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水處理藥劑的應用和發(fā)展
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藥劑，通過使用這些化學藥劑，可使水達到一定的質(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。目前由于世界各國用水量急劇增加，同時各種環(huán)保法規(guī)（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(chǎn)能力很低，質(zhì)量也得不到保證，所以加快我國水處理藥劑這一環(huán)保材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)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(tǒng)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、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(tǒng)鋁鹽、鐵鹽的基礎上發(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用。結果表明，該藥劑質(zhì)優(yōu)、價廉，是一種新型、高效、穩(wěn)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。
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(yè)用水、工業(yè)廢水及生活污水的處理。聚合硫酸鋁(PAS)是一種使用最廣的混凝劑，主要用于飲用水和工業(yè)用水的凈化處理。
聚硅酸鹽是在聚硅酸及傳統(tǒng)的鋁鹽、鐵鹽基礎上發(fā)展起來的。高度聚合的硅酸與金屬離子一起可產(chǎn)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(chǎn)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(wěn)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(wěn)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。以聚合硅酸硫酸鋁（PASS）、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(yè)廢水以及城市污水的各種流程中，現(xiàn)已成為主流絮凝劑。
但是，無機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絮凝劑差很多，且存在對進一步水解反應的不穩(wěn)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(zhì)ｐＨ及環(huán)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(huán)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(chǎn)物常常有毒，如聚丙烯酰胺(PAM)的單體，有神經(jīng)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(fā)現(xiàn)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(zhì)和N-乙酰葡萄糖胺等成分；
(3)利用微生物細胞代謝產(chǎn)物的絮凝劑，微生物細胞分泌到細胞外的代謝產(chǎn)物是細胞的莢膜和粘液質(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)的絮凝效果最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，但大多處于實驗室研究階段，未走向工業(yè)應用。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，造幣廢水及藍黑水，碳素墨水等進行的絮凝試驗表明，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。
上海大學環(huán)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(chǎn)生菌.該菌株所產(chǎn)培養(yǎng)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(fā)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(wěn)定性、安全性、高效性及低耗性。是當今最具發(fā)展前途的絮凝之一。所以，未來的發(fā)展不僅要開發(fā)新型廉價高效的微生物絮凝劑，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。
