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高分子絮凝剂高分子絮凝剂12.5.1絮凝剂的絮凝剂的分类分类2.5.2高分子絮凝剂的高分子絮凝剂的作用原理作用原理2.5.3影响影响有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂絮凝絮凝效果的因素效果的因素2.5.4高分子絮凝剂的高分子絮凝剂的适用范围适用范围2 随着国民经济的迅速发展，工业与生活用水量都相应急随着国民经济的迅速发展，工业与生活用水量都相应急剧增加随之而来的问题是：各种污水皆对环境造成了极大剧增加随之而来的问题是：各种污水皆对环境造成了极大的污染对于现今水污染问题，国内外在水处理上都做了大的污染对于现今水污染问题，国内外在水处理上都做了大量的研究工作，开发了多种水处理工艺，如量的研究工作，开发了多种水处理工艺，如絮凝沉淀法，生絮凝沉淀法，生化法，离子交换法，吸附法，化学氧化法，电渗析法和污水化法，离子交换法，吸附法，化学氧化法，电渗析法和污水生态处理技术等生态处理技术等 絮凝沉淀法絮凝沉淀法是指在废水中加入一定量的絮凝剂，是指在废水中加入一定量的絮凝剂，使其进行物理化学反应，达到水体净化的目的使其进行物理化学反应，达到水体净化的目的 利用利用高分子絮凝剂高分子絮凝剂处理各种工业用水、工业废水、处理各种工业用水、工业废水、生活用水、生活废水时，具有生活用水、生活废水时，具有促进水质澄清，减少促进水质澄清，减少泥渣数量，滤饼便于处理，焚烧灰分少泥渣数量，滤饼便于处理，焚烧灰分少等优点。

还等优点还是一种低成本的处理方法，得到了广泛应用，在废是一种低成本的处理方法，得到了广泛应用，在废水的一级处理中占有重要地位水的一级处理中占有重要地位研究背景研究背景3絮凝剂的定义l絮凝絮凝：将溶液中不需要的成分通过絮状凝集方将溶液中不需要的成分通过絮状凝集方式去除的式去除的过程过程在此过程中用到的在此过程中用到的助剂助剂称为称为絮絮凝剂凝剂 l絮凝剂有不少品种，其共同特点是：絮凝剂有不少品种，其共同特点是： 能够将溶液中的悬浮微粒能够将溶液中的悬浮微粒聚集联结聚集联结形成粗大的形成粗大的絮状团粒或团块絮状团粒或团块 42.5.1絮凝剂的分类按照絮凝剂的原料来源，可分为按照絮凝剂的原料来源，可分为l无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂l微生物絮凝剂微生物絮凝剂l有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂5（1）无机高分子絮凝剂l这类絮凝剂相对于传统的无机小分子絮这类絮凝剂相对于传统的无机小分子絮凝剂（硫酸铝、氯化铁等），它不仅凝剂（硫酸铝、氯化铁等），它不仅降低了成本，而且使功效得到了提高降低了成本，而且使功效得到了提高l主要包括聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等聚主要包括聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等聚铁、聚铝以及一些复合改性的产品，铁、聚铝以及一些复合改性的产品，如聚硅铝（铁）、聚磷铝（铁）等。

如聚硅铝（铁）、聚磷铝（铁）等 6u无机高分子絮凝剂中存在无机高分子絮凝剂中存在大量多羟基络合离大量多羟基络合离子子，以，以OH- 为架桥形成多核络合离子，为架桥形成多核络合离子，能够强能够强烈吸附胶体微粒烈吸附胶体微粒，通过，通过黏附黏附、架桥架桥和和交联作用交联作用，从而从而使胶体凝聚使胶体凝聚，比无机聚合物絮凝剂有更好，比无机聚合物絮凝剂有更好的絮凝效果和能力还能的絮凝效果和能力还能中和胶体微粒及悬浮中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷物表面的电荷，降低，降低Zeta电位，使粒子的相斥电位，使粒子的相斥变为相吸，破坏胶团的稳定性，碰撞形成絮状变为相吸，破坏胶团的稳定性，碰撞形成絮状混凝沉淀混凝沉淀u也就是说，聚合物既有也就是说，聚合物既有吸附脱稳作用，又可吸附脱稳作用，又可发挥黏附、桥连以及卷扫絮凝作用发挥黏附、桥连以及卷扫絮凝作用7（2）微生物絮凝剂微生物絮凝剂主要有微生物絮凝剂主要有糖蛋白、多糖、蛋白质、糖蛋白、多糖、蛋白质、纤维素和纤维素和DNA等等，一般是利用，一般是利用生物技术生物技术通通过微生物如细菌、真菌等的过微生物如细菌、真菌等的发酵、抽提和精发酵、抽提和精制制而得到的。

