淺談絮凝劑對重金屬廢水處理的研究與應用

摘 要:針對傳統(tǒng)的廢水處理不能滿足現(xiàn)代社會的需要，以及可持續(xù)發(fā)展的要求的問題。絮凝劑的產生改變了這一現(xiàn)狀，全球各國都在積極探索絮凝劑的研發(fā)與應用。本文主要是介紹絮凝劑在重金屬廢水處理中應用應該要注意的一些問題，及其內部的作用機理，為絮凝劑在廢水處理中的研究與應用做出一點貢獻。

關鍵詞:絮凝劑 重金屬 作用機理

中圖分類號:X78文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2012)06(c)-0110-01

近年來，廢水的產生越來越多，這些廢水中含有的雜質成分比較多，重金屬成分的含量也比較大，如果處理不當輕則會造成環(huán)境的污染，重則會直接或間接的給人們的生命健康構成威脅。絮凝劑的產生使這個問題得到了解決，本文就是主要針對絮凝劑在重金屬廢水處理的應用做出研究，說明絮凝劑的作用機理和實際操作中應該注意的影響因素。

1 絮凝劑的種類和特點

絮凝劑是一類化學混合物的統(tǒng)稱，這類混合物能夠將液體中得懸浮、溶解和溶膠狀態(tài)的物質通過化學反應，凝聚成沉淀顆粒沉淀下來，達到分離的目的，具有這類作用的化學混合物統(tǒng)稱為絮凝劑，它是混凝劑大類中的一種[1]。

廢水處理出來水質量的好壞，絮凝劑是關鍵，根據化學混合物成分的不同絮凝劑可以分為3類:有機、無機和微生物[2]。

1.1 無機絮凝劑

無機絮凝劑根據內部分子材料的不同又可以劃分為以下幾種。

(1)低分子無機凝絮劑。這類絮凝劑制造工藝比較簡單，在廢水處理中需求量比較大，這類絮凝劑由化學無機成分組成，增加凝結固體相互直接的碰撞，加速廢水中得雜質的沉淀。

(2)高分子無機凝絮劑。由于低分子無機凝絮劑自身處理過程中，存在自身的殘留物較多的問題，現(xiàn)在處理要求比較高的地方都開始應用高分子無機凝絮劑，這類絮凝劑又稱為二代無機絮凝劑。

(3)復合高分子無機凝絮劑。上面所講的高分子無機凝絮劑通常只是針對一種金屬成分來進行凝聚處理。復合高分子無機凝絮劑是指可以對多種金屬成分都能進行處理的復合高分子無機凝絮劑。

1.2 有機高分子絮凝劑

有機高分子絮凝劑又稱為有機聚電解質，根據生成原理的不同有機高分子絮凝劑可以分為天然和合成兩類。

(1)天然有機高分子絮凝劑。這類絮凝劑產生于生物體內或自然存在的，需要進行化學處理高分子化合物，這類化合物成本比較低廉，容易分解，來源比較廣。

(2)合成有機高分子絮凝劑。這類凝絮劑是目前市場上最多的，它采用化學手段進行高分子復合，針對性比較強，效果比較顯著，但是殘留物比較難于分解，容易造成環(huán)境污染。

1.3 微生物絮凝劑

這類絮凝劑采用生物醫(yī)學技術，利用細菌、真菌和其他微生物的微生物體內或其分泌物中進行提純加工，產生的新的高效、安全、自然降解的水處理絮凝劑。與傳統(tǒng)的無機和有機絮凝劑相比，不僅能夠使水中的雜質或膠體進行凝固沉淀的一般特點，還具有無污染，降解能力快，繁殖代謝能力快的特殊有點，這是近年來絮凝劑發(fā)展的新方向。

2 絮凝劑的作用機理

2.1 絮凝狀態(tài)

