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。本文將對絮凝劑和殺生劑作系統地介紹。

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、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少得多。

   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。PAS是一種使用zui廣的混凝劑，主要用于飲用水和工業用水的凈化處理。

聚硅酸鹽是在聚硅酸及傳統的鋁鹽、鐵鹽基礎上發展起來的。高度聚合的硅酸與金屬離子一起可產生良好的混凝效果。通過把金屬離子的電中和能力和聚硅酸的吸附架橋能力結合在一起，使復合產物具有較強的電中和與吸附架橋作用，達到更好的凈水效果。它們的絮凝脫穩性能遠超過聚硅酸和聚金屬離子，同聚硅酸相比，不但提高了穩定性，且增加了電中和能力;同聚金屬離子相比，則增強了粘結架橋性能。聚硅氯化鋁（PASC）和硅鐵復合無機高分子絮凝劑為代表的復合無機高分子絮凝劑，成功應用在給水、工業廢水以及城市污水的各種流程中，現已成為主流絮凝劑。

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zui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。