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高分子材料在水处理净化中的应用

水被誉为生命之源,自然中的水中存在诸多杂质,在经过自来水厂的处理之后方才流入到千家万户。处理水中的杂质有很多方法,其中高分子材料的加入令水处理工作变得更具效率:
 
  聚丙烯酰胺
 
  作为一种絮凝剂,聚丙烯酰胺可以提高水处理效率。在生活饮用水的净化处理中会用到,也常用于对污泥脱水、污水絮凝、脱色、除浊、助滤、增稠等。聚丙烯酰胺本身基本无毒,即便进入人体,其大部分也可以在短期内排出体外,很少会被消化道吸收。而且多数门类不刺激皮肤,仅部分水解体带有余碱,在反复、长期接触的情况下才会产生刺激性。
 
  在成本上,聚丙烯酰胺具有一定的优势,其展现的强化絮凝作用、提高滤池过滤能力、提高水质、防止藻类穿透滤池、加快沉降速度、降低矾耗、节约成本等优点被越来越多的供水企业所青睐。
 
  吸附海绵
 
  海绵材料具有颇为理想的水处理能力。近年来科学家似乎对聚氨酯海绵很有科研兴趣,比如:美国阿贡国家实验室的科研人员就研究出了一种名为Oleo Sponge的新型海绵,俄罗斯的托木斯克理工大学与法国的里尔大学制造出了一种不与水发生作用的吸油海绵,多伦多大学与伦敦帝国理工学院的研究人员也开发出了一种类似的海绵工具。
 
  这些聚氨酯海绵在水油分离处理方面较为擅长,不过解决海绵材料在亲油的同时不吸附水的问题始终是困扰科学家的一个难点。目前科学家们尝试过重氮盐、硅烷分子、纳米晶硅颗粒等材料,并获得了较为理想的效果。
 
  过滤膜处理
 
  膜技术是目前世界上污水处理较为先进的技术之一,是以高分子分离膜为基础的新型流体分离单元操作技术,通过压力实现分离,节能高效,常见的膜技术包括微滤、超滤、纳滤以及反渗透等,在化工业、皮革业、冶金业、造纸业都有所应用。而在不久前武汉的方舱医院中,碧水源提供了一种水处理新方案,利用CWT膜技术保障医疗污水的高标准安全处理。
 
  考虑到方舱医院污水中可能含有细菌、病毒的特点,碧水源采用了“预消毒+化粪池预处理+一体化处理设备+紫外/次氯酸钠复合消毒”的处理路线。碧水源自主研发的CWT智能一体化污水净化系统通过“A/O活性污泥法+膜生物反应器(MBR)”的核心工艺处理,出水经“紫外+次氯酸钠”多形式、多重消毒处理,对肠道病毒及呼吸道病毒有极高的灭活率,系统出水主要污染物指标高于常规的医院污水排放标准,该技术在全国已有多个医疗污水处理的成功案例。
 
  树脂吸附
 
  吸附树脂又称聚合物吸附剂,是一类以吸附为特点,对有机物具有浓缩分离作用的高分子聚合物。按照树脂的表面性质,一般分为非极性吸附树脂、中极性吸附树脂和极性吸附树脂三类。非极性吸附树脂是由偶极矩很小的单体聚合物制得的不带任何功能基的吸附树脂,典型的例子是苯乙烯-二乙烯苯体系的吸附树脂;中极性吸附树脂指含酯基的吸附树脂,如丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯与双甲基丙烯酸酯等交联的一类共聚物;极性吸附树脂是指含酰胺基、氰基、酚羟基等含氮、氧、硫极性功能基的吸附树脂。
 
  吸附树脂在工业污水的处理中十分常见,可以有效降低污水中的高毒性有机物浓度。其具有多种优点,比如:可重复使用、寿命长达2~3年、良好的吸附选择性等,有较好的环保性和经济性。树脂内部的微孔道就是其吸附作用的源头,对于吸附物质的收放能力将决定吸附树脂使用效果和寿命的重要因素,也是目前针对吸附树脂制备和性能研究的关键。