化学信息学课程论文.doc

安徽大学化学化工学院安徽大学化学化工学院化学信息学课程论文化学信息学课程论文题题 目目 : : 高分子絮凝剂合成及在污水处理中的作用高分子絮凝剂合成及在污水处理中的作用学学 号号 : : 姓姓 名名 : : 授课教师授课教师 : : 年级专业年级专业 : : 20092009 级化学工程与工艺级化学工程与工艺联系方式联系方式 ：：电子邮箱电子邮箱 ：：- 1 -高分子絮凝剂合成及在污水处理中的作用高分子絮凝剂合成及在污水处理中的作用****（安徽大学 化学工程与工艺 合肥 230601）摘要摘要 近年来，水污染日益严重为了解决水污染问题，在污水处理方面，随着研究发现高分子絮凝剂在污水处理中占有重要地位本文着重综述了高分子絮凝剂的合成、分类、工作原理以及净水的优点现在随着科学技术的进步，新的依托高分子絮凝剂的净水方法也在探索中关键词关键词 无机高分子复合絮凝剂 有机高分子复合絮凝剂 有机无机高分子复合絮凝剂 污水处理Polymer Flocculant Synthesis and Sewage Treatment in the Role (Department of Chemical Engineering and Technology，AnHui University，He fei，230601)Abstract In recent years, the increasingly serious water pollution. In order to solve the problem of water pollution, in sewage treatment, as the study found in polymeric flocculants in wastewater treatment plays an important role in. This paper summarized the high polymer flocculant synthesis, classification, working principle and the advantages of water purification. Now, with the progress of science and technology, the new way that relying on polymer flocculant in water purification method under exploration.Keywords Inorganic polymer flocculatants Organic polymer flocculantsOrganic inorganic polymer compound flocculating agent Sewage treatment1 1 前言前言水是生命的源泉。

水资源的重要性对我们来说不言而喻，然而随着工业的发展和生活的进步，水资源受到污染程度也在日益严重生活污水和工业污水的任意排放，已使我们的淡水资源困乏我们不得不考虑污水处理的问题在污水处理中，国内外多采用高分子絮凝剂沉淀法1.11.1 污水分类污水分类1）按污水来源来分，污水一般分为生产污水和生活污水生产污水包括工业污水、农业污水以及医疗污水等，而生活污水就是日常生活产生的污水,是指各种形式的无机物和有机物的复杂混合物2）按污水的性质来分，水的污染有两类：一类是自然污染；另一类是人为污染当前对水体危害较大的是人为污染1.21.2 高分子絮凝剂高分子絮凝剂高分子絮凝剂性能优良, 特点主要体现在以下几个方面: 1.分子量高, 产品性能稳定； 2.吸附架桥能力强； 3.具有多种官能团, 絮凝效果好, 使用范围广；4.投药量少, 产生的污泥量少, 投药量一般为无机混凝剂的1/ 10；5.形成的絮体大而密实, 便于与水分离；6.处理后污泥中的絮凝剂残留物可以随污泥焚烧掉, 不会造成二次污染在污水处理中，高分子絮凝剂优点，得到日愈广泛的应用其新产品的不断问世，产品类型、规格更加齐全，功能也逐步多样化。

新产品不仅- 1 -具有一般普通有机高分子絮凝剂的吸附架桥絮凝悬浮物的功能，而且具有电性中和和带特殊表面活性作用的破乳除油功能，使有机高分子絮凝剂从单纯的污水处理达标回注与回用发展到达标外排的程度，具有更加广阔的应用前景2 2 国内外关于絮凝剂的情况国内外关于絮凝剂的情况有机高分子絮凝剂出现于本世纪五十年代中期,是美国Dow公司开发的, 商品名为Separan, 用于铀矿的沥取六十年代中, 高分子絮凝剂逐渐发展成系列品种, 应用迅速扩大, 如水处理、环境保护、冶金选矿以及在各工业生产中的澄清、过滤等固一液分离过程[1]在国内外给水、污水处理及污泥脱水中, 主要使用的絮凝剂无机高分子絮凝剂、有机高分子絮凝剂 以及有机无机高分子复合絮凝剂我国水处理中使用的高分子絮凝剂的类型有: 1.聚丙烯酰胺, 主要用于给水处理、污水处理、污泥脱水;2.聚胺,主要用于给水处理;3.聚二烯丙基二甲基氯化铵, 主要用于工业废水; 4.双氰胺甲醛树脂, 主要用于工业废水在污水处理中,由于污水来源于各种行业,水质复杂,任何种类单一絮凝剂很难絮凝完全, 因此,复合型高分子絮凝剂应运而生.复合型高分子絮凝剂由多种物质共聚而成, 分子结构中具有多种官能团, 可以处理水中不同性质的胶体物质。

