2(SO4)3·2H2O )。
硫酸铝絮凝效果较好, 使用方便,但当水温低时, 硫酸铝水解困难, 形成的絮凝体较松散, 效果不及铁盐。
三氯化铁是另一种常用的无机低分子絮凝剂, 具有易溶于水, 形成大耳中的絮体、沉降性能好、对温度、水质和pH 的适应范围广等优点, 但其腐蚀性较强, 且有刺激性气味, 操作条件差。
无机低分子絮凝剂的优点是经济、用法简单, 但用量大、残渣多。
絮凝效果比高分子絮凝剂的絮凝效果低。
无机高分子絮凝剂是20 世纪60 年代以来在传统的铁盐和铝盐基础上发展起来的一类新型水处理药剂。
其絮凝效果好, 价格相对较低, 已逐步成为主流絮凝药剂。
在日本、西欧和中国, 目前都已有相当规模的无机高分子絮凝剂的生产和应用, 其产量约占絮凝剂总产量的30%～60%。
近年来, 我国高分子絮凝剂的发展趋势主要是向聚合铝、铁、硅及各种复合型絮凝剂方向发展, 并已逐步形成系列: 阳离子型的有聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝(PAP)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)等; 阴离子型的有活化硅酸(AS)、聚合硅酸(PS);无机复合型的有聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅酸硫酸铁(PFSS)、聚硅酸硫酸铝(PFSC)、聚合氯硫酸铁(PFCS)、聚合硅酸铝(PASI)、聚合硅酸铁(PFSI)、聚合磷酸铝铁(PAFP)、硅钙复合型聚合氯化铁(SCPAFC)等。
有机高分子絮凝剂的絮凝机理
有机高分子絮凝剂的絮凝机理有机高分子絮凝剂在对水体的絮凝过程中发生了部分物理化学变化，目前在国内外已经提出了许多不同的絮凝机理，其中广泛认可的机理主要有电中和作用及吸附架桥作用。
1、电中和作用当絮凝剂分子链和胶体颗粒表面带有相反电荷时，通常其主要的絮凝机理为电荷中和作用。
而在许多实际情况下，废水中的疏水性胶体颗粒是带负电荷的，因此在水处理中多采用阳离子有机絮凝剂。
在絮凝过程中，带有相反电荷的絮凝剂吸附在胶体颗粒表面上会导致颗粒的表面电荷减少，即zeta 电位降低，从而使得胶体颗粒之间的静电斥力变小，当范德华引力大于静电斥力时，胶体颗粒和悬浮物质开始团聚形成微絮体（图1-1）。
图1-1有机高分子絮凝的电中和机理图解研究发现，当有机高分子絮凝剂的用量刚刚完全中和胶体颗粒电荷，或者zeta电位为零（等电点）时，絮凝剂的絮凝效果达到最佳。
此时胶体颗粒在范德华力的作用下趋向于团聚，开始脱稳形成絮体，进而沉降下来。
然而，若有机高分子絮凝剂使用过量，胶体颗粒会发生电荷反转的现象，将重新分散在水中，此时颗粒带正电荷。
2、吸附架桥作用一般来说，在水处理中，当有机高分子絮凝剂为分子量高达几百万、电荷密度较低的长链聚合物时，絮凝剂的絮凝机理主要是吸附架桥作用[31]，这时分子链在氢键、静电引力、范德华力等的共同作用下吸附在颗粒表面上，可能会形成长的闭合环，这些长环和分子链末端伸展入溶液中，其长度远远超出了双电层的范围（图1-2a）。
这使得这些“悬挂”的高分子链段与其他粒子之间可能发生吸附相互作用，从而在粒子之间产生“桥接”（图1-2b）。
在吸附架桥作用中，聚合物链的长度应该足以从一个颗粒表面上延伸到另一个颗粒表面。
因此，具有更长分子链（高分子量）的聚合物的絮凝效果比较短分子链（低分子量）的更好。
此外，在胶体颗粒表面上应该有足够的未被占据的空位，以便吸附在其他颗粒上的聚合物链段吸附。
由此可见，絮凝剂的用量不应过多，否则颗粒表面会被聚合物完全覆盖，以致没有空位与其他粒子发生吸附架桥作用，胶体颗粒就会重新稳定分散下来（图1-2c）；也不应过少，否则无法形成足够多的“桥接”。
有机高分子混凝剂技术说明
有机高分子混凝剂技术说明有机高分子混凝剂又分为天然和人工合成两类。
