表面活性剂是一类即使在很低浓度时也能显著降低表（界）面张力的物质。其分子结构均由两部分构成，分子的一端为极亲油的疏水基，分子的另一端为极性亲水的亲水基，两类结构与性能截然相反的分子碎片或基团分处于同一分子的两端并以化学键相连接，形成了一种不对称的、极性的结构，赋予了该类特殊分子既亲水又亲油，又不是整体亲水或亲油的特性，这种特有结构通常称之为“双亲结构”。


    表面活性剂按分子结构特性可分为阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、阳离子表面活性剂，目前，在我国这几种表面活性剂的生产量分别占56%、36%、5%、3%。


    随着全球经济的发展以及科学技术领域的开拓，表面活性剂工业将得到快速发展，其应用领域从日用化学工业发展到石油、纺织、食品、农业、新型材料等方面。环保型表面活性剂的研究开发势在必行，且市场前景广阔，具有安全、温和、易生物降解等特性的表面活性剂的开发和应用为大势所趋。结合我国产品结构及应用领域，今后阴离子表面活性剂烷基苯磺酸盐和烷基磺酸盐的使用将趋于减少，脂肪醇硫酸盐则呈增加趋势；阳离子表面活性剂双十八烷基二甲基氯化铵呈减少趋势；非离子表面活性剂脂醇醚呈增加趋势；两性离子表面活性剂甜菜碱保持相对稳定。


    表面活性剂性质：


    表面活性剂通过在气液两相界面吸附降低水的表面张力，也可以通过吸附在液液界面间来降低油水界面张力。许多表面活性剂也能在本体溶液中聚集成为聚集体。


    囊泡和胶束都是此类聚集体。表面活性剂开始形成胶束的浓度叫做临界胶束浓度或CMC。当胶束在水中形成，胶束的尾形成能够包裹油滴的核，而它们的（离子／极性）头能够形成一个外壳，保持与水接触。表面活性剂在油中聚集，聚集体指的是反胶束。在反胶束中，头在核，尾保持与油的充分接触。表面活性剂通常分为四大类：阴离子，阳离子，非离子和两性离子（双电子）。


    表面活性剂系统的热动力学很重要，不论是理论上还是实践上。因为表面活性剂系统代表的是介于有序和无序物质状态之间的系统。表面活性剂溶液可能含有有序相（胶束）和无序相（自由表面活性剂分子和／或离子）。


    比如，常用的洗涤剂能够提高水在土壤中的渗透能力，但是效果仅仅持续数日(许多标准洗衣粉含有一定量的化学品，比如钠和溴，由于它们会破坏植物，不适于土壤)。商业土壤润湿剂会持续起效果一段时间，最终还是会被微生物降解。然而，有一些会对水生物的生物循环产生影响，因此必须小心防止这些产品流入地表径流，过量产品不应该洗消。

 七、表面活性剂在水处理中的应用：


    通常将使水的表面张力降低的性质，称为表面活性；凡是能够使体系的表面状态发生明 变化的物质，都称为表面活性物质。而常常把随着溶液浓度的增加，溶液的表面张力先是急剧地下降，到了一定浓度后，表面张力趋于恒定值的这类物质称为表面活性剂。表面活性剂是精细化工领域的重要产品，不仅具有很高的活性，而且还具有独特的渗透、湿润和反湿润、乳化和破乳、发泡和消泡、洗涤、分散与絮凝、抗静电、防腐蚀、杀菌、润滑和加溶等应用性能，而且，在改进生产工艺，提高产品质量，节约能源，降低成本等方面发挥了巨大作用，素有“工业味精”之美称。


    1、表面活性剂的分类及性：


    表面活性剂的种类繁多，目前普遍认为，以它的结构来分类比较合适。一般以亲水基团溶于水后亲水基团是否解离．解离成何种离子为依据，分为离子性和非离子性两大类。离子性表面活性剂在水中分离，形成带阳电荷或带阴电荷的憎水基。前者称为阳离子表面活性剂，后者称为阴离子表面活性剂．在一个分子中同时存在阳离子基团和阴离子基团者称为两性表面活性剂。非离子表面活性剂在水中不电离，呈电中性。此外，还有一些特殊类型的表面活性剂。


    2、表面活性剂的结构特征：


    表面活性剂的分子具有共同的结构特征一一它是由两种不同极性的原子基团组成，一种是亲水疏油的极性基团，与水分子的作用力较强：一种是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，与水分子不易接近，却容易与“油”性分子接近。这两部分分别处于表面活性剂分子的两端，为不对称的分子结构．由于表面活性剂的两性分子结构特征，决定了它的两亲性，因此这种分子具有一部分可溶于水，而另一部分易自水中逃逸的双重性，结果造成表面活性剂分子在其水溶液中很容易被吸附于气一水(或油一水)界面上形成独特的定向排列的单分子膜。正是由于表面活性剂在溶液表面(或油水界面)的定向吸附的这一特征，使得表面活性剂具有很多特有的表面活性。根据所需要的性质和具体应用场合不同，有时要求表面活性剂具有不同的亲水亲油结构和相对密度。通过变换亲水基或亲油基种类、所占份额及在分子结构中的位置，可以达到所需亲水亲油平衡的目的。


