有機高分子絮凝劑在污泥脫水中的應用

尹奮平 烏蘭 吳尚 苑沛霖（西北民族大學化工學院，甘肅 蘭州 730030）

為了謀求更長遠的發展，全球提倡綠色生產和發展，人們生活以及工業生產所產生的廢水中，含有大量對環境產生污染的成分，在處理過程中會產生大量污泥，污泥中所含有的成分較為復雜，主要是帶負電荷的粒子群，水分含量較高，由此，為了減少污泥對環境的污染，對其進行脫水處理是必然選擇，以此來分離其中含水量，降低污泥整體的質量，為后續處理奠定基礎[1]。污泥脫水過程中，主要是提升污泥的脫水性能，而在目前所有的污泥脫水處理方法中，絮凝劑由其經濟實惠、效果可觀的優點，被廣泛應用。但是隨著社會的進步和發展，污泥中有機成分逐漸增加，對污泥脫水處理造成了嚴重的影響，以往的脫水處理方法已經難以有效解決此類問題，對有機高分子絮凝劑的研究，成為提升污泥脫水性能的必然選擇。

1 制約污泥脫水性能的因素

傳統的污泥脫水方法是采用陽離子絮凝劑，在實踐應用中取得了較好的成效，但是隨著工業以及人們生活水平的提升，污泥中有機成分含量逐漸增加，常傳統的陽離子絮凝劑難以滿足污泥脫水需求，對污泥脫水處理產生了深遠的影響。相較于傳統單一陽離子絮凝劑而言，有機高分子絮凝劑對污泥脫水性能影響較大，所起到的效果較為顯著，絮凝劑用量，內部含有的分子量、酸堿值以及陰陽離子度對污泥脫水性能好壞有著突出的影響。針對絮凝劑在污泥脫水中的應用研究成果較多，多數學者認為絮凝劑應維持在適量的程度，絮凝劑量少，脫水效果不夠突出，過多將造成污泥分子過于分散，難以形成結實的整體，達不到預期的脫水性能。目前國內外對于污泥脫水的利弊研究較多，但是針對不同污泥處理方法所取得的效果研究較少，其中絮凝劑的種類，內部含有分子量、陰陽離子度以及酸堿值是絮凝劑脫水性能主要考慮問題。

2 有機高分子絮凝劑的種類以及在污泥脫水中的應用

2.1 天然高分子絮凝劑

有機高分子絮凝劑在污泥脫水處理中，一般分為天然高分子絮凝劑以及合成高分子絮凝劑[2]。天然高分子絮凝劑在實際應用中沒有合成高分子絮凝劑效果突出，其中主要包含的成分有纖維素、植物含膠、蛋白質以及各種無機成分，針對有機高分子絮凝劑的研究，符合全球提倡的綠色生產和發展，謀求更長遠的利益需求，同時為無毒副作用的天然絮凝劑研究奠定了基礎。天然高分子絮凝劑中纖維素接枝共聚物以及淀粉衍生物成為主流研究方向。國外針對無毒的綠色絮凝劑理論研究較多，多數學者認為通過高錳酸鉀的引發作用，能夠促使淀粉等類似成分同氨基甲醇產生反應，進而形成一種天然高分子絮凝劑，對于自然材料的應用效率高，成本較低，并且加工技術簡單，無需過長的生產時間，能夠適應絕大多數的污泥脫水處理，應用前景廣泛。