天然有机高分子混凝剂有淀粉、蛋白质、纤维素、木刨花、动物胶、树胶、甲壳素等，它们都具有混凝或助凝作用。
在水处理中，人工合成的有机高分子混凝剂种类日益增多并居主要地位。
有机高分子混凝剂一般都是线性高分子聚合物，分子呈链状，并由许多链节组成，每一链节为一化学单体，各单体以共价键结合。
聚合物的相对分子质量为各单体的相对分子质量的总和，单体的总数称为聚合度。
高分子混凝剂的聚合度即链节数，约为1000～5000，低聚合度的相对分子质量从一千至几万，高聚合度的相对分子质量从几千至几百万。
按高分子聚合物中含有的官能团的带电与离解情况，可分为以下四种∶官能团离解后带正电的称为阳离子型高分子混凝剂；官能团离解后带负电的称为阴离子型；分子中既含正电基团又含负电基团的称为两性型；分子中不含离解基团的称为非离子型。
水处理中常用的是阳离子型、阴离子型，两性型使用极少。
高分子混凝剂中使用最多的是聚丙烯酰胺（PAM，包括其水解产品）和聚氧化乙烯（PEO），它们是非离子型聚合物，其絮凝效果比无机絮凝剂好几十倍。
其次还有阴离子型的高分子混凝剂如聚丙烯酸（PAA）、水解聚丙烯酰胺（HPAM）、聚磺基苯乙烯和阳离子型的高分子混凝剂如丁基溴聚乙烯吡啶、聚二丙烯二甲基胺等。
聚丙烯酰胺的聚合度可达20000～90000，相对分子质量可高达150万～600万。
作为絮凝剂使用的聚丙烯酰胺，相对分子质量最好在500万左右。
高分子混凝剂的混凝效果主要在于对胶体表面具有强烈的吸附作用，在胶体粒子之间起到吸附架桥作用。
为了使高分子混凝剂能更好地发挥吸附架桥作用，应尽可能使高分子的链条在水中伸展开。
为此，通常将聚丙烯酰胺在碱性条件下（pH>10）使其部分水解，生成阴离子型水解聚合物（HPAM）∶聚丙烯酰胺经部分水解后，部分酰胺基转化为羧酸基，带负电荷，在静电斥力作用下，高分子链条得以在水中充分伸展开来。
絮凝剂的介绍与选择
絮凝过程是目前国内外众多水处理工艺中应用最广泛、最普遍的单元操作之一，是废水处理过程中不可缺少的关键环节。
絮凝效果的好坏往往决定了后续流程的运行状况、最终出水水质和费用，选择何种絮凝剂，对于提高出水水质、降低制水成本有着重要的技术经济价值。
按其化学成分，絮凝剂可分为无机盐类絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。
无机盐类絮凝剂的品种较少，主要是铝盐、铁盐、水解聚合物等低分子盐类以及无机高分子等絮凝剂。
有机高分子絮凝剂主要有合成的有机高分子絮凝剂和天然改性有机高分子絮凝剂。
1无机盐类絮凝剂1.1无机低分子絮凝剂无机低分子絮凝剂包括硫酸铝、氯化铝、硫酸铁、氯化铁等，其中硫酸铝最早是由美国开发的，并一直沿用至今的一种重要的无机絮凝剂。
常用的铝盐有硫酸铝AL2(SO4)3·18H2O 和明矾AL2(SO4)3·K2SO4·24H2O,另一类是铁盐有三氯化铁水合物FeCL3·6H2O.硫酸亚铁水合物FeSO4·17H2O和硫酸铁。
无机絮凝剂的优点是比较经济、用法简单；但用量大、絮凝效果低，而且存在成本高、腐蚀性强的缺点。
1.2无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂是20世纪60年代后期才发展起来的一类新型废水处理剂。
与传统絮凝剂相比，它能成倍的提高效能，且价格较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。
目前日本、俄罗斯、西欧及我国生产此类絮凝剂已达到工业化、规模化和流程自动化的程度，加上产品质量稳定，无机聚合类絮凝剂的生产已占絮凝剂总产量的30%～60%[1]。
1.2.1简单的无机聚合物絮凝剂这类无机聚合物絮凝剂主要是铝盐和铁盐的聚合物。
如聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铝（PAS）、聚合氯化铁（PFC）以及聚合硫酸铁(PFS)等。
无机聚合物絮凝剂之所以比其它无机絮凝剂效果好，其根本原因在于它能提供大量的络合离子，且能够强烈吸附胶体微粒，通过吸附、桥架、交联作用，从而使胶体凝聚。
污水絮凝剂综述
污水絮凝剂综述前言：近年来,水污染问题已经成为了社会问题,这种问题的出现,不仅使得我国的可用水资源减少,而且在-定程度上也对人们的身体健康造成了极大的影响。
因此,在常用水处理中,采用絮凝剂就显得尤为重要絮凝剂的使用可以对水污染进行良好的处理,实现水资源的回收再利用,在一定限度上,可以提高水资源的利用率,对于水资源供应不足的问题可以良好的进行解决。
絮凝剂应用的诸多优势,使其在常用水处理中有着广泛的应用价值。
1 絮凝剂的分类凝剂按照其化学成分总体可分为：♦无机絮凝剂：无机低分子凝聚剂：铝系和铁系。
无机高分子絮凝剂：♦有机絮凝剂：合成有机高分子絮凝剂;天然有机高分子絮凝剂;微生物絮凝剂。
2 絮凝剂简介2.1 无机絮凝剂2.1.1 无机絮凝剂的定义无机絮凝剂有时称无机混凝剂。
由无机组分组成的絮凝剂，絮凝剂主要是增加混凝固体的碰撞，使其水解产物附聚、架桥絮凝形成可沉降的或可过滤的絮凝物。
2.1.2 无机絮凝剂的作用机理在一定的PH值环境体系中，絮凝剂形成中和胶体，中和胶体吸附污水中的悬浮物颗粒后产生的表面电荷，克服了胶体和悬浮物颗粒间的静电排斥力，从而使颗粒脱稳产生凝聚，达到净化污水中悬浮物的目的。
2.2.3 无机絮凝剂的发展历程絮凝作为废水处理的一种重要方法，是一种应用最广泛、最经济简便的水处理技术。
絮凝达到高效能的关键在于投加性能优良的絮凝剂。
由于有机合成高分子絮凝剂存在毒性及价格昂贵等原因，其在国内的应用受到一定限制。
无机高分子絮凝剂(IPF)以其高效、适应性强、无毒、价廉的特点，在各种污水和废水的处理中得到了广泛的应用。
广泛使用的无机高分子絮凝剂是在传统的铝盐、铁盐絮凝剂的基础上发展起来的，它可分为阳离子型、阴离子型和复合型三大类。
传统铝盐、铁盐类絮凝剂使用历史悠久，但在水处理过程中存在不少问题。
60年代后期逐渐被迅速发展起来的无机高分子絮凝剂所取代。
无机高分子絮凝剂比原有传统药剂有更好的絮凝效果而相应价格较低。
聚二甲基二烯丙基氯化铵絮凝剂
聚二甲基二烯丙基氯化铵絮凝剂
聚二甲基二烯丙基氯化铵是一种高效的絮凝剂，也是一种正离子
型有机高分子化合物。
其化学式为(C8H16NCl)n。
该化合物具有很高的
亲水性，因此可以与水中的杂质物质有效结合，产生较大的颗粒，从
而使水中的污染物更容易被过滤或沉淀。
聚二甲基二烯丙基氯化铵有很多优点。
首先，它可以有效地从水
中去除悬浮物、胶体、藻类和细菌。
其次，它具有快速絮凝的特点，
可以使污染物在短时间内迅速聚集而形成大颗粒。
此外，它还具有良
好的稳定性和脱水效果。
这些优点使聚二甲基二烯丙基氯化铵成为工
业和民用水净化领域中不可或缺的絮凝剂。
聚二甲基二烯丙基氯化铵的使用方法很简单。
一般情况下，将其
以适量加入待净化的水中，搅拌均匀即可。
其用量的大小通常取决于
待净化水的性质、需要去除的污染物种类和浓度等因素。
为了达到最
佳的净化效果，建议在使用过程中不断调整用量和加入时间。
值得注意的是，聚二甲基二烯丙基氯化铵并不适用于所有类型的
污染物。
该絮凝剂只能去除一些悬浮和胶体污染物，如有机物、铁锈、泥沙和藻类等。
此外，其使用后也可能对水质造成一定的影响，例如
增加水中的盐度、硬度和氯离子含量等。
因此，在实际使用中，需根
据水质情况和需要采取相应的措施。
综上，聚二甲基二烯丙基氯化铵作为一种高效的絮凝剂，具有很
多优点和适用范围。
但同时需根据实际情况进行谨慎使用，以确保净
化效果最佳且不对水质造成负面影响。
水处理中常用的絮凝剂有哪些
凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。
