高分子絮凝劑

關于高分子絮凝劑自然界很少有絕對純凈的物質(zhì)，通常物質(zhì)都是以混合的形態(tài)存在的，由兩種或兩種以上的物質(zhì)混合而成的體系通稱為分散體系，分散體系類型很多，在液—固分散體系中常要使固體分散相從分散介質(zhì)中分離出來，如污水處理。第2頁,共25頁，2024年2月25日，星期天一個球形粒子受重力的作用，在靜止的液體中進行自然沉降時，其沉降速度與粒子直徑的平方成正比。一般直徑小于100μ的細小粒子，其自然沉降速度是極其緩慢的。實際上完全靠重力的作用，這些微粒是不能沉降的。然而，工業(yè)廢水、生活污水及其它水懸浮體中所含的固體懸浮物都屬于難以自然沉降的膠體分散相或組分散相類物質(zhì)。因此，利用具有絮凝功能的絮凝劑進行固液分離，除去液相中的懸浮物質(zhì)，是一種極其有效的分離方法第3頁,共25頁，2024年2月25日，星期天絮凝機理基本原理：為了加速懸浮離子的沉降，必須設法破壞粒子在體系中的穩(wěn)定性，促使其碰撞，以達到增大其粒子因次的目的，這就是絮凝作用的基本原理。第4頁,共25頁，2024年2月25日，星期天高分子絮凝劑的絮凝機理：在穩(wěn)定的膠體分散體系中，一個長鏈大分子可同時吸附兩個或幾個膠粒，或是一個膠?？赏瑫r吸附兩個高分子鏈。因而可以以架橋的形式把膠粒裹集起來而聚沉。也可能是大分子鏈中的極性基團在膠粒表面上進行無規(guī)則吸附而使膠體聚沉。第5頁,共25頁，2024年2月25日，星期天a)架橋作用b)吸附第6頁,共25頁，2024年2月25日，星期天絮凝作用：凡具有架橋或表面吸附而導致分散相成絮團而沉降的過程，叫絮凝作用。高分子絮凝劑，起絮凝作用的高分子材料叫高分子絮凝劑。第7頁,共25頁，2024年2月25日，星期天高分子絮凝劑應具備的條件

①應具有水溶性：由于絮凝劑主要用于水中，為了均勻發(fā)揮絮凝作用，需要高分子絮凝劑在水中均勻分散，溶解。②應有吸附活性劑：通過活性基，使懸浮顆粒在絮凝物上附著或使反應顆粒進行聚集（絮凝化）。活性基的種類有陰離子、陽離子、非離子。第8頁,共25頁，2024年2月25日，星期天高分子絮凝劑的分類

（按水中離解后留下的活性基來分）

1、陰離子型聚合物：主要以聚丙烯酰胺結構為基礎，分子鏈中酰胺基部分水解成羧基，所以帶負電荷，但電荷密度一般較低，由于分子鏈帶有負電荷，使大分子在水溶液中可以更好地伸展，從而增加了對懸浮離子的捕集或架橋作用：但如果負電荷密度過高，又會影響絮凝劑對負電荷離子的吸附，反而降低其絮凝作用，為了增加其絮凝效果，陰離子絮凝劑大多分子量很高，一般幾十，幾百，甚至幾千萬。第9頁,共25頁，2024年2月25日，星期天陰主子絮凝劑主要有：聚丙烯酸鹽：

聚丙烯酰胺：聚苯乙烯磺酸鈉：第10頁,共25頁，2024年2月25日，星期天2、陽離子絮凝劑；陰離子絮凝劑一般是在側(cè)基或支鏈上帶有正電荷的陽離子聚電解質(zhì)，例，高分子量的聚丙烯酰胺的水解產(chǎn)物。第11頁,共25頁，2024年2月25日，星期天另外，還有一類高分子主鏈上具有正電荷的陽離子聚電解質(zhì)，這類聚電解質(zhì)分子量不高，但卻有很好的絮凝作用，一般分子量在10萬以下。聚季胺鹽第12頁,共25頁，2024年2月25日，星期天由于水中懸浮的物質(zhì)大多是帶負電荷的，所以陽離子絮凝劑除了有吸附架橋作用外，還有中和電荷的作用。第13頁,共25頁，2024年2月25日，星期天3、非離子絮凝劑這類絮凝劑主要有聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯等。例，聚丙烯酰胺目前，國內(nèi)外所采用的高分子絮凝劑中，聚丙烯酰胺仍為重要產(chǎn)品，占80%左右。第14頁,共25頁，2024年2月25日，星期天高分子絮凝劑的特點