絮凝劑根據其內部的分子材料的不同，它們在廢水處理過程中的絮凝狀態(tài)也都不同，由于它們的凝聚機理的不同可以將絮凝狀態(tài)分為三類[3]。

(1)凝結。加入無機絮凝劑例如石灰和明礬后，絮凝劑在水中溶解后，無機分子會消除金屬成分表面的電荷，這樣會促使水中的雜質和無機成分顆粒凝結成塊。

(2)凝聚。這種狀態(tài)的機理是利用大分子的橋鍵作用，將大分子顆粒、雜質顆粒和兩者的凝結體通過橋鍵組成一個網狀的聚合體。

(3)團聚。是指高分子微粒和雜質在水中的溶解物通過絮凝劑的作用相互抱團成為一起的現(xiàn)象，這種狀態(tài)形成的沉淀物的顆粒比較大。

2.2 絮凝作用機理

絮凝是指分子微粒和小的固體懸浮物及膠體顆粒聚合成沉淀物的過程，凝聚是指水膠體是壓縮分子的電荷層和損失穩(wěn)定的過程中，這一過程需要添加絮凝劑產生溶解電離子中和水膠體顆粒，然后相互形成開始的絮凝微顆粒沉淀物[4]。

3 絮凝劑在重金屬廢水處理的應用

3.1 重金屬廢水處理凝聚機理

就重金屬廢水處理中的凝聚狀況來講，根據不同絮凝劑的添加，在水中的凝聚原理有所不同，主要可以分為以下幾種。

(1)雙電層壓縮機理。通常情況下，水中的溶解物和金屬成分相互之間是穩(wěn)定的。加入絮凝劑后，微粒間的吸引力和排斥力出現(xiàn)不平衡，這時微粒就會出現(xiàn)結合聚集，達到沉淀的目的。

(2)電中和機理。這種機理主要是針對PH值不是中性的廢水，針對廢水金屬成分的電荷情況，加入相反成分的絮凝劑，導致他們相互吸引產生電中性，從而達到沉淀的目的。

(3)吸附架橋機理。這種機理主要利用高分子材料的吸附作用，使膠體吸附于高分子上形成沉淀物的目的。

(4)沉淀物網鋪和卷掃機理。向水中加入大量的大分子物質，使其產生沉淀物，在下降的過程中，沉淀物會將水中雜物一起沉下去達到凈化的目的。

這幾種機理在實際的應用中往往都是結合起來應用，或者是以某一種或兩種為主的應用，這樣才能更好地達到凈化的目的。

3.2 絮凝劑應用的影響因素

在實際的應用中，要得到很好的凈化效果的話，需要考慮多方面的因素，結合實際的工程，我們主要考慮以下幾點因素。

(1)水溫。這點我們應該很容易理解，如果絮凝劑采用的是有機或微生物絮凝劑的話，溫度高的話，微生物的代謝加快，繁殖速度加快，所以凈化的速度和效果都會有明顯的改善。

(2)PH值。PH值很重要，如果我們添加的絮凝劑的種類與該值不符，不僅不能達到凈化的目的，而且會增加下一次凈化的難度。在大規(guī)模使用前，一定要對廢水的PH值進行取樣測試，取樣要均勻準確。

(3)重金屬的成分和含量。對廢水進行這樣的測試，是為了將水中的重金屬準確地去除，盡量不添加新的污染物，這樣可以有針對地加入絮凝劑并確定絮凝劑加入多少量。做到有的放矢，這樣才能更好地達到凈化的目的。

(4)水力條件。水力條件主要是影響沉淀物能不能凝聚以及沉淀物大小的問題。如果水流速度過快，還沒有形成沉淀物，這部分水就流走了，達不到沉淀的目的，如果水流速度過慢，會導致絮凝劑添加量偏大，水中加入額外的殘留物，降低效率。

4 結語

絮凝劑在廢水處理中的重要性日益凸顯，本文對絮凝劑的種類和作用機理做出了介紹，并結合實際工程中的操作，給出了影響絮凝劑效果的幾個重要因素。積極探索絮凝劑在重金屬處理中得應用。

參考文獻

[1]郭帥.微生物絮凝劑的研制及其對染料和重金屬廢水的處理研究[D].湖南大學，2008:1～23.

[2]戴玉芬.重金屬螯合劑對水體中重金屬離子的去除性能研究[D].南昌航空大學，2007:3～16.

[3]于明泉，常青.高分子重金屬絮凝劑在水處理中應用的研究[J].凈水技術，2004，23(2):1～3.

[4]宋京津，李科林.微生物絮凝劑處理重金屬廢水及貴金屬回收的研究進展[J].消費導刊，2011(6):130～131.