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。
它们常常被用于水处理。
（一）无机混凝剂1.低分子无机混凝剂目前应用最广泛的简单无机型絮凝剂是铁系、铝系金属盐。
主要有三氯化铁、硫酸亚铁和硫酸铝。
三氯化铁(Fe:常用的是六水合三氯化铁(FeCl3•6H20)形成的矾花沉淀性好,处理低温水或低浊度水效果比铝盐好,适宜pH值范围较宽,但处理后水的色度比铝系的高,有腐蚀性。
硫酸亚铁(FeS04•H20)离解出的Fe2+只能生成最简单的单核络合物,不如二价铁盐那样有良好的混凝效果。
硫酸铝(Al2(S04)3)是废水处理中使用最多的絮凝剂,使用便利,絮凝效果好,当水温低时水解困难,形成的絮体较松散,它的有效pH值范围较窄。
明矶(Al2(S04)3•K2S04.24H20)的作用机理与硫酸铝同[14]。
2.无机高分子絮凝剂无机离分子絮凝剂混凝效果高、价格低,有逐步成为主流药剂的趋势。
我国此类絮凝剂的开发成绩显著。
无机高分子絮凝剂的品种有阳离子型，如聚合氯化铝(PACL聚合硫酸铝(PAS)、聚合磷酸铝（PAP）、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)、聚合磷酸铁(PFP)、聚亚铁和阴离子型，如聚合硅酸。
聚合氯化铝(PAC)：对各种废水都可以达到好的絮凝效果，能快速形成大的矾花,沉淀性能好，适宜的pH值范围较宽（pH在5-9之间）,且处理后水的pH 值和碱度下降较小。
水温低时,仍可保持稳定的絮凝效果，其碱化度比其它铝盐、铁盐为高,因此药液对设备的侵蚀作用小。
聚合硫酸铁(PFS)：混凝体形成速度快,密集且质量大且沉降速度快。
尤其对低温低浊水有优良的处理效果，适用水体pH值范围(pH在4-11之间),腐蚀性小。
实验表明,用聚铁净化水,可降低亚硝氮及铁的含量。
因此,它是优良安全的饮用水混凝剂剂,有取代对人体有害的聚合铝混凝剂的趋势。
《2024年水处理絮凝剂研究与应用进展》范文
《水处理絮凝剂研究与应用进展》篇一一、引言随着工业的快速发展和城市化进程的加速，水资源的污染问题日益严重，如何高效、安全地处理废水成为了环保领域亟待解决的难题。
在各种水处理方法中，絮凝剂作为实现水质改善的重要手段，得到了广泛的关注和研究。
本文旨在阐述水处理絮凝剂的研究进展和应用情况，探讨其在环保领域的潜在应用价值。
二、水处理絮凝剂概述水处理絮凝剂是一种通过吸附、电性中和等作用，使水中的悬浮物、胶体等颗粒物凝聚成大颗粒，从而方便从水中去除的化学物质。
根据其化学成分，水处理絮凝剂可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
三、无机絮凝剂研究与应用进展无机絮凝剂主要包括铁盐、铝盐等，具有价格低廉、制备简单等优点。
近年来，研究者们对无机絮凝剂进行了诸多改进和优化。
1. 新型无机复合絮凝剂：针对单一无机絮凝剂的局限性，研究者们开发了多种新型无机复合絮凝剂，如聚合氯化铝铁（PAFC）、复合铁盐等。
这些新型絮凝剂具有更好的絮凝效果和更低的毒性。
2. 纳米无机絮凝剂：纳米技术为无机絮凝剂的开发提供了新的方向。
纳米无机絮凝剂具有更大的比表面积和更强的吸附能力，能有效提高絮凝效果。
四、有机絮凝剂研究与应用进展有机絮凝剂主要包括天然有机高分子絮凝剂和合成有机高分子絮凝剂两大类。
1. 天然有机高分子絮凝剂：如淀粉、壳聚糖等，具有生物相容性好、易降解等优点。
研究者们通过改性等方法，提高了其絮凝效果和稳定性。
2. 合成有机高分子絮凝剂：如聚丙烯酰胺（PAM）等，具有优异的水溶性和分子链柔韧性。
针对其安全性问题，研究者们正在开发新型的、低毒性的合成有机高分子絮凝剂。
五、新型水处理技术中的絮凝剂应用随着水处理技术的发展，一些新型技术如膜分离技术、生物处理技术等也开始应用絮凝剂。
