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水處理技術

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廢水處理技術

污水水處理藥劑的應用和發展

  關于水處理藥劑的應用和發展水處理劑是工業用水、生活用水、廢水處理過程中必需的化學藥劑,通過使用這些化學藥劑,可使水達到國家各行業用水標準。

  1、關于水處理藥劑的應用和發展

  水處理劑是工業用水、生活用水、廢水處理過程中必需的化學藥劑,通過使用這些化學藥劑,可使水達到一定的質量要 求。它的主要作用是控制水垢和污泥的形成、減少泡沫、減少與水接觸的材料腐蝕、除去水中的懸浮固體和有毒物質、除臭 脫色、軟化水質等。目前由于世界各國用水量急劇增加,同時各種環保法規(水凈化法)相繼制定,而且要求日益嚴格,所 以對于各類高效的水處理藥劑增長很快。在我國,與日益嚴峻的水資源危機矛盾的是水處理藥劑的生產能力很低,質量也得 不到保證,所以加快我國水處理藥劑這一環保材料產業的發展迫在眉睫。水處理藥劑包括絮凝劑、緩蝕劑、阻垢劑、殺生劑、分散劑、清洗劑、預膜劑、消泡劑、脫色劑、螯合劑、除氧劑及離 子交換樹脂等。

  2、絮凝劑

  絮凝技術的關鍵是絮凝劑的選擇。絮凝劑可分為無機、有機和微生物絮凝劑。

  2.1、無機絮凝劑

  無機低分子絮凝劑有氯化鋁、硫酸鋁、硫酸鐵、氯化鐵等。其聚集速度慢,形成的絮狀物小,腐蝕性強,在水處理過程 中存在較大的問題,而逐漸被無機高分子絮凝劑所取代。無機高分子絮凝劑是在傳統鋁鹽、鐵鹽的基礎上發展起來的一種新型的水處理劑,價格較低廉,凈水效果好。聚合氯化鋁(PAC)的混凝性能好,生成的礬花大,投藥量少,效率高,沉降快,適合水質范圍較寬。主要用于飲用水和 工業給水的凈化。同時還能用于去除水中所含的鐵、錳、鉻、鉛等重金屬,以及氟化物和水中含油等,故可用于處理多種工 業廢水。聚合氯化鋁鐵(PAFC)是一種新型的無機高分子凈水劑,產品中鋁鐵二者的配比是可調的,以適應不同水質的需求,已 分別在石化、鋼鐵、煤炭工業等廢水的凈化處理中得到應用。結果表明,該藥劑質優、價廉,是一種新型、高效、穩定的凈 水劑,具有廣泛的應用前景。有人通過實驗比較得出PAFC的凈水效果稍好于PAC,但PAFC加藥成本比PAC多得多。聚合硫酸鐵具有良好的絮凝和吸附作用,廣泛應用于原水,飲用水、自來水、工業用水、工業廢水及生活污水的處理。 聚合硫酸鋁(PAS)是一種使用最廣的混凝劑,主要用于飲用水和工業用水的凈化處理。但是,無機高分子絮凝劑的相對分子質量和粒度以及絮凝架橋能力仍比有機絮凝劑差很多,且存在對進一步水解反應的 不穩定性問題。

  2.2有機高分子絮凝劑

  與無機絮凝劑相比,合成有機高分子絮凝劑用量少,絮凝速度快,受共存鹽類、介質pH及環境溫度影響小,生成污泥 量也少;而且有機高分子絮凝劑分子可帶—COO、—NH—、SO3、—OH等親電基團,可具鏈狀、環狀等多種結構,利于污染物 進入絮體,脫色性好。一般有機絮凝劑的色度去除較無機絮凝劑高20%左右.目前應用較為廣泛的是聚丙烯酰胺類。它能適 應多種絮凝對象,用量少,效率高,生成的泥渣少,后處理容易。常與其它無機絮凝劑復配,如與氯化鋁的復配使用。但合成高分子絮凝劑其單體或水解、降解產物常常有毒,如聚丙烯酰胺(PAM)的單體,有神經毒性和致畸、致癌、致突 變的“三致”效應。