比如河南油田选用了复合高分子絮凝剂, 对乳化严重、油水密度小、分离沉降慢、高含油、高浊度的稠油污水进行处理,可以达到回注水质标准[2]3 3 絮凝剂工作原理絮凝剂工作原理絮凝沉淀法是选用无机絮凝剂（如硫酸铝）和有机阴离子型絮凝剂聚丙烯酰铵（PAM）配制成水溶液加入废水中，便会产生压缩双电层，使废水中的悬浮微粒失去稳定性，胶粒物相互凝聚使微粒增大，形成絮凝体、矾花絮凝体长大到一定体积后即在重力作用下脱离水相沉淀，从而去除废水中的大量悬浮物，从而达到水处理的效果为提高分离效果，可适时、适量加入助凝剂处理后的污水在色度、含铬、悬浮物含量等方面基本上可达到排放标准，可以外排或用作人工注水采油的回注水高分子絮凝剂, 总的作用是促进粒子的絮凝下沉4 4 絮凝剂的分类及合成絮凝剂的分类及合成4.14.1 无机高分子絮凝剂无机高分子絮凝剂4.1.14.1.1 改改性性的的单单阳阳离离子子无无机机 高高分分子子絮絮凝凝剂剂除常用的聚铝 、聚铁外，还有聚活性硅胶及其改性品，如聚硅铝 (铁)、聚磷铝(铁)改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力，引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力，从而改变絮凝效果，其可能的原因是：某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布，或者是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。

聚硅酸盐作为一类新型的无机高分子絮凝剂，由于同时具有电中和及吸附架桥作用，且易于制备，价格便宜，在水处理过程中被广泛应用采用硅酸钠、硫酸铁等为原料，制备了聚硅硫酸铁(PFSS)絮凝剂，并以印染废水为对象对其絮凝效果进行了研究主要考察了SiO2：浓度、Fe／Si物质的量比、聚硅酸(Ps)活化时间、聚硅酸(PS)与聚硫酸铁(PFS)聚合温度、聚合pH值等因素对产品絮凝性能的影响结果表明，在Si02浓度为1.0％、Fe／Si物质的量比为0．5、聚硅酸(Ps)活化时间为3h、聚硅酸(Ps)与聚硫酸铁(PFS)聚合温度为60℃聚合pH值为1．5条件下制备的聚硅硫酸铁对废水絮凝效果最好，浊度脱除率达到88．9%，废水的COD去除率达到80.9%[3]- 2 -4.1.24.1.2 改性的多阳离子无机絮凝剂改性的多阳离子无机絮凝剂聚合硫酸氯化铁铝 (PAFCS)在饮用水及污水处理中，有着比明矾更好的效果；在含油废水及印染废水中 PAFCS 比 PAC 的效果均优，且脱色能力也优；絮凝物比重大，絮凝速度快，易过滤，出水率高；其原料均来源于工业废渣，成本较低，适合工业水处理铝铁共聚复合絮凝剂也属这类产品，它的生产原料氯化铝和氯化铁均是廉价的传统无机絮凝剂，来源广，生产工艺简单，有利于开发应用。