这些技术结合了絮凝剂的优点，进一步提高了水处理的效率和质量。
六、水处理絮凝剂的未来发展趋势未来，水处理絮凝剂将朝着高效、安全、环保的方向发展。
一方面，研究者们将继续开发新型的、低毒性的絮凝剂；另一方面，将更加注重对现有絮凝剂的优化和改进，提高其性能和降低成本。
天然有机高分子絮凝剂研究与应用
天然有机高分子絮凝剂研究与应用
陈元彩;肖锦
【期刊名称】《环境科学进展》
【年(卷),期】1999(007)003
【摘要】本文根据物质的组分及来源对天然有机絮凝剂进行了分类，并对三大类天然高分子絮凝剂的性能，应用，结构及研究发展概况等方面进行了论述。
【总页数】6页(P84-89)
【作者】陈元彩;肖锦
【作者单位】华南理工大学造纸与环境工程学院;华南理工大学造纸与环境工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TQ047.1
【相关文献】
1.天然有机高分子絮凝剂研究与应用 [J], 陈元彩;肖锦
2.天然改性有机高分子絮凝剂研究进展 [J], 甘光奉;甘莉
3.天然有机高分子絮凝剂壳聚糖制备工艺的改进 [J], 曾德芳;余刚;张彭义;冯志伟
4.新型天然有机高分子絮凝剂及其制备方法 [J], 张淑云
5.天然有机高分子絮凝剂DXSL-I应用及环境效应的研究 [J], 许映军;丁永生;公维民;盛雪芹;李淑静
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生物絮凝剂介绍
生物絮凝剂介绍一、产品概述生物絮凝剂是采用植物来源的天然高分子复配而成的絮凝剂，可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒、菌体细胞及胶体等凝集、沉淀，其主要活性成份是具有带负电荷的天然高分子化合物。
该絮凝剂是利用生物基因技术，提取而得到的一种新型、高效、廉价的环境友好型天然的水处理剂，与传统的无机和有机高分子絮凝剂相比，其具有许多独特的性质和优点。
生物絮凝剂生产原料为可更新资源，生产过程中无“三废”排放，使用后出水中不残留有害物质影响水质，絮凝污泥中残留的药剂，不会对生态系统造成明显或潜在的危害。
生物絮凝剂具有独特的除浊、脱色、吸附、粘合等功能,产品安全、高效，无毒、无害、无二次污染，絮凝活性高、易生化降解，是当今世界广泛使用的铁盐絮凝剂、铝盐絮凝剂和聚丙烯酰胺类高分子絮凝剂所不具备的。
二、产品背景及前景生物絮凝剂是符合国家要求的绿色环保、高效的非传统的絮凝剂。
迄今为止，公司产品已经在上海、山东、河南、江苏、云南等地的垃圾渗滤液，焦化废水，洗煤水，制浆造纸，纺织印染，电镀废水，海水养殖（小球藻提取），蓝藻去除，城市污水等行业进行实验应用，COD 去除率达50%以上，总P、重金属去除率达80%以上，SS、浊度、色度去除率高。
尤其是应用在业内最难处理的垃圾渗滤液，焦化废水等领域，其效果显著，投资及运行成本低，具划时代意义，前景相当广阔。
随着现代工业的发展和人们生活水平的不断提高，国家对水的质量提出了更高的要求，现常用的传统絮凝剂已经难以满足现代人的高要求，而拥有诸多优势的生物絮凝剂系列产品必将在未来的水处理领域中带来革命性作用而担当重任。
三、作用机理生物絮凝剂为天然阴离子高分子絮凝剂，主要通过“桥连作用”、“电性中和作用”、“化学反应作用”机理，絮凝剂大分子借助离子键、氢键、范德华力，同时吸附多个胶体粒子，在颗粒间产生架桥现象，从而形成一种网状三维结构沉降下来；带电荷的链状生物大分子絮凝剂或其水解产物靠近胶体时，中和其表面的部分电荷，使得在胶体和絮凝剂之间、胶体与胶体颗粒之间易发生碰撞，通过分子之间的作用力而凝聚沉降；链状生物大分子絮凝剂的活性基团与被絮凝物质的相应基团发生化学反应,聚集形成较大的分子沉淀下来。
天然有机高分子改性絮凝剂的应用研究