2.2 合成高分子絮凝劑

合成高分子絮凝劑由于自身含有成分較多，可以分為不同的類型，主要有陰、陽離子型、兩性型以及非離子型，還擁有同無機絮凝劑混合的復合型，其中陽離子型污泥脫水性能較好，其他的陰離子型等污泥脫水性能較差，難以取得可觀的成效。陽離子型由于自身含有大量的帶負電荷離子，能夠中和其他負電荷，將污泥絮凝脫水，因其良好的脫水性能，受到了工廠廢水處理的廣泛應用。但是隨著人們生活以及工業生產排放的廢水中含有大量無機成分，對污泥脫水性能的需求逐漸提升，從以往單一的陽離子絮凝劑轉變為復合型陽離子復合物。諸如陽離子纖維素衍生物，在污泥脫水處理過程中效果較為突出，其主要優點是能夠最大程度的降低生產成本，提升資源利用效率[3]。負陽離子基因結構不同，對電荷所產生的吸引能力不同，由此在脫水處理過程中，能夠有效的吸附污泥粒子。傳統的絮凝劑類型主要有粉狀以及液態，近幾年出現了水包水型陽離子乳液，此類產品主要是通過丙烯酰氧乙基在水介質中所提取的乳液，對于污泥脫水具有溶解速度快的優點，對環境不會產生污染，并且彌補了粉狀絮凝劑溶解性能差的缺點，兼具了乳液的高效溶解性能。

兩性型絮凝劑同時具有陰和陽離子的優點，對污泥粒子有著強烈的吸附架橋作用，同時分子之間相互纏繞，脫水性能更為突出。針對不同種類的污泥有著較好的過濾以及脫水性能，最終形成的污泥固體含水率低，為后續處理奠定基礎。兩性型絮凝劑是目前國內外最受主要的研究方向，含有的成分主要有亞氨基以及季氨基，陰離子基因以及含有氫的金屬離子為主，諸如含有氨基的丙烯酸鹽或者甲基丙烯酸鹽單體以及兩性復合物。相較于陽離子絮凝劑，兩性絮凝劑脫水性能更好，實際應用效果更為顯著，但由于其中包含的分子量大，在制造過程中受到技術水平的限制，導致產品生產較為困難，由此主要應用在污泥脫水處理中，并為能在其他領域中得到廣泛應用。

3 有機高分子絮凝劑在污泥脫水中的應用方法

污泥內部結構較為復雜，絮凝劑在使用過程中添加順序是否合理，對脫水性能好壞有著較為深遠的影響，國外一些發達國家在針對絮凝劑的研究中取得了較為可觀的成效，值得我國借鑒。為了提升絮凝劑對污泥處理的脫水性能，國外學者認為將陽離子聚合胺同聚丙烯酰胺按照一定的配比，能夠顯著提升污泥脫水性能。高分子絮凝劑在融入污泥后，使用脫水機進行脫水，脫水后的污泥含水量較少，成固體形狀。在針對污泥脫水處理中，多數工廠采用復合型絮凝劑，復合型絮凝劑是在單一絮凝劑基礎上產生的，由于單一絮凝劑難以應對不同種類的污泥成分，在實際應用中難以取得顯著的成效，復合絮凝劑由此誕生。復合型絮凝劑最突出的優點在于集合了大多數的絮凝劑優點，能夠應對多種多樣的污泥成分，脫水效果更好。目前常見利用絮凝劑對污泥進行脫水處理的方法較多，將聚合季銨鹽同聚丙烯酰胺按照一定比例配比，加入到污泥中；將陽離子以及丙烯酰胺分別加入污泥中。針對不同污泥成分，采取不同的脫水處理辦法，能夠有效的提升脫水效率。

4 結語

綜上所述，有機高分子絮凝劑在污泥脫水處理中效果顯著，能夠有效的降低污泥中水分含量，提升資源的利用效率，減少制造成本，提升脫水性能。近幾年，相關領域學者針對高分子絮凝劑的研究取得了較為可觀的成效，但仍然存在一些不足，有待進一步完善。與此同時，有機高分子絮凝劑的研究為綠色發展，生產對環境無污染的絮凝劑奠定了基礎，將其優點應用在其他用水以及糖類食品處理領域，對固液分離具有深遠的影響，有機高分子絮凝劑的發展呈現良好的發展前景。

[1]尹奮平，烏蘭，吳尚等.淺談廢水處理中高分子絮凝劑的應用[J].資源節約與環保，2015，02（05）:54.

[2]謝妃軍，成曉玲，余林等.高分子陽離子絮凝劑的合成及對印染廢水的應用研究[J].印染助劑，2015，12（02）:37-40.

[3]陶乃畢，張鵬，朱希祿等.高分子絮凝劑的研究進展[J].化工科技，2014，06（01）:73-76.