天然绿色高分子絮凝剂的概念
天然绿色高分子絮凝剂的概念
天然绿色高分子絮凝剂的概念天然高分子水处理絮凝剂是指从自然物质中提取并经化学改性处理的絮凝剂，利用农副产品中的天然有机高分子物质经过化学改性而得到的。
其来源丰富、价格低廉、选择性好，使用过程中对人体和环境无毒害作用，可以完全自然降解，无二次污染，符合绿色化学的要求，因此也被称为天然绿色高分子水处理絮凝剂。
自上个世纪80 年代以来,国外学者就开始了天然有机高分子改性絮凝剂的开发研究。
它又可以分为碳水化合物类和甲壳素类两大类。
天然绿色高分子絮凝剂具有传统絮凝剂和其他合成聚合物不具备的优点，在水处理领域受到了越来越多的关注。
对天然绿色高分子絮凝剂的开发和利用是该领域研究的重点之一。
天然绿色高分子絮凝剂的特点及分类天然绿色高分子水处理絮凝剂具有分子量大、活性基团多、结构多样等特点，有助于通过改性，引入不同的活性基团来研制性能优良的多功能、多用途产品。
随着研究、开发的深入，出现了大量不同性能、不同用途的天然绿色高分子水处理絮凝剂，如淀粉及其衍生物类絮凝剂、甲壳质及其衍生物类絮凝剂、单宁及衍生物类絮凝剂、木质素及其衍生物类絮凝剂、微生物类絮凝剂等。
木质素及衍生物类絮凝剂1.木质素絮凝剂木质素是一种来源丰富、价格低廉的可再生资源,主要以造纸黑液的形式存在,作为水处理剂的研究始于上世纪60年代,70年代成为热点。
木质素分子中含有羟基、羧基、羰基、等官能团,因此它及其衍生物有絮凝性能。
张芝兰等[1]将从草浆黑液中提取的木质素直接用作絮凝剂,研究了木质素絮凝剂的性质,并将木质素絮凝剂与聚合氯化铝、聚丙烯酰胺絮凝剂的处理效果相比较,证实木质素絮凝剂处理酒精及印染具有优良的性能。
2.木质素衍生物类絮凝剂季铵盐型絮凝剂:造纸黑液含有大量的木质素,是可以充分利用的宝贵资源。
Hannu Mikkonen等[2]以造纸黑液为原料合成出阳离子木质素,作为处理的絮凝剂。
他们首先用缩水三甘油三甲基氯化铵或三甲基氯化铵与造纸黑液中过滤后产物进行反应,再用甲醛交联,最后阳离子化制得阳离子木质素,用其处理、净化,不但减少了对环境的污染,还回收了大量的可利用资源。
“绿色”絮凝剂的研究进展
关键 词 ：绿色絮凝剂；多糖类；微生物；
文献标 识码 ：Ａ
文章编 号 ：１ ０ ０ １ — ９ ６ ７ ７ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ７ — ０ ０ ５ ０ — ０ ３
絮凝剂已经被广泛用 于生活污水处理及 工业工业废 水处理 过程。无机絮凝 剂具有简单 ，较好 的处 理效果 ，但往往 投加量 大 ，而 且处 理后 的 水 体 中含 有 Ｆ ｅ ” 、Ａ ｌ ”等高 价金属 盐离 子 ， 对人体有害 ；有 机合 成 的聚合 物絮 凝剂 具有 廉价 和 高效 的特 点 ，而且应 用最 为广 泛 。然 而 ，部 分 有机 合 成 絮凝 剂 不 易 降 解 ，在处理后的水溶液 中的残 留物 难生物降解 ，容易产 生 “ 二 次污染” ，甚至是潜在的人类致 癌物 质 ，这些 聚合 物絮凝 剂通 常会带来环境和健康 问题 。由于 以上无 机絮凝剂和有机 合成 的 絮凝剂具有 “ 二次污染 的危险 ” ，所 以近年 来许 多学者 开始研 究一种可降解的天然高分子絮凝剂 。这 种天然的高分子 絮凝剂 具 有 原 料来 源 广泛 ，价 格 低 廉 ，无 毒 。重 要 的 是 这 些 天 然 高 分 子化合物能够生物降解 。根据来源 ，天然高 分子絮凝 剂可分 为 两 大类 ：多 糖类 絮凝 剂 和 微 生 物 絮 凝 剂 。
