為什么混凝劑投加量最大時(shí)，效果不一定好

【專家解說】：有機(jī)絮凝劑主要分為合成高分子型和天然高分子型。其特點(diǎn)是用量少、絮凝速度快、受共存鹽類、pH 值及溫度的影響小 ,生成的污泥量小 ,且?guī)в卸喾N帶電基團(tuán) ,可為鏈狀、環(huán)狀、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu) ,利于污染物進(jìn)入絮體 ,脫色性好。 ⑴合成高分子絮凝劑 合成有機(jī)高分子絮凝劑多為水溶性聚合物 ,具有分子量大、分子鏈官能團(tuán)多的特點(diǎn)。按所帶電荷不同分為陽離子型、陰離子型、非離子型和兩性型絮(見表 1 )凝劑,實(shí)踐中使用較多的是陽離子、陰離子和非離子型聚合物。 表1.1不同類型的有機(jī)高分子絮凝劑[3] 離子類型 官能團(tuán) 絮凝劑實(shí)例 陽離子型 羧酸、- COOH -SO3 H 磺酸、 -OSO3 H 硫酸酯 聚丙烯酸、海藻酸、羧酸乙烯共聚物、聚乙烯苯磺酸 陰離子型 - NH2伯胺、- NH- R仲胺、- NR2叔胺、- NR3季胺 聚乙烯吡啶、胺與環(huán)氧氯丙烷縮聚物、聚丙烯酸胺陽離子化衍生物 非離子型 - OH羥基、- CN腈、- CONH2 聚丙烯酰胺、尿素甲醛聚合物、水溶性淀粉 ,聚氧乙烯 兩性型 同時(shí)有陰陽兩種離子官能團(tuán) 明膠、蛋白素、干乳酪等蛋白質(zhì)、改性聚丙烯酰胺 ①陽離子型高分子絮凝劑 陽離子型有機(jī)高分子絮凝劑適合于除去廢水中的有機(jī)物,pH 值適用范圍為中至強(qiáng)酸性。陽離子絮凝劑不僅可通過電荷中和、架橋脫穩(wěn)、絮凝 ,而且還可與帶負(fù)電荷的溶解物反應(yīng),生成不溶物,從而有利于沉降脫水 ,并且有脫色功能 ,對(duì)有機(jī)物和無機(jī)物都有很好的凈化作用 ,且更適合于有機(jī)物含量高的廢水,pH 值使用范圍寬,用量少,毒性也小。近年來 ,我國對(duì)此類絮凝劑的研究主要集中于聚丙烯酰胺接枝共聚物 ,烷基烯丙基氯化銨 ,聚環(huán)氧丙烷與胺的反應(yīng)產(chǎn)物三大類上 , 并已取得顯著進(jìn)展 。 ②陰離子型高分子絮凝劑 陰離子型有機(jī)高分子絮凝劑研制開發(fā)較早,技術(shù)比較成熟 ,但因應(yīng)用范圍的限制 ,有關(guān)的新產(chǎn)品研究報(bào)道較少。常用的有聚丙烯酸鈉、丙烯酰胺與丙烯酸鈉共聚物 ,聚苯乙烯磺酸鈉等。聚丙烯酰胺水解或者將丙烯酰胺與丙烯酸鹽共聚 ,都能生成陰離子型聚丙烯酰胺 ,但容易受pH值和鹽類的影響 ,在酸性介質(zhì)中羧基解離受限 ,對(duì)某些礦物的吸附活性較低。若用強(qiáng)酸性的磺酸基代替弱酸性的羧基,則可得以改善 。 ③非離子型高分子絮凝劑 這類高分子絮凝劑是在合成中不引入帶電基團(tuán)的有機(jī)高分子聚合物,重要的有聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮 ,聚乙烯基甲基醚、聚烷基酚- 環(huán)氧乙烷等。非離子型聚丙烯酰胺可通過水溶液、沉淀、反向懸浮、反向乳液、反向微乳液等聚合方法制備。傳統(tǒng)聚丙烯酰胺水溶液聚合體系粘度較大 ,產(chǎn)品分子量較低 ,固含量也不高。有人采用在聚合體系中加入分散劑聚乙二醇的方法 ,使固含量提高到20 %,聚合物分子量達(dá)到300萬以上。 ④兩性型高分子絮凝劑 以上三種離子型高分子絮凝劑因受使用范圍的限制有逐漸被水溶性兩性高分子絮凝劑所代替的趨勢(shì)。兩性型絮凝劑高分子鏈節(jié)上同時(shí)含有正、負(fù)兩種電性基團(tuán) ,適用于陰、陽離子共存的污水 ,絮凝和污泥脫水功效良好。pH 值使用范圍寬 ,抗鹽性好 ,現(xiàn)已成為國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)。