高分子絮凝剂

1、1有机高分子絮有机高分子絮凝剂凝剂23 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

2、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、工业废处理各种工业用水、工业废水、生活用水、生活废水时，具有水、生活用水、生活废水时，具有促进水质澄清，促进水质澄清，减少泥渣数量，滤饼便于处理，焚烧灰分少减少泥渣数量，滤饼便于处理，焚烧灰分少等优点。等优点。还是一种低成本的处理方法，得到了广泛应用，在还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。废水的一级处理中占有重要地位。研究背景研究背景4567根据有机絮凝

3、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8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

4、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。9 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

5、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

6、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。10 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。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

7、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。11 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，适于处理不同电荷离子类型肯可能不同，适于处理不同电荷的污染物，的污染物，特别对于污泥脱水，不仅有电特别对于污泥脱水，不仅有电性中和，吸附架桥作用，而且有分子间的性中和，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包裹作用

8、，使处理的污泥颗粒粗大，脱水性好。同时大，脱水性好。同时，其适用范围广，在，其适用范围广，在酸性、碱性介质中均可使用，抗盐性也较酸性、碱性介质中均可使用，抗盐性也较好。好。12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

9、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。范围。优点优点1415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必有与固体表面电荷数量相等但符号相反的多余的反离子。带电表面附近的液体中必有与固体表面电荷数量相等但符号相反的多余的反离子。带电表面和反离子构成电表面和

10、反离子构成双电层双电层。压缩双电层压缩双电层是指在胶体分散系中投加能产生高价反离子的活性电解质，通过增大溶是指在胶体分散系中投加能产生高价反离子的活性电解质，通过增大溶液中的反离子强度来减小扩散层厚度，从而使液中的反离子强度来减小扩散层厚度，从而使电位降低的过程。该过程的实质是电位降低的过程。该过程的实质是新增的反离子与扩散层内原有反离子之间的静电斥力把原有反离子程度不同地挤压新增的反离子与扩散层内原有反离子之间的静电斥力把原有反离子程度不同地挤压到吸附层中，从而使扩散层减簿。到吸附层中，从而使扩散层减簿。1617181920u有机高分子絮凝剂的官能团不同，其极性、亲水性、电有机高分子絮凝剂的

11、官能团不同，其极性、亲水性、电荷的性质及电荷的中和能力不同，对胶体颗粒的吸附和反荷的性质及电荷的中和能力不同，对胶体颗粒的吸附和反应也不同。有机高分子絮凝剂的主要官能团有应也不同。有机高分子絮凝剂的主要官能团有-COONa,-CONH2, -SO3Na, -N-（CH3）3等。等。u对带电微粒的吸附，高分子链上应有足够多的可电离基对带电微粒的吸附，高分子链上应有足够多的可电离基团。但团。但含官能团过多，电荷密度过高，絮凝效果变差，并含官能团过多，电荷密度过高，絮凝效果变差，并且絮凝剂的成本提高且絮凝剂的成本提高。 含官能团较少时，电荷密度低，絮凝效果好，成本也低。含官能团较少时，电荷密度低，絮

12、凝效果好，成本也低。但官能团过少，电荷密度过低时，对电荷的中和作用不利，但官能团过少，电荷密度过低时，对电荷的中和作用不利，影响絮凝效果。影响絮凝效果。 大分子链的几何形状也会影响絮凝效果，线性的一般效大分子链的几何形状也会影响絮凝效果，线性的一般效果好。果好。2122u悬浮液中的微粒带有不同的电荷，在絮凝过程中悬浮液中的微粒带有不同的电荷，在絮凝过程中微粒必须与絮凝剂发生吸附作用，因此，微粒必须与絮凝剂发生吸附作用，因此，当微粒表当微粒表面带有负电荷时，应使用阳离子型或非离子型絮凝面带有负电荷时，应使用阳离子型或非离子型絮凝剂，带有正电荷时，应使用阴离子型絮凝剂。剂，带有正电荷时，应使用阴离

13、子型絮凝剂。u高分子絮凝剂的效果对高分子絮凝剂的效果对悬浮液中固体粒子的含量悬浮液中固体粒子的含量有一定的要求。有一定的要求。过高，过高，线形高分子链难以均匀分布线形高分子链难以均匀分布于体系，不能与固体微粒充分接触吸附而影响絮凝于体系，不能与固体微粒充分接触吸附而影响絮凝效果；效果；过低，过低，絮凝剂分子难以捕获到微粒，难以架絮凝剂分子难以捕获到微粒，难以架桥。可以加入一定助剂如粘土、皂土、高岭土、活桥。可以加入一定助剂如粘土、皂土、高岭土、活性碳等，以提高分散体系的悬浮物浓度性碳等，以提高分散体系的悬浮物浓度。23u非离子型絮凝剂对非离子型絮凝剂对PH的敏感性不的敏感性不大，但大，但阴离子

14、型絮凝剂适用于中性阴离子型絮凝剂适用于中性至碱性至碱性的体系，而的体系，而阳离子型絮凝剂阳离子型絮凝剂则在酸性至中性条件下絮凝效果好则在酸性至中性条件下絮凝效果好。24u悬浮体系的温度对絮凝效果的影响悬浮体系的温度对絮凝效果的影响： 当当提高温度提高温度时时,将提高微粒及絮凝剂的运将提高微粒及絮凝剂的运动能力动能力,使使絮凝速度加快絮凝速度加快.但在温度但在温度高于高于70时时,絮凝剂大分子会产生水解絮凝剂大分子会产生水解,使分子链断裂使分子链断裂并造成其他性质的变化并造成其他性质的变化,从而严重影响絮凝从而严重影响絮凝的效果。的效果。25262728u使用阴离子型絮凝剂时应使用纯水或去离使用

15、阴离子型絮凝剂时应使用纯水或去离子水。子水。阴离子型絮凝剂阴离子型絮凝剂因分子上带有羧酸官因分子上带有羧酸官能团，羧基能团，羧基在碱性溶液在碱性溶液中解离度较好，酸性中解离度较好，酸性越强解离度越低，因此在酸性溶液中影响吸越强解离度越低，因此在酸性溶液中影响吸附。附。u在实际的应用中，将无机絮凝剂与高分子在实际的应用中，将无机絮凝剂与高分子絮凝剂配合使用，或将两种不同的高分子絮絮凝剂配合使用，或将两种不同的高分子絮凝剂凝剂配合使用配合使用，以提高絮凝效果。，以提高絮凝效果。29301.对于对于阴离子型阴离子型高分子絮凝剂，适用于高分子絮凝剂，适用于带带有正电荷的悬浮物有正电荷的悬浮物，也适用于，也适用于PH大大于等电点（于等电点（两性离子所带电荷因溶液的两性离子所带电荷因溶液的pH值不同值不同而改变，当两性离子正负电荷数值相等时，溶液的而改变，当两性离子正负电荷数值相等时，溶液的pH值值即为等电点即为等电点。）。）条件下的污水处理。可处理条件下的污水处理。可处理造纸、选矿、电镀、洗煤及机械工业造纸、选矿、电镀、洗煤及机械工业等行业的废水。等行业的废水。312.阳离子阳离子型絮凝剂则适用于型絮凝剂则适用于PH在等在等电点以下的电点以下的体系，即偏酸条件比体系，即偏酸条件比较适合。它在印染行业、油漆、较适合。它在印染行业、油漆