铝盐和铁盐的共聚物不同于两种盐的混合物，它是一种更有效地综合了PAC 和FeCl3的优点，增强了去浊效果的絮凝剂以 AlCl3、FeSO4和双氧水为主要原料，有效制备不同特性的聚合双酸铝铁（PFASC）絮凝剂将此絮凝剂应用于不同种类和浓度的废水，探讨PFASC 净化效果，并分析其机理结果表明，PFASC 对生活污水、微污染水和焦化废水的混凝效果都优于市售 AS 和 PAC，且出水残留铝浓度较低；焦化废水处理后水质达到国家城镇污水处理厂污染物排放标准（GB18918－2002）一级 A 标准[4]4.24.2 有机高分子絮凝剂有机高分子絮凝剂4.2.14.2.1天然有机高分子絮凝剂天然有机高分子絮凝剂天然高分子壳聚糖复配而成的新型高效复合絮凝剂在不同的工业污水处理中的应用，通过试验和现场应用，确定了该壳聚糖复合絮凝剂在几种典型工业污水处理中的工艺最佳、pH和最佳处理配方，以及处理后的相关的技术经济指标结果表明该絮凝剂比传统的絮凝剂，去除率均可提高10%—20%成本下降40%--60%,且二次污染大幅减小，具有明显的经济效益和环境效益[5]4.2.24.2.2合成有机高分子絮凝剂合成有机高分子絮凝剂改变水溶液聚合配比、温度和时间等得出合成高分子絮凝剂CPF的最佳工艺条件。

并将合成的CPF絮凝剂与5种无机絮凝剂进行复配, 对生活污水进行絮凝处理, 优化出CPF与无机絮凝剂的最佳复配方案采用最佳复配方案, 进行了絮体回用效果实验, 为CPF絮凝剂在水处理中的应用提供了重要的科学依据甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵( DMC )是一种重要的阳离子单体, 它的均聚物与丙烯酰胺（AC）合成产生的共聚物聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（cationic polymeric flocculant—DMC copolymer,CPF ）是一种多功能、高活性的阳离子高分子絮凝剂在众多高分子絮凝剂中, CPF以电荷度可控、电荷分布均匀、分子量高、适用范围宽、成本低而备受瞩目; 除上述特点外, CPF还具有在水处理中用量小、絮凝速度快、产生污泥量少、处理效率高等诸多优点, 而且使用后易为环境中微生物所分解[6] 5 5 有机无机高分子复合絮凝剂有机无机高分子复合絮凝剂有机无机高分子复合絮凝剂以品种多样和性能多元化占主导地位作用机理主要与协同作用相关无机高分子成分吸附杂质和悬浮微粒,使形成颗粒并逐渐增大 ;而有机高分子成分通过自身的桥联作用 ,利用吸附在有机高分子上的活性基团产生网捕作用 ,网捕其它杂质颗粒一同下沉。

同时,无机盐的存在使污染物表面电荷中和 ,促进有机高分子的絮凝作用 ,大大提高絮凝效果我国无机高分子絮凝剂的生产和应用已取得长足进展,最具有代表性的聚合氯化铝和聚合硫酸铁的研究,已居世界前列利用自主合成的有机高分子絮凝剂与无机高分子絮凝剂聚氯化铝复配 , 得到一种新型高效复合絮凝剂应用该复合絮凝剂对印染模拟污水及实际污水进行处理结果表明 , 在一定条件下该复合絮凝剂对印染污水有良好的脱色能力, 具有成本低、脱色率高、沉降速度快等优点印染污水主要含有染料、浆料、染色助剂、纤维杂- 3 -质、油剂、酸、碱及无机盐等 , 且排放量大、色度高、碱度大、污染严重由于印染污水水质比较复杂, 无机单盐絮凝剂在水解絮凝过程中 , 不能形成具有优势絮凝效果的形态, 投药量大, 絮凝效果差 ; 无机高分子絮凝剂可较好地除去污水中大部分悬浮态染料, 但对水溶性染料中分子量小、不容易形成胶体的污水则难以处理 ; 而有机高分子絮凝剂对于水溶性染料等污水具有很好的脱色性能 , 但单独使用效果不够理想为此 , 本文将自制的有机絮。