與其它絮凝劑相比,兩性高分子絮凝劑在以下幾個(gè)方面表現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景: A.污泥脫水。經(jīng)過兩性高分子絮凝劑處理的污泥 ,沉淀性能好 ,且泥餅含水量少。B.去除金屬離子。因其分子中陰、陽離子基團(tuán)能與金屬離子螯合 ,在等電點(diǎn)時(shí)又可釋放 ,利用此性質(zhì)可分離回收金屬離子。C.去除中、小分子有機(jī)物質(zhì)。如色度物質(zhì)、腐殖酸類天然有機(jī)物質(zhì)以及表面活性劑等。目前國內(nèi)外已有不少用于印染廢水處理的報(bào)道。D.去除可溶性分子量低的有機(jī)物質(zhì) ,兩性新型高分子絮凝劑的陰、陽離子活性基團(tuán)能與該物質(zhì)產(chǎn)生絡(luò)合（螯合）作用達(dá)到去除目的。 ⑵天然高分子絮凝劑 天然高分子絮凝劑用量遠(yuǎn)小于合成高分子絮凝劑 ,原因是其電荷密度小 ,分子量低且易被生物降解而失去絮凝活性。天然高分子化合物含有各種活性基團(tuán) ,如羥基、酚羥基等 ,具有較活潑的化學(xué)性質(zhì)。通過羥基的酯化、醚化、氧化、交聯(lián)、接枝共聚等化學(xué)改性 ,使活性基團(tuán)大大增加 ,聚合物呈枝狀結(jié)構(gòu) ,分散了絮凝基團(tuán) ,對(duì)懸浮體系中顆粒物有更強(qiáng)的捕捉與促沉作用。天然高分子絮凝劑與合成有機(jī)高分子絮凝劑相比 ,具有原料來源豐富、選擇性大、投藥量少、安全無毒、價(jià)格低廉、可完全生物降解等顯著優(yōu)點(diǎn)。 ①淀粉衍生物絮凝劑 在眾多改性天然高分子絮凝劑中 ,改性淀粉絮凝劑的研究、開發(fā)尤為引人注目。因?yàn)榈矸蹃碓磸V、價(jià)格低廉 ,并且產(chǎn)物完全可被生物降解 ,在自然界中形成良好循環(huán)。淀粉是由許多脫水葡萄糖單元經(jīng)糖甙鍵連接而成 ,每個(gè)脫水葡萄糖單元的 2、3、6 三個(gè)位置上各有一個(gè)醇羥基 ,因此淀粉分子中存在大量活性基團(tuán) ,其衍生物由分子中葡萄糖單元上羥基與某些化學(xué)試劑在一定條件下反應(yīng)而制得。陽離子淀粉就是非常重要的淀粉衍生物之一 ,它是胺類化合物與淀粉分子的羥基在堿催化作用下反應(yīng)生成的具有氨基的醚衍生物 ,使氮原子帶正電荷。季銨型陽離子淀粉因具有陽離子性強(qiáng) ,適應(yīng) pH 范圍廣等特點(diǎn) ,成為各國學(xué)者研究的重點(diǎn)。除季銨型陽離子淀粉外 ,其它陽離子淀粉如叔胺型陽離子淀粉、交聯(lián)陽離子淀粉 ,陽離子雙醛淀粉、兩性陽離子淀粉等的合成及應(yīng)用均有報(bào)道。陽離子淀粉在工業(yè)廢水處理中是優(yōu)良的高分子絮凝劑和陰離子交換劑。近年來 ,各類淀粉與丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯腈等的接枝共聚反應(yīng)的研究和產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用 ,已經(jīng)廣泛開展。它與聚丙烯酰胺相比具有穩(wěn)定性強(qiáng)、適應(yīng)范圍廣、絮凝能力強(qiáng)等特點(diǎn)。因此 ,淀粉接枝聚丙烯酰胺類具有廣泛的應(yīng)用前景。 ②木質(zhì)素衍生物絮凝劑 木質(zhì)素是存在于植物纖維中的一種芳香族高分子 ,利用木質(zhì)素與低級(jí)脂肪醛聚合或氧化縮聚 ,可得到性能良好的絮凝劑。