一般低分子無機鹽類混凝劑是通過電荷中和作用使膠粒碰撞而聚集沉降的。高分子絮凝劑與無機絮凝劑相比，有如下特點：用量少、效果好，適用范圍寬，所形成的絮體大、沉降快，污泥量少且易于脫水。第15頁,共25頁，2024年2月25日，星期天適應范圍：陰離子型：適用無機鹽類（帶重金屬的氫氧化物等），pH要求中性，堿性（在強堿及高溫下絮凝效果仍不降低）例，選礦、電鍍、機械、洗煤、紙漿廢水等。第16頁,共25頁，2024年2月25日，星期天陽離子型，適用有機物，pH要求強酸、中性，例，生活污水，食品加工企業(yè)下水、油脂廢水等。第17頁,共25頁，2024年2月25日，星期天非離子型：適用無機質(zhì)或無機—有機混合體系，pH要求弱酸性、弱堿性、中性（不易受pH和金屬離子的影響，尤其在酸性介質(zhì)中有效）例礦石加工等廢水。第18頁,共25頁，2024年2月25日，星期天高分子絮凝劑是水溶性線性大分子的化合物，分子量很高，長鏈分子中含有很多極性基團，分子鏈的長徑比高達103以上。因此就電荷中和或表面吸附等捕集膠體粒子的能力，一個大分子相當于幾十、幾百甚至幾千個低分子電解質(zhì)絮凝劑分子的作用，而且可以同時吸附幾個、幾十個膠體微粒以形成架橋的形態(tài)，所以更促進了膠粒的絮集和沉淀，這是低分子絮凝劑所不具備的特點。第19頁,共25頁，2024年2月25日，星期天高分子絮凝劑的分子量、分子量分布，組成結構及所帶電荷量與絮凝性能密切相關。高分子絮凝劑的分子量越大，分子鏈愈長，架橋作用愈強，絮凝效果越好，但其分子量不可太大。一般在107以下，而且分子量過大，溶解困難，大分子運動慢。吸附的粒子空間距離太遠，不易聚集，絮凝效果反而變差。分子鏈卷曲會使絮凝效果變差，相同分子量的聚合物，直鏈比支鏈絮凝效果好。第20頁,共25頁，2024年2月25日，星期天在實際使用中，對不同的水質(zhì)條件，究竟采用何種絮凝劑以及絮凝劑的最佳用量及操作條件，都要通過實驗確定。通過實驗知，為了提高絮凝效果，常常采用低分子量絮凝劑與高分子量絮凝劑并用的技術，即先加入一些低分子量絮凝劑，再加高分子量絮凝劑、效果較好。尤其是用陰離子和非離子絮凝劑時尤為重要，此外不同種類絮凝劑并用效果也較好，可發(fā)揮協(xié)同作用。第21頁,共25頁，2024年2月25日，星期天高分子絮凝劑的應用1．一般水處理中，高分子絮凝劑在水處理中占有很重要的地位，應用日益廣泛，不僅用于給水及廢水處理，而且也可用于循環(huán)水處理，除了具有除濁、脫色作用外，還可去除水中所含的高分子物質(zhì)，病毒、細菌、微生物、焦油、石油、食用油脂等有機物，表面活性劑、農(nóng)藥，含氮、磷等富營養(yǎng)物質(zhì)以及汞、鉻、鎘、鉛等金屬及放射性物質(zhì)。第22頁,共25頁，2024年2月25日，星期天2．工業(yè)廢水：尤其是造紙廢水、廢水產(chǎn)量大、類別多、水質(zhì)較復雜，但用高分子絮凝劑處理卻都能獲得較好的絮凝效果。同時還能回收部分有用物質(zhì)，如造紙廢渣制木質(zhì)素磺酸鈉，用做水泥減水劑。當前造紙廢水處理主要是經(jīng)濟問題，而不是技術問題。第23頁,共25頁，2024年2月25日，星期天3．污泥脫水，主要用在清污，如人工湖泊、護城河