关键词 ： 天然有机高分 子； 絮凝剂 ； 应用 中图 分 类 号 ：５３ ￥３ 文献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：０６ ００ （０ １Ｏ— １１０ １０— ６Ｘ ２ １）１００ —２
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有机絮凝剂
有机合成高分子絮凝剂合成高分子絮凝剂投加量少，一般在2％以下，效果好，形成的絮体大，而且强度大，不易破碎，不增加泥量，降低热值，无腐蚀性。
它分非离子型、阳离子型、阴离子型和两性四种。
常用有机絮凝剂有：聚丙烯酰胺（PAM）、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯胺、聚乙烯磺酸盐等，其中聚丙烯酰胺的应用最多，占合成高分子絮凝剂的8o％左右。
然而这一类絮凝剂由于存在着一定量的残余单体丙烯酰胺，不可避免的带来毒性，所以限制了它的应用。
高分子量（106以上）聚丙烯酸钠属阴离子型絮凝剂，有强烈的絮凝作用而且无毒；对悬浮于水中的细微粒产生非离子性吸附，使粒子之间产生交联；对具有金属氢氧化物这类正电荷的胶体粒子更显示出其优良性能。
陆兴章等研制出二甲基二丙烯丙基氯化铵均聚物和一系列不同相对分子质量、不同阳离子的共聚物，对硅藻土或高岭土均有优良的絮凝效果。
高华星等把以聚二甲基二烯丙基氯化铵为主体键节的阳离子高分子絮凝剂用于印刷油墨废水处理，试验结果表明处理后废水油污去除率高，沉渣少，废水的回用效果好有机絮凝劑主要分為合成高分子型和天然高分子型。
其特點是用量少、絮凝速度快、受共存鹽類、ｐＨ值及溫度的影響小,生成的污泥量小,且帶有多种帶電基團,可為鏈狀、環狀、网狀結构,利于污染物進入絮体,脫色性好。
合成高分子絮凝劑。
合成有机高分子絮凝劑多為水溶性聚合物,具有分子量大、分子鏈官能團多的特點。
按所帶電荷不同分為陽离子型、陰离子型、非离子型和兩性型絮和非离子型聚合物。
阳离子聚丙烯酰胺应用领域：1. 用于纺织、印染工业。
聚丙烯酰胺作为织物处理的上浆剂、整理剂，以及可生成柔顺、防皱、防霉菌的保护层。
利用它的吸湿性强的特点，能减少纺细纱时的断张率。
聚丙烯酰胺作后处理剂可以防止织物的静电和阻燃。
用作印染助剂时，聚丙烯酰胺可使产品附着牢度大、鲜艳度高，还可作为漂白的非硅高分子稳定剂。
2、主要用作絮凝剂：对于悬浮颗粒，较粗、浓度高、粒子带阳电荷，水PH值为中性或碱性的污水，由于阴离子聚丙烯酰胺分子链中含有一定量极性基能吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥形成大的絮凝物。
常见的絮凝剂种类介绍
常见的絮凝剂种类介绍水处理的方法有多种，如吸附、化学氧化、电渗析、生化和离子交换等，作为历史最悠久的水处理方法之一，絮凝沉淀法是一种较为有效且成本较低的预处理方法。
如今，它已经被广泛应用于国内外的水处理领域。
絮凝沉淀法的原理是向水中添加絮凝剂，使悬浮颗粒和胶体凝聚成较大的颗粒，从而实现水质的净化和分离。
这种方法简单、高效，投资成本也较低，因此越来越受到广泛关注和重视。
絮凝剂的种类繁多，根据其化学成分的不同，可以分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂。
1、无机絮凝剂无机絮凝剂主要包括金属盐类絮凝剂、单一型无机絮凝剂和复合型无机絮凝剂。
无机絮凝剂价格便宜，主要有铝盐和铁盐两大体系，铝盐絮凝剂处理污水所产生的污泥作为肥料应用于农业时，使土壤中铝含量升高从而出现铝害，另外也不利于人的健康，由于AI3+的摄入，引起铝性贫血、铝性胃病和铝性脑病，目前日益增多的老年痴呆症即是铝性脑病的一种。
铁盐絮凝剂不仅有很强的腐蚀性，限制了所用设备，而且容易残留铁离子，被处理后的水带有颜色，影响水质。
