·科技成果转化·

2020-01-02

无机盐工业 2020年6期

新型钛凝胶混凝剂（TXC）

成果简介

混凝是一种经济有效的技术，可被广泛应用于水处理中。目前常用的混凝剂为铁盐和铝盐。但是，铁盐和铝盐混凝剂在使用过程中存在许多弊端，比如絮体生长速率慢、絮体尺寸小、沉降时间长、出水pH 变化大、残留金属含量高、低温低浊水处理效果不佳及造成后续膜工艺中膜污染/中毒等。南京大学环境学院选用简单钛盐为原料，采用简单的溶胶-凝胶法，获得了稳定高效的可满足实际应用的钛凝胶混凝剂（TXC）。TXC 具有以下特点：1）混凝剂为固体，方便存储与运输；2）絮体生长速率是铁盐和铝盐的10～30 倍，生成的絮体尺寸和沉降速度是铁盐和铝盐的3～10 倍，有利于缩小水处理设备尺寸；3）适用pH 范围宽（5～9），出水pH 变化小（ΔpH＜0.5），不会出现再稳现象，避免了污泥的返混问题；4）水解产物具有特殊的网状结构，具有更多的表面活性位点和更强的网捕卷扫能力，利于污染物的深度去除；5）混凝性能受低温低浊影响小，低温、低浊条件下适用，解决了混凝处理的瓶颈问题；6）残留金属浓度低，有利于减缓后续膜滤工艺中的膜污染；7）混凝污泥经处理可以资源化利用或循环至TXC 的制备过程中。

应用说明

自2016 年以来，南京大学通过不懈努力已经初步实现TXC 从实验室走向实际应用的量产工作，陆续开展对低温低浊水、含藻水、印染废水等领域的应用评估研究，在水的深度处理及膜滤进水前预处理方面取得突破。综合考虑TXC 的优势，通过替代或复配使用的方式解决了常规铁铝混凝剂存在的问题，目前正与水处理药剂领域相关企业进行合作完成TXC 的量产及其在中水回用中的应用。

效益分析

经济效益：TXC 在低温低浊水、含藻水等应用场景的性能远优于铁盐/铝盐混凝剂，满足处理要求达标所需的剂量更低；与铁盐/铝盐混凝剂复配使用可以解决传统混凝的困境并大幅降低铁盐/铝盐混凝剂的剂量；此外，对于一些低碱度水或需大剂量混凝剂时，应用TXC 可以大幅度降低碱的消耗；在混凝-膜滤联合工艺中使用TXC 可以减缓膜污染、延长膜的使用寿命，节省维护成本；常规混凝后的污泥需要付费处理，而TXC 混凝污泥可以回收利用TiO2，产生额外的附加值。量化的经济效益需要根据具体情况具体分析。

环境效益：混凝出水中残留钛浓度低，且微量的钛对受纳水的环境影响小；钛混凝污泥的回用可以降低污泥填埋造成的土地负荷和潜在的二次污染。