聚合物材料下的废水处理论文

1非离子型高分子絮凝剂

非离子型高分子絮凝剂有非离子型聚丙烯酰胺、改性淀粉等。这类絮凝剂通过分子链将废水中的颗粒吸附后缠在一起,絮凝机理主要是通过架桥作用。这类絮凝剂选择性高,常与铝盐配合使用,往往需要通过实验等确定最佳的用量,否则用量太低作用不明显,用量太高不仅不能起到絮凝沉淀的作用,反而起到分散稳定污染物微粒的作用。

2聚合物滤膜

常用的滤膜根据微孔孔径的大小分为微滤膜(MF)、超滤膜(UF)、纳滤膜(NF)和反渗透膜(RO)四种形式,按照材质通常分为无机滤膜和高分子聚合物滤膜。聚合物滤膜由于良好的加工性能,材料来源广,使用过程中没有介质脱落,不会造成二次污染,具有比无机滤膜更大的优势。

2.1微滤膜微滤膜一般指过滤孔径在0.1～1μm之间的过滤膜。微滤膜过滤是世界上开发应用最早的膜技术,对微滤膜而言,其分离机理主要是筛分。微滤膜用于废水处理中能截留悬浮物,细菌,以及大分子量胶体等物质。聚合物微滤膜材料主要品种有聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚丙烯等。

2.2超滤膜超滤膜是指额定孔径范围为0.001～0.02μm的滤膜。超滤的机理主要是筛滤作用,利用溶液的压力为推动力,使溶剂分子通过薄膜,而细菌以及比细菌体积大得多的胶体、铁锈、悬浮物、泥沙、大分子有机物等不能通过,被截留在进液侧。微滤可以用于分离相对分子量在500～15000之间,直径为2.0～100nm的微粒。聚合物微滤膜品种有醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚偏氟乙烯等等。根据膜形状的不同,可分为平板膜、管式膜、毛细管膜、中空纤维膜等,广泛应用于电泳漆废水、造纸废水、染料废水等工业废水的处理。

2.3纳滤膜纳滤膜的孔径在1nm以上,一般1～2nm。纳滤的机理介于超滤和反渗透之间,曾经将纳滤膜称为超低压反渗透膜。纳滤膜允许溶剂分子、某些低分子量溶质和低价离子透过,能截留分子量大约为150～500左右的有机物和高价离子。纳滤膜主要应用在在饮用水深度处理,苦咸水淡化,医药、食品、生活和工业污水的处理。目前纳滤膜中商业化程度最高的主要有聚酰胺、聚乙烯醇、磺化聚砜、磺化聚醚砜、醋酸纤维素等。

2.4反渗透膜反渗透即渗透的逆过程,是在压力的推动下,借助半透膜截留大于0.1nm的微粒、所有溶解的盐分以及分子量大于100的有机物,迫使溶液中的溶剂与溶质分开的膜分离过程。目前反渗透膜已经广泛应用与海水淡化和城市污水的深度处理。我国目前最常用的反渗透膜材料主要有醋酸纤维素膜、芳香聚酰胺膜和壳聚糖膜三类。由于反渗透过程需要压力推动,因此反渗透技术往往需要较高能耗,这给反渗透技术的推广带来了一定的限制。

3离子交换树脂

离子交换树脂是带有能交换离子的活性基团、具有网状结构、不溶性的高分子化合物。离子交换树脂不仅能用于水的软化、纯水和高纯水的制备,还能在处理废水的过程中吸收富集贵重金属离子,再通过再生等过程释放出来,对增加可利用资源和改善环境质量具有十分重要的意义。根据合成离子交换树脂单体的不同,可分为苯乙烯系、丙烯酸系、环氧系、酚醛系及脲醛系等,目前生产数量最多、应用最为广泛的为苯乙烯系离子交换树脂。

4展望

聚合物材料在废水处理、尤其是深度处理的过程中具有十分重要的作用。遗憾的是国内的生产水平,产品性能等与欧美等国还有一定差距。例如:2008年北京奥运会“鸟巢”70%的用水来自场馆周围的降水回用,经过前处理的水再用纳滤技术处理,已基本接近饮用水标准,所采用的纳滤膜是由通用电气公司供应。随着我国现代工业、农业的发展,水污染日益严重,因此努力提高国产废水处理材料合成技术和加工工艺,刻不容缓。

作者：孟春凤刘雅淑师一粟单位：江苏科技大学