一般說來,分子量大對架橋有利,絮凝效率高。但并不是越大越好,因為架橋過程中也發生鏈段間的重疊,從而產生一定的排斥作用。分子量過高時,這種排斥作用可能會削弱架橋作用,使絮凝效果變差。另一個是高分子的帶電狀態。高分子電解質的離解程度越大,電荷密度越高,分子就越擴展,這有利于架橋,但另一方面,倘若高分子電解質的帶電符號與微粒相同,則高分子帶電越多,越不利于它在微粒上的吸附,就越不利于架橋,因此往往存在一個最佳離解度。

[摘要]造紙工業是用水大戶,如果造紙廢水不經過處理而直接排放,勢必會造成水體的污染,如何處理造紙廢水使之達到排放要求已經成為造紙企業首要考慮的問題。介紹了用絮凝劑處理造紙廢水及其效果。

    [關鍵詞]COD;無機絮凝劑;有機絮凝劑;廢水處理

    造紙工業是我國環境污染的主要行業,2002年,全國制漿造紙工業污染排放量約占全國污染排放總量的10%以上,排放污水中的化學耗氧量COD約占全國排放總量的35.3%,居于第一位。造紙工業廢水可以分為黑液(制漿廢水)、中段廢水(包括洗漿廢水和漂白廢水)、白水(抄紙廢水)以及目前較多的廢紙再生廢水。其中黑液所含COD量最高,國內外造紙黑液的治理主要有:堿回收法(適合木漿黑液,草漿黑液堿回收存在困難)、酸析法、等離子體技術、膜分離技術、絮凝沉降法、生物化學法、氧化法;中段廢水處理方法主要有絮凝法、好氧生化法。

    混凝法適應性強、基建投資低、管理簡單,是水處理常用的方法,新型絮凝劑的不斷開發,提高了它的處理效果。重點對絮凝劑在處理制漿造紙廢水方面的應用及其作用機理做了介紹。

    1絮凝劑的分類及作用機理

    習慣上將絮凝劑分為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩大類。無機絮凝劑可分為無機鹽類絮凝劑(如硫酸鋁、硫酸亞鐵、氯化鋁等)和無機高分子絮凝劑(如聚合氯化鋁、聚合鋁鐵等),有機絮凝劑又可分為天然高分子絮凝劑(如淀粉的改性產物)和人工合成高分子絮凝劑(如陽離子聚丙烯酰胺)。

    1.1無機鹽類絮凝劑

    無機鹽類作為絮凝劑加入到水中,可以通過數種方式影響微粒的穩定性。一是提供反離子而達到壓縮雙電層厚度并降低ζ電位的作用;二是溶解各種離子與微粒表面發生專屬化學作用而達到電荷中和作用;三是由水解金屬鹽類產生的沉淀物發揮掃網撲作用使微粒轉入沉淀[1]。

    一般認為,造紙廢水中的膠體離子主要帶有負電荷,加入的無機鹽類絮凝劑多為陽離子型,中和造紙廢水中帶有負電荷的膠體粒子,離子間的斥力消失,形成大塊顆粒而沉降。一般認為,粒子表面的ζ電位控制在±5mV以內[2],可得到良好的絮凝效果,當ζ電位為零時濁度最小。ζ電位的控制可以通過降低pH值、加入絮凝劑的方法來達到。

    1.2無機高分子絮凝劑

    無機高分子絮凝劑是在傳統的鋁鹽和鐵鹽絮凝劑的基礎上發展起來的一類新型水處理藥劑。由于這類絮凝劑不僅有電中和能力,同時還具有較強的顆粒物間的架橋能力,所以這類比原有傳統藥劑適應性強,而且無毒,并可成倍提高效能而相對價廉等,因而在今年得到了迅速發展和廣泛應用。

    1.3有機高分子絮凝劑

    有機高分子的作用機理與小分子不同,它不僅與電荷作用有關,而且和其本身的長鏈特性有密切的關系。這種作用可以用架橋機理來解釋。長鏈的高分子一部分被吸附在膠體顆粒表面上,而另一部分則被吸附在另一個顆粒表面,并可能有更多的膠體粒子吸附在一個高分子的長鏈上,這好像架橋一樣把這些膠體顆粒連接起來,從而容易發生絮聚。這種絮凝通常需要高分子絮凝劑的濃度保持在較窄的范圍內才能發生,如果濃度過高,膠體的顆粒表面吸附了大量的高分子物質,就會在表面形成空間保護層,如圖1所示,阻止了架橋結構的形成,反而比較穩定,使得絮凝不易發生,這就是空間穩定,所以絮凝劑的加入量具有一個最佳值,此時的絮凝效果最好,超過此值時絮凝效果會下降,若超過過多反而起到穩定保護作用。