2、有机絮凝剂有机絮凝剂用于污水处理始于20世纪50年代末，由于分子上的链节与水中胶体微粒有极强的吸附作用，絮凝架桥能力较强，因此絮凝性能优异。
有机高分子絮凝剂大致分为天然高分子絮凝剂和合成高分子絮凝剂，合成有机高分子絮凝剂根据分子结构中亲水基团、吸附基团、带点基团的种类不同可分为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性离子型。
阴离子型聚合物可带一COO一、一NH一、一OH、一SO3一等亲水基团，并具有链状、环状等多种结构,对负电胶体有较强的吸附作用，有利于污染物进入絮体。
在实际应用中，由于胶体和悬浮颗粒多带负电荷，常使用阳离子中和颗粒所带电荷，所以，国内外对合成有机高分子絮凝剂逐步向阳离子型高分子絮凝剂转化，主要是聚丙烯酰胺等。
有机高分子絮凝剂絮凝速度快、用量少、浮渣产量少，常用于污水处理。
3、微生物絮凝剂微生物絮凝剂(MBF)是利用生物技术，通过生物发酵、抽提、精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、无毒、高效、廉价的水处理剂。
化学絮凝剂分类（含阴阳离子絮凝剂）
无机絮凝剂按其分子量的大小可分为低分子絮凝剂和高分子絮凝剂两大类。
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、聚合铁类絮凝剂和活性硅酸类絮凝剂以及复合絮凝剂四大类。
(1)聚合铝类絮凝剂（如聚合氯化铝，硫酸铝等）聚合铝水解产生高价离子,形成各种类型的羟基多核络合物。
它们通过羰基式桥联作用,处于亚稳定状态。
而ＯＨ-与Ａｌ3+的比值[2](一般称盐基度或碱基度)对絮凝效果影响很大。
通常盐基度越高,絮凝效果越强,但过高则本身易生成难溶的氢氧化铝沉淀,导致絮凝效果降低。
研究表明,盐基度在7 5%-85%时最佳,此时絮凝体产生快,颗粒大而重,沉淀性能好。
聚合铝具有投药量少、沉降速度快、颗粒密实、除浊、除色效果明显等特点。
在工业水处理中得到广泛的应用[3]。
值得注意的是铝,尤其是活性铝,毒性较大,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,这在一定程度上限制了聚合铝的使用。
通过改善混凝反应条件,延长慢速混凝时间,能有效降低水中铝的含量。
(2)聚合铁类絮凝剂（如聚合硫酸铁等）聚合铁是另一新型无机絮凝剂,絮凝机理与聚合铝类似。
其主要类型有聚硫酸铁、聚氯化铁、聚氯化硫酸铁等等。
聚氯化硫酸铁除具有铝盐类无机高分子絮凝剂特点外,还具有价格低、ｐＨ值适用范围宽等特点。
但是总体来说,聚合铁需要较低的盐基度,一般须将ＯＨ-/Ｆｅ3+比值控制在8%～1 5%。
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。
且聚合铁产品稳定性差,聚合几个小时至一周内即转向沉淀,絮凝效果降低,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[4],在国内外引起足够重视。
有机高分子絮凝剂的种类和性质介绍
有机高分子絮凝剂的种类和性质介绍2020年6月15日有机高分子絮凝剂出现于20世纪50年代，它们应用前途广阔，发展非常迅速。
已用于给水净化，水/油体系破乳，含油废水处理，废水再资源化及污泥脱水等方面;还可用作油田开发过程的泥浆处理剂，选择性堵水剂，注水增稠剂，纺织印染过程的柔软剂，静电防止剂及通用的杀菌、消毒剂等。
有机高分子高效絮凝剂有天然高分子和合成高分子两大类。
从化学结构上可以分为以下3种类型：(1)聚胺型-低分子量阳离子型电解质;(2)季铵型-分子量变化范围大，并具有较高的阳离子性;(3)高效絮凝剂丙烯酰胺的共聚物-分子量较高，可以几十万到几百万、几千万，均以乳状或粉状的剂型出售，使用上较不方便，但絮凝性能好。