而得到的它能快速絮凝各种颗粒物质，具有可生物降它能快速絮凝各种颗粒物质，具有可生物降解性，无毒，安全可靠，对环境无二次污染解性，无毒，安全可靠，对环境无二次污染8（3）有机高分子絮凝剂（OPE)l根据根据来源来源可分为：天然有机高分子絮凝剂及人可分为：天然有机高分子絮凝剂及人工合成有机高分子絮凝剂工合成有机高分子絮凝剂l l从从从从化学结构上可以分为化学结构上可以分为化学结构上可以分为化学结构上可以分为：(1)(1)聚胺型聚胺型聚胺型聚胺型- -低分子量阳离子型电解质；低分子量阳离子型电解质；低分子量阳离子型电解质；低分子量阳离子型电解质；(2)(2)季铵型季铵型季铵型季铵型- -分子量变化范围大，并具有较高的阳分子量变化范围大，并具有较高的阳分子量变化范围大，并具有较高的阳分子量变化范围大，并具有较高的阳离子性；离子性；离子性；离子性；(3)(3)丙烯酰胺的共聚物丙烯酰胺的共聚物丙烯酰胺的共聚物丙烯酰胺的共聚物- -分子量较高，可以几十万分子量较高，可以几十万分子量较高，可以几十万分子量较高，可以几十万到几百万、几千万，均以乳状或粉状的剂型出到几百万、几千万，均以乳状或粉状的剂型出到几百万、几千万，均以乳状或粉状的剂型出到几百万、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。

售，使用上较不方便，但絮凝性能好售，使用上较不方便，但絮凝性能好售，使用上较不方便，但絮凝性能好9根据有机絮凝剂根据有机絮凝剂所带基团能所带基团能否解离及解离后所带离子的否解离及解离后所带离子的电性电性可分为：可分为：阴离子型阴离子型阳离子型阳离子型非离子型非离子型两性离子型两性离子型10阴离子型高分子絮凝阴离子型高分子絮凝剂所含可电离基团剂所含可电离基团羧基羧基 (-COOM,M为氢离子或金属离子为氢离子或金属离子)磺酸基磺酸基 (-SO3H)磷酸基磷酸基 (-PO3H) 主要的品种有聚丙烯酰胺（主要的品种有聚丙烯酰胺（PAM）,聚丙烯酸钠聚丙烯酸钠（PAA），聚苯乙烯磺酸钠等聚苯乙烯磺酸钠等 如如PAA，具有较高分子量，在水中有很好的溶解，具有较高分子量，在水中有很好的溶解度，本身带电荷，可促使带有不同表面电荷的悬浮粒度，本身带电荷，可促使带有不同表面电荷的悬浮粒子凝聚；还具有活性吸附机能，能将悬浮粒子吸附于子凝聚；还具有活性吸附机能，能将悬浮粒子吸附于其表面，使悬浮粒子相互凝聚，形成大块絮凝团其表面，使悬浮粒子相互凝聚，形成大块絮凝团具具有净化、促进沉降和有利过滤等作用有净化、促进沉降和有利过滤等作用。

11 阳离子型高分子絮凝剂阳离子型高分子絮凝剂一般是通过阳离子基一般是通过阳离子基团与有机物接枝获得，常用的阳离子基团有团与有机物接枝获得，常用的阳离子基团有季铵季铵盐基，吡啶鎓离子基和喹啉鎓离子基盐基，吡啶鎓离子基和喹啉鎓离子基 主要的品种有聚二烯丙基二甲基氯化铵主要的品种有聚二烯丙基二甲基氯化铵（PDMDAAC),环氧氯丙烷与胺的反应产物、胺环氧氯丙烷与胺的反应产物、胺改性聚醚和聚乙烯吡啶等改性聚醚和聚乙烯吡啶等 其中，其中，聚二烯丙基二甲基氯化铵聚二烯丙基二甲基氯化铵是一种高效是一种高效阳离子絮凝剂，它在油田污水、含油污水和除浊阳离子絮凝剂，它在油田污水、含油污水和除浊处理中都有很好的性能，它对含色污水的处理也处理中都有很好的性能，它对含色污水的处理也有很好的效果，同时也能降低有很好的效果，同时也能降低COD值与其他阳值与其他阳离子絮凝剂相比，离子絮凝剂相比，环氧氯丙烷与胺的反应物环氧氯丙烷与胺的反应物在含在含氯分散相的分散体中不与氯化物起作用，从而不氯分散相的分散体中不与氯化物起作用，从而不会降低其絮凝效果会降低其絮凝效果12 非离子型高分子絮凝剂非离子型高分子絮凝剂，不带电荷，在水溶液，不带电荷，在水溶液中借中借质子作用质子作用产生暂时性电荷，其凝聚作用是以产生暂时性电荷，其凝聚作用是以弱氢键弱氢键结合，形成的絮体小且宜遭破坏。