  2.3微生物絮凝劑

  微生物絮凝劑是利用生物技術,從微生物或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、高效、能自然降解的新型水處理劑 ,至今發現具有絮凝性的微生物已超過17種,包括霉菌、細菌、放線菌和酵母菌等。它分為:

  (1)直接利用微生物細胞的絮凝劑,如某些細菌、霉菌、放線菌和酵母,他們大量存在于土壤、活性污泥和沉積物中;

  (2)利用微生物細胞壁提取物的絮凝劑,如酵母細胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質和N-乙酰葡萄糖胺等成分;

  (3)利用微生物細胞代謝產物的絮凝劑,微生物細胞分泌到細胞外的代謝產物是細胞的莢膜和粘液質,除水外,其主要 成分為多糖及少量多肽、蛋白質、脂類及其復合物。其中多糖在某種程度上可用做絮凝劑。迄今為止,發現的絮凝效果最好的微生物絮凝劑是紅平諾卡氏菌NOC-1。可用于畜產廢水處理,膨脹污泥的沉降及紙漿 廢水(黑液)顏料廢水等有色廢水的脫色,效果顯著。 雖然,對微生物絮凝劑的研究屢有報道,但大多處于實驗室研究階段,未走向工業應用。我國這方面的起步較晚,目前 的研究僅限于菌種篩選。 上海大學環境科學系在污水處理廠的回流污泥及底泥中分離,篩選出3株絮凝劑產生菌.該菌株所產培養液可使土壤懸液 濁度去除率達99%以上,使堿性染料廢水COD去除率為70%左右,色度去除為92%左右。

  目前,絮凝劑正向價廉實用、無毒高效的方向發展。有機高分子絮凝劑將逐漸取代目前被廣泛使用的無機絮凝劑,另一 方面,微生物絮凝劑具有使用穩定性、安全性、高效性及低耗性。是當今最具發展前途的絮凝之一。所以,未來的發展不僅 要開發新型廉價高效的有機高分子絮凝劑,還要研究微生物絮凝劑與其他絮凝劑的配合使用。已有試驗表明,二者配合使用 ,可以互補,不僅可以提高絮凝效率,而且還可降低投加量。

  3、殺生劑

  殺生劑是在循環冷卻水系統中,用以殺死微生物(菌藻)以阻止其大量繁殖致使冷卻水系統中的金屬設備發生腐蝕及事 故,影響正常運行的水處理藥劑。根據殺生機制分為氧化性殺生劑和非氧化性殺生劑。

  4、水處理藥劑的發展方向

  4.1專用水處理藥劑的開發

  為了滿足不同廢水系統(如造紙廢水、印染廢水、食品加工廢水等)的需要,專用性強,針對某一類化學物質的品種的研 制與開發勢在必行。

  4.2多功能水處理藥劑的開發

  多功能水處理劑是水處理藥劑研究的一個重要方面,這類新型水處理技術的出現,將開拓水處理劑的生產和應用范圍, 對化學法處理工業水的發展有重大的促進作用。這方面的研究主要有:緩蝕-阻垢劑、絮凝-緩蝕劑、絮凝-殺菌劑、絮凝-殺菌-緩蝕劑、絮凝-緩蝕-阻垢劑等。

  4.3綠色水處理藥劑的發展

  水處理藥劑綠色化發展中,無毒、無害、易生物降解都是方向。最典型的綠色水處理藥劑是近年來國內外開發的分散阻 垢劑聚天冬氨酸(PASP)。PASP是合成的一種生物高分子。有良好的生物相溶性和可生物降解性。毒理學的研究揭示出聚天 冬氨酸(PASP)無毒、無敏感或無突變的效果。

  4.4高性價比的水處理藥劑的開發

  目前高性能的藥劑價格普遍偏高,可通過尋找價廉易得的原料研制出高性能產品,也可通過加強對復配技術的研究,即 添加廉價輔助劑,減少藥劑的實際用量,同時保持凈水效能而達降低成本的目的。

 

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