水處理劑是工業(yè)用水、生活用水、廢水處理過程中必需的化學(xué)藥劑,通過使用這些化學(xué)藥劑,可使水達(dá)到一定的質(zhì)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(zhì)、除臭脫色、軟化水質(zhì)等。
絮凝技術(shù)的關(guān)鍵是絮凝劑的選擇。絮凝劑可分為無機(jī)、有機(jī)和微生物絮凝劑。
(一)、無機(jī)絮凝劑
無機(jī)低分子絮凝劑有聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵、聚氯化鐵等。其聚集速度慢,形成的絮狀物小,腐蝕性強(qiáng),在水處理過程中存在較大的問題,而逐漸被無機(jī)高分子絮凝劑所取代。
無機(jī)高分子絮凝劑是在傳統(tǒng)鋁鹽、鐵鹽的基礎(chǔ)上發(fā)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(zhì)范圍較寬。主要用于飲用水和工業(yè)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(yè)廢水。
聚合氯化鋁鐵(PAFC)是一種新型的無機(jī)高分子凈水劑,產(chǎn)品中鋁鐵二者的配比是可調(diào)的,以適應(yīng)不同水質(zhì)的需求,已分別在石化、鋼鐵、煤炭工業(yè)等廢水的凈化處理中得到應(yīng)用。結(jié)果表明,該藥劑質(zhì)優(yōu)、價廉,是一種新型、、穩(wěn)定的凈水劑,具有廣泛的應(yīng)用前景。有人通過實(shí)驗(yàn)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。
聚合硫酸鐵具有良好的絮凝和吸附作用,廣泛應(yīng)用于原水,飲用水、自來水、工業(yè)用水、工業(yè)廢水及生活污水的處理。聚合硫酸鋁(PAS)是一種使用廣的混凝劑,主要用于飲用水和工業(yè)用水的凈化處理。
但是,無機(jī)高分子絮凝劑的相對分子質(zhì)量和粒度以及絮凝架橋能力仍比有機(jī)絮凝劑差很多,且存在對進(jìn)一步水解反應(yīng)的不穩(wěn)定性問題。
(二)、有機(jī)高分子絮凝劑
與無機(jī)絮凝劑相比,合成有機(jī)高分子絮凝劑用量少,絮凝速度快,受共存鹽類、介質(zhì)pH及環(huán)境溫度影響小,生成污泥量也少;而且有機(jī)高分子絮凝劑分子可帶—COO、—NH—、SO3、—OH等親電基團(tuán),可具鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu),利于污染物進(jìn)入絮體,脫色性好。一般有機(jī)絮凝劑的色度去除較無機(jī)絮凝劑高20%左右.目前應(yīng)用較為廣泛的是聚丙烯酰胺類。它能適應(yīng)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(jī)絮凝劑復(fù)配,如與氯化鋁的復(fù)配使用。
(三)、微生物絮凝劑
微生物絮凝劑是利用生物技術(shù),從微生物或其分泌物提取、純化而獲得的一種安全、、能自然降解的新型水處理劑,至今發(fā)現(xiàn)具有絮凝性的微生物已超過17種,包括霉菌、細(xì)菌、放線菌和酵母菌等。它分為:
(1)直接利用微生物細(xì)胞的絮凝劑,如某些細(xì)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(xì)胞壁提取物的絮凝劑,如酵母細(xì)胞壁的葡聚糖、甘露聚糖、蛋白質(zhì)和N-乙酰葡萄糖胺等成分;
(3)利用微生物細(xì)胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑,微生物細(xì)胞分泌到細(xì)胞外的代謝產(chǎn)物是細(xì)胞的莢膜和粘液質(zhì),除水外,其主要成分為多糖及少量多肽、蛋白質(zhì)、脂類及其復(fù)合物。其中多糖在某種程度上可用做絮凝劑。
迄今為止,發(fā)現(xiàn)的絮凝效果好的微生物絮凝劑是紅平諾卡氏菌NOC-1?捎糜谛螽a(chǎn)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(shí)驗(yàn)室研究階段,未走向工業(yè)應(yīng)用。我國這方面的起步較晚,目前的研究僅限于菌種篩選。
成都生物研究所分離篩選初步獲得6株微生物絮凝劑產(chǎn)生菌,用其發(fā)酵離心上清液對造紙黑液,皮革廢水,偶氮染料廢水,硫化染料廢水,電鍍廢水,彩印制板廢水,石油化工廢水,造幣廢水及藍(lán)黑水,碳素墨水等進(jìn)行的絮凝試 驗(yàn)表明,廢水固液分離效果良好,COD去除率55%—98%,懸浮物,色度、濁度去除率90%以上。
目前,絮凝劑正向價廉實(shí)用、無毒的方向發(fā)展。有機(jī)高分子絮凝劑將逐漸取代目前被廣泛使用的無機(jī)絮凝劑,另一方面,微生物絮凝劑具有使用穩(wěn)定性、安全性、性及低耗性。是當(dāng)今具發(fā)展前途的絮凝之一。所以,未來的發(fā)展不僅要開發(fā)新型廉價的微生物絮凝劑,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(yàn)表明,二者配合使用,可以互補(bǔ), 不僅可以提高絮凝效率,而且還可降低投加量。