主要的结合，形成的絮体小且宜遭破坏主要的品种有非离子型聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯品种有非离子型聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯（PEO）等 其中，其中，PEO是由环氧乙烷在催化剂存在下经开是由环氧乙烷在催化剂存在下经开环聚合而成，高聚合度的环聚合而成，高聚合度的PEO对水中悬浮的细小对水中悬浮的细小粒子具有絮凝作用，其分子量越高絮凝效果越好粒子具有絮凝作用，其分子量越高絮凝效果越好该化合物在用量大时表现出分散性，只有用量小该化合物在用量大时表现出分散性，只有用量小时才表现出絮凝性时才表现出絮凝性13 两性离子型高分子絮凝剂两性离子型高分子絮凝剂兼有阴、阳离兼有阴、阳离子基团的特点，在不同介质条件下，其离子基团的特点，在不同介质条件下，其离子类型肯可能不同，适于处理不同电荷的子类型肯可能不同，适于处理不同电荷的污染物，污染物，特别对于污泥脱水，不仅有电性特别对于污泥脱水，不仅有电性中和，吸附架桥作用，而且有分子间的中和，吸附架桥作用，而且有分子间的“缠绕缠绕”包裹作用，使处理的污泥颗粒粗大，包裹作用，使处理的污泥颗粒粗大，脱水性好同时脱水性好同时，其适用范围广，在酸性、，其适用范围广，在酸性、碱性介质中均可使用，抗盐性也较好。

碱性介质中均可使用，抗盐性也较好14（4）无机/有机复合絮凝剂 无机无机/有机复合絮凝剂有机复合絮凝剂,一般是将铝系、铁系、铁铝系、聚一般是将铝系、铁系、铁铝系、聚硅酸盐等无机絮凝剂与有机高分子絮凝剂硅酸盐等无机絮凝剂与有机高分子絮凝剂如甲壳素、聚丙烯如甲壳素、聚丙烯酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵酰胺、聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDMDAAC)等进行组合等进行组合提高絮凝效果，提高澄清度提高絮凝效果，提高澄清度;加快絮体形成、沉淀、过滤等过程的速度，从而提高絮凝加快絮体形成、沉淀、过滤等过程的速度，从而提高絮凝 处理能力处理能力;提高固液分离时的浓缩、过滤和离心分离效率提高固液分离时的浓缩、过滤和离心分离效率;增大絮体体积、强度和吸附活性增大絮体体积、强度和吸附活性;改善和提高污泥的可压缩性，缩小其含水量改善和提高污泥的可压缩性，缩小其含水量;降低絮凝剂用量，节省成本降低絮凝剂用量，节省成本;扩大絮凝剂的有效作用扩大絮凝剂的有效作用PH范围优优点点152.5.2 高分子絮凝剂的作用原理 在凝聚的程度上可分为在凝聚的程度上可分为凝聚凝聚和和絮凝絮凝：n 若微粒相互接触后，聚集长大并自然下沉，形成细密若微粒相互接触后，聚集长大并自然下沉，形成细密的沉淀积于底部，这种方式成为的沉淀积于底部，这种方式成为凝聚；凝聚；n 若微粒在沉降过程中，相互聚集并形成一种松散结构，若微粒在沉降过程中，相互聚集并形成一种松散结构，同时又可以夹带其他小微粒一起沉降，最终形成松散同时又可以夹带其他小微粒一起沉降，最终形成松散沉淀的过程成为沉淀的过程成为絮凝絮凝。

17高分子絮凝剂的作用一般认为有三种方式:1. 压缩双电层与电荷中和作用压缩双电层与电荷中和作用 由于水溶液中电离基团的电离、对溶液中离子基团的吸附、由于水溶液中电离基团的电离、对溶液中离子基团的吸附、介电常数的差异而造成，分散体系的颗粒表面通常是带电的，并介电常数的差异而造成，分散体系的颗粒表面通常是带电的，并在其周围形成双电层结构可通过带电的絮凝剂与带相反电荷的在其周围形成双电层结构可通过带电的絮凝剂与带相反电荷的微粒作用使电荷中和，降低微粒的双电层厚度，促使微粒间的相微粒作用使电荷中和，降低微粒的双电层厚度，促使微粒间的相互碰撞补充：双电层结构，压缩双电层补充：双电层结构，压缩双电层在两种不同物质的界面上，正负电荷分别排列成的面层在溶液中，固体表面常因在两种不同物质的界面上，正负电荷分别排列成的面层在溶液中，固体表面常因表面基团的解离或自溶液中选择性地吸附某种离子而带电由于电中性的要求，带表面基团的解离或自溶液中选择性地吸附某种离子而带电由于电中性的要求，带电表面附近的液体中。