    3、表面活性剂在水处理中的应用：


    3．1 水处理剂：


    水处理剂是精细化工产品中的一个重要门类，目前所用的水处理剂主要有絮凝剂、缓蚀剂、阻垢分散剂、杀菌灭藻剂、除垢剂、除油剂、除氧剂、浮选剂、软化剂等。在水处理剂中用得最多的是高分子表面活性剂，主要用作循环水的絮凝剂和阻垢分散剂。其中絮凝 约占水处理剂总量的3／4，聚丙烯酰胺(PAM)又占了絮凝剂的一半。絮凝作用是非常复杂的物理化学过程。现在已有多种理论、机理和模型，在这些理论和模型中．多数人认为絮凝作用机理是凝聚和絮凝两个作用过程。凝聚过程是固体质点在絮凝剂压缩双电层或吸附电中和的作用下脱稳并形成细小的凝聚体的过程；而絮凝过程是所形成的细小凝聚体在絮凝剂的吸附架桥作用下生成大体积的絮凝物的过程。


    根据化学成分．絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和微生物絮凝剂3大类。有机高分子絮凝剂在水处理中具有投加量少，絮凝速度快，受共存盐类、介质及环境温度的影响小，生成污泥量少等优点，受到了人们的广泛关注。目前应用于水处理中的高分子絮凝剂大多数是水溶性的有机高分子聚合物和共聚物．分子中含有许多能与胶体和细微悬浮物表面上某些点位发生作用的活性基团，相对分子质量在数十万至数百万。常见的有聚二乙基二甲基氯化氨、聚氨、聚丙烯酸钠和丙烯酰胺。它们大多数是一些高分子表面活性剂。高分子表面活性剂通常也由亲水和亲油两部分组成。从分子结构来看，它由无规则、嵌段型和接枝型等几种分子结构形式。若从带电性来看。则可分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和非离子型4大类。由于天然水体含有的粘土、硅酸盐、蛋白质和有机胶体等杂质带负电荷，因此阳离子型絮凝剂在水处理中得到了广泛的应用。目前国内广泛采用的高分子絮凝剂，主要是聚丙烯酰胺系列的产品，其用量约占80％。聚丙烯酰胺是一种线性的水溶性共聚物，无色或微黄色胶体，无臭，中性，不溶于乙醇、丙酮。改性后可制得的阳离子聚丙烯酰胺为固体粉末，易溶于水，有很强的吸湿和絮凝作用，属线性高分子表面活性剂．带有正电荷．使悬浮的有机胶体和有机化合物可有效的絮凝，并能强化固液分离过程．广泛应用于污水处理厂污泥脱水以及造纸、洗煤、印染废水的处理。


    3．2 石油处理剂：


    随着石油工业迅速发展，海洋溢油事故常常发生。石油在海上漂浮扩散，污染水质，必须及时地加以清除处理。用石油处理剂处理是常采用的方法之一。石油处理剂由溶剂和表面活性剂组成。表面活性剂能使石油分散形成水包油型乳状液，形成微粒子而分散于海水中，消除污染，溶剂能降低石油的粘度．使其易于乳化。石油处理剂的效果与所使用的表面恬性剂密切相关，因此配制石油处理剂必须选择适当的表面活性剂。为使石油处理剂符合实用要求，所选用的表面活性剂应具有以下条件：对流出油的乳化分散力强，对水产资源无不良影响，生物降解性良好，使用方便和价格便宜。海洋上漂浮的石油经石油处理剂处理后形成的乳状液，由于这种乳状液是水包油型的．不易粘附在油轮和岩石上，而且乳化油表面积非常大，沉降深度一般不超过3m，所以油粒很快被水中溶解氧、细菌及微生物分解，最后成为无害于水体的物质。


    我国表面活性剂生产始于20世纪50年代，到1982年表面活性剂品种约有133个，90年代末期产量已达90万t，年增长率约7％，2002年产量约106万t。由于本身的优越性及实践证实的高效性．表面活性剂的发展与应用领域呈现出日新月异的良好局面．在水处理方面也有着不可替代的、越来越重要的作用。

    一、概述：


    表面活性剂具有良好的洗涤、润湿、乳化及增溶等特性。表面活性剂废水来源很广，如家庭厨房废水、酒店宾馆废水、洗衣房废水中均含有阴离子表面活性剂(LAS)，洗涤、化工、纺织等行业也产生大量含表面活性剂的废水。废水中除了含有表面活性剂和其乳化携带的胶体污染物外，还含有助剂、漂白剂和油类物质等。废水一般偏碱性，其中表面活性剂含量有的高达1000 mg/L，如洗毛废水，有的只有十几mg/L，如洗浴废水；C0D值差异也很大，从几百到几万甚至更高。表面活性剂废水广泛存在，对其的处理对于保护资源，保持生态平衡，促进经济发展，都具有重要意义。


    二、常规处理方法：


    主要有泡沫分离法、吸附法、混凝法、催化氧化法，处理成本高，去除率不佳，系统运行不稳定。生物法处理成本低，研究得最多、应用最广，但大部分表面活性剂对细菌的降解活性有很强的抑制使用，因此不容易驯化、培养稳定的生化系统。


    三、表面活性剂废水的海驰处理技术：


    [复合催化微电解+简生化组合工艺]是海驰环保处理表面活性剂废水的核心技术。

    海驰微电解处理后，表面活性剂废水中COD去降率达到50%—90%，废水的生物毒性大为降低。微电解的出水经水解酸化+好氧处理后实现达标排放。同时可以查看中国污水处理工程网更多技术文档。


    四、应用工程：


    精细化工厂废水处理项目，水量50 m3/d，进水COD值为3500mg/L，可生化性差，COD值变化很大，COD负荷冲击很大，无法直接生化法处理。


    五、处理工艺：


    表面活性剂废水 ——→ 调节池 ——→ 海驰微电解子系统 ——→ 水解生化+好氧系统 ——→ 沉 淀 ——→ 沙 滤 ——→排放。


    六、进出水指标及工艺参数：
 

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    总停留时间HRT= 40小时 运行成本（直接费用）≤2.5元/吨。