有文獻(xiàn)報(bào)道木質(zhì)素改性產(chǎn)品可用作含蛋白質(zhì)廢水的絮凝劑 ,而回收蛋白質(zhì)的最好去處是用作飼料 ,所以不宜用有毒物質(zhì)絮凝 ,Mckague 報(bào)道了硫酸鹽木質(zhì)素按 Mannich 反應(yīng) ,與二甲胺和甲醛作用 ,進(jìn)行甲基化和氯甲基化后 ,生成的木質(zhì)素季銨鹽衍生物可用作硫酸鹽漿廠漂白廢水的絮凝劑 ,效果顯著。我國朱建華等人利用造紙蒸煮廢液中的木質(zhì)素合成了木質(zhì)素陽離子表面活性劑 ,用其處理陽離子染料、直接染料及酸性染料廢水 ,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:這種藥劑具有良好的絮凝性能 ,對(duì)各種染料的脫色率均超過 90 % [4]。 ③甲殼素衍生物絮凝劑 甲殼素是僅次于纖維素的第二大天然有機(jī)高分子化合物 ,它是甲殼類（蝦蟹）動(dòng)物、昆蟲的外骨骼的主要成分。對(duì)甲殼素分子進(jìn)行改造 ,脫去乙?；?,得到性能良好的絮凝劑 —?dú)ぞ厶恰ぞ厶堑挠坞x氨基可接受質(zhì)子或鹽 ,在酸性水溶液中可溶解流失 ,使其應(yīng)用受限。因此 ,人們對(duì)其進(jìn)行不斷改性以提高其性能 ,所得物質(zhì)分子中均含有酰胺基及氨基、羥基 ,故具有絮凝吸附等功能。殼聚糖是一種線性聚胺 ,溶于酸性介質(zhì)后 ,隨著氨基的質(zhì)子化 ,即表現(xiàn)出陽離子聚電解質(zhì)的性質(zhì) ,不僅對(duì)重金屬具有螯合吸附作用 ,還可有效吸附水中的負(fù)電性微粒。其優(yōu)點(diǎn)是用量少、效率高、易再生。據(jù)報(bào)道 ,甲殼素多聚糖廢水凈化劑再生容易 ,用少量水洗滌后 ,在空氣中氧化 6～8h ,即可恢復(fù)吸附功能 ,可重復(fù)再生 12 次 ,老化失效后可用作燃料。我國海岸線長 ,江南湖泊眾多 ,甲殼素資源十分豐富。開發(fā)殼聚糖絮凝劑是我國水處理絮凝劑的發(fā)展方向之一 。 1.2.3微生物絮凝劑 微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生并分泌到細(xì)胞外 ,具有絮凝活性的代謝產(chǎn)物 ,主要由具有兩性多聚電解質(zhì)特性的糖蛋白、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和DNA 等生物高分子化合物 ,以及有絮凝活性的菌體等組成。因微生物絮凝劑無二次污染 ,具有使用安全、方便、絮凝效果良好以及獨(dú)特的脫色效果,適用范圍廣、絮凝活性高、易于生物降解 ,屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品 ,被稱為第三代絮凝劑, 主要類型見表2。 表2絮凝微生物 類 屬 名 稱 革蘭氏陽性菌 紅平紅球菌 ,石灰壤諾卡氏菌 ,椿象蟲諾卡氏菌 ,棒狀桿菌 革蘭氏陰性菌 協(xié)腹產(chǎn)堿桿菌 其它 土壤桿菌屬 ,厄氏菌屬 ,偽單胞菌屬 ,不動(dòng)細(xì)菌屬 ,醬油曲霉 ,暗色孢屬 ,擬青霉屬 微生物絮凝劑被廣泛用于給水或污水處理。通過其電荷性質(zhì)和高分子特性在液體介質(zhì)中起電荷中和、架橋、網(wǎng)捕、吸附等作用 ,使膠體脫穩(wěn)、絮凝、沉淀、固液分離。黃民生等人 從活性污泥中分離出能產(chǎn)生高絮凝活性物質(zhì)的微生物 ,其產(chǎn)品的凈水效果良好 ,并可使絮凝劑的總用量大大減少。鄧述波等人 利用含有糖醛酸、中性糖和氨基糖的多糖絮凝劑處理河水 ,比使用海藻酸鈉、明膠等絮凝劑產(chǎn)生的絮團(tuán)大、沉降快、上清液濁度低 ,且COD 值小。尹華等人 從石化廠活性污泥中篩選出J - 25 菌株 ,利用葡萄糖、味精廢水母液等作為培養(yǎng)液 ,制備了微生物絮凝劑LMBF-25。該絮凝劑熱穩(wěn)定性良好 ,對(duì)石化廢水有理想的處理效果 ,并能改善污泥的沉降性能。 高分子混凝劑有個(gè)最佳投加量，多了混凝效果當(dāng)然不好！