根据含有不同的官能团离解后粒子的带电情况可以分为阳离子型、阴离子型、非离子型3大类。
有机高分子絮凝剂大分子中可以带-COO-、-NH-、-SO3、-OH等亲水基团，具有链状、环状等多种结构。
因其活性基团多，分子量高，具有用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体容易分离，除油及除悬浮物效果好等特点，在处理炼油废水，其它工业废水，高悬浮物废水及固液分离中阳离子型絮凝剂有着广泛的用途。
特别是丙烯酰胺系列有机高分子絮凝剂以其分子量高，絮凝架桥能力强而显示出在水处理中的优越性。
非离子型有机高分子絮凝剂：非离子型有机高分子絮凝剂主要是聚丙烯酰胺。
它由丙烯酰胺聚合而得。
阴离子型有机高分子絮凝剂：(1)阴离子型有机高分子絮凝剂主要有聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸钙以及聚丙烯酰胺的加碱水解物等聚合物。
(2)丙烯酰胺和苯乙烯磺酸盐、木质磺酸盐、丙烯酸、甲基丙烯酸等共聚物。
阳离子型有机高分子絮凝剂：1、季铵化的聚丙烯酰胺：季铵化的聚丙烯酰胺阳离子均是将-NH2经过羟甲基化和季铵化而得，可以分为聚丙烯酰胺阳离子化和阳离子化丙烯酰胺聚合。
(1)由聚丙烯酰胺季铵化：聚丙烯酰胺(PAM)先与甲醛水溶液反应，酰胺基部分羟甲基化，其次与仲胺反应进行烷胺基化，然后与盐酸或胺基化试剂反应使叔胺季铵化。
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天然有机高分子絮凝剂
随着石油产品价格不断上涨,天然有机高分子絮凝剂因其原料来源广泛、价格低廉、易于生物降解等特点显示了良好的应用前景。
近年来天然有机高分子絮凝剂的研究开发有不少进展。
碳水化合物类
碳水化合物类物质广泛存在于植物中,自然界中天然碳水化合物年产量达5000亿ｔ,包括淀粉、纤维素、半纤维素、木素和单宁等。
这类天然高分子化合物含有各种活性基团,表现出较活泼的化学性质,通过羟基的酯化、醚化、氧化、交联、接枝共聚等化学改性,其活性基团大大增加。
聚合物呈枝化结构,分散絮凝基团对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉与促沉作用。
壳聚糖、甲壳素类
甲壳素是自然界含量仅次于纤维素的第二大天然有机高分子化合物,壳聚糖则是甲壳素脱乙酰化的产物。
甲壳素一般由虾、蟹壳经酸浸、碱煮,分别脱去碳酸钙与蛋白质后分离得到。
由于这类物
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质分子中均含有酰氨基、氨基和羟基,因此具有絮凝、吸附等功能。
壳聚糖是线性聚胺,当它在酸性介质中溶解后,随着氨基的质子化,表现出阳离子聚电解质的性质,不仅对重金属有螯合吸附作用，还可有效吸附水中带负电荷微细颗粒,已有用于ＨＣｌ、Ｈ2ＳＯ4、多氯联苯(ＰＣＢ)、染料以及某些农药吸附等的报道。
其中作为高分子絮凝剂最大优势是对食品加工水的处理,壳聚糖可使各种食品加工废水的固形物减少70%～98%。
微生物絮凝剂类
微生物絮凝剂是利用生物技术,通过微生物的发酵、抽提、精制而得到的,是一种无毒的生物高分子化合物,包括机能性蛋白质或机能性多糖类物质。
微生物絮凝剂可广泛用于畜产废水、粪尿废水的处理以及砖厂生产废水和纸浆废水、染料废水等的处理。
为了将微生物絮凝剂更广泛地应用到实际中,价格低廉的培养基研究显得十分重要。
Ｋｕｒａｎｅ研究发现培养基中增加1%的乙醇时,可大大提高絮凝剂的活性。
此外,利用大豆饼作为培养基的有机氮源,可使成本下降为原来的1/3;利用水产加工废水不仅提高絮凝活性,缩短培养时间,同时成本也大大降低,是酵母浸液的1/4;采用连续培养,生产周期缩
本文由提供短为间歇培养时的2/5等。