第４ １ 卷第 ７期
２ ０ １ ３年 ４月
广
州
化
工
Ｖ０ １ ． ４１ Ｎｏ ． ７ Ａｐ ｒ ｉ ｌ ． ２０１ ３
Ｇｕ ａ ｎ ｇ ｚ ｈ ｏ ｕ Ｃｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ｌ Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
‘ ‘ 绿色’ ’ 絮 凝 剂 的研 究 进 展
絮凝剂的概念
絮凝剂的概念絮凝剂是一种常用的化学制剂，广泛应用于各种水处理、制药、石油开采等工业领域。
本文将从以下几个方面介绍絮凝剂的概念及其作用原理。
一、絮凝剂的概念絮凝剂是指一种化学物质，能够在水中引起悬浮的固体或液体颗粒发生凝聚作用，形成更大的颗粒状物质，促进其沉淀或过滤分离。
一般而言，絮凝剂是一种高分子有机化合物或无机物，具有极强的吸附性和络合作用，能与水中的悬浮颗粒发生相互作用，从而使颗粒间发生结合，形成较大的凝聚体。
二、絮凝剂的作用原理絮凝剂的主要作用是通过改变水中悬浮颗粒的表面电荷状态，使其互相间发生吸附和相互作用，形成大小不等的颗粒状物质。
具体而言，絮凝剂在水中形成一层吸附层，将水中的悬浮颗粒包覆其中，并将其凝聚在一起。
同时，絮凝剂还能使水中具有相同电荷的颗粒彼此间发生强烈的斥力，进而形成更大的凝聚体。
三、絮凝剂的分类按用途分类，絮凝剂主要可分为水处理用絮凝剂、矿业用絮凝剂、石油开采用絮凝剂等几类。
按化学性质分类，絮凝剂主要可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂和复合絮凝剂等几类。
其中，无机絮凝剂是指以铁、铝等化合物为主要成分的絮凝剂；有机絮凝剂是指以合成高分子化合物等有机物为主要成分的絮凝剂；复合絮凝剂则是指由两种或两种以上的化学物质混合而成的絮凝剂。
四、絮凝剂的应用领域絮凝剂的应用领域非常广泛。
在水处理中，絮凝剂被广泛应用于污水处理、饮用水处理等领域。
在矿业中，絮凝剂主要应用于选矿、浮选等领域。
在石油开采中，絮凝剂被广泛应用于油井压力维持、采出液固分离等领域。
综上所述，絮凝剂是一种非常重要的化学物质，主要用于水处理、矿业和石油开采等领域。
它通过形成吸附层、引起凝聚作用等机制，促进悬浮颗粒的沉淀或分离，从而达到净化液态环境、提高工业生产效率等目的。
天然高分子絮凝剂在工业废水处理中的应用
天然高分子絮凝剂在工业废水处理中的应用发表时间：2017-07-13T16:57:26.687Z 来源：《基层建设》2017年第7期作者：宋洪利[导读] 摘要：絮凝法是目前给水和废水处理中应用最普遍的方法之一，而新型、高效、无毒的絮凝剂的研制杭州司迈特水处理工程有限公司浙江杭州 310018摘要：絮凝法是目前给水和废水处理中应用最普遍的方法之一，而新型、高效、无毒的絮凝剂的研制，则是絮凝法中的核心问题，也是目前国内外广泛关注的热点。
无机絮凝剂投加量大，产污泥量大；有机合成高分子絮凝剂价格高，生物难降解，残留的单体有毒，所以在实际应用中受到了限制。
由于天然高分子具有分子量分布广、活性基团多、结构多样化等特点，而且来源广泛、价廉、无毒、可生物降解。
因此，近年来被国内外广泛用来研制新型絮凝剂。
关键词：天然高分子絮凝剂废水处理一、使用甲壳素作为原材料的絮凝剂1.1壳聚糖类对废水处理的效果壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的产物，故亦称脱乙酰甲壳素，它是一种很好的阳离子絮凝剂，主要用于工业废水的处理。
利用壳聚糖的吸附性处理食品加工废水，研究结果表明，壳聚糖对各种食品加工废水处理均特别有效且投加量较少。
此外，壳聚糖为絮凝剂回收工业废水中的蛋白质、染料以及重金属离子也取得了较好的效果。
还利用壳聚糖螯合絮凝除铜，在Cu2+的浓度为20-60mg/l时，除铜率高达百分之九十九点五。
1.2羧甲基壳聚糖类的优点羧甲基壳聚糖由壳聚糖经醚化反应制得。
壳聚糖经羧甲基化后，在水中具有极好的水溶性，羧甲基壳聚糖是新型的高分子絮凝剂；采用研制的羧甲基壳聚糖絮凝剂处理工业废水，结果显示，羧甲基壳聚糖絮凝剂在废水的脱色和COD的去除方面都优于常用的其他高分子絮凝剂。
1.3甲壳多聚糖类甲壳多聚糖废水净化剂系采用高分子化合物为载体而研制的新型、多功能废水净化剂，为非溶性颗粒状物质，主要原料是甲壳素、纤维素、活性炭、矿化石等。
采用甲壳多聚糖废水净化剂处理肌醇废水，处理后废水COD去除率达99%以上，脱色率达94%以上。
天然高分子絮凝剂_壳聚糖在水处理中的应用
·上海建设科技·2012年第5期在常规水处理系统中，使用最广泛的絮凝剂是铝盐和铁盐，在已处理过的水中残留的铝盐会危害人体健康，残留的铁盐会影响水的色度等;在大多数废水处理中，难以克服污泥产生量大、污泥难以处置等二次污染问题。
因此，寻求一种对环境没有二次污染的天然产品来代替铝盐和铁盐絮凝剂，是当今实施可持续发展战略的需要。
天然高分子絮凝剂由于其原料来源丰富、价格低廉、选择性好、用量小、安全无毒、可以完全生物降解，故而在众多絮凝剂中备受关注。
经过几十年的发展，出现了大量性能、用途不同的天然高分子絮凝剂，其中淀粉类、木质素类、壳聚糖类和植物胶类目前应用较为广泛。
1壳聚糖性质壳聚糖(chitosan)结构式见图1，是一种白色无定型、半透明的片状固体，难溶于水但溶于酸，为甲壳素的脱乙酰化产物。
一般而言，甲壳素中的N－乙酰基脱去55%以上就可称之为壳聚糖。
甲壳素是动物、昆虫的外骨骼的主要成分，是地球上存在的数量仅次于纤维素的第2大天然有机化合物。
壳聚糖作为絮凝剂，具有天然、无毒、可降解的性质。
壳聚糖的大分子链上分布着许多羟基、氨基及一些N－乙酰氨基，可在酸性溶液中形成高电荷密度的阳离子聚电解质，也可借助氢键或离子键来形成类似网状结构的笼形分子，从而络合去除许多有毒有害的重金属离子。
壳聚糖及其衍生物有着广泛的用途，不仅在纺织、印染、造纸、医药、食品、化工、生物和农业等众多领域具有许多应用价值，而且在水处理方面，可用作吸附剂、絮凝剂、杀菌剂、离子交换剂、膜制剂等[1]。
由于其在给水应用和水处理中显示了独特的优越性，美国环保局已批准壳聚糖作为饮用水的净化剂。
2壳聚糖的制备2．1传统工艺制备壳聚糖传统制备壳聚糖的一般方法是:虾、蟹壳漂洗→脱钙及无机盐→脱蛋白质及脂→脱碱、漂洗→水洗、烘干→甲壳素产品→浓碱处理→水洗、烘干→壳聚糖粗产品→提纯→壳聚糖产品。
此法较为繁琐，且生产的壳聚糖产品存在灰分含量高和氨基含量高的缺点。
绿色高分子材料
《绿色高分子材料》期末小论文题目水溶性高分子絮凝剂综述水溶性高分子絮凝剂综述摘要：水溶性高分子絮凝剂广泛应用于纺织、造纸、食品加工与发酵、石油、医药、建筑材料、农林园艺、铸造、日用化工、农业和生活等污水的治理和循环利用中，因此，寻求与开发价格低廉、容易生物降解、无毒的、实施绿色化的改性絮凝剂越来越引起人们的关注。
本文综述了无机高分子絮凝剂的种类与合成方法。
有机高分子絮凝剂作为具有优势的一类高分子絮凝剂，目前广泛应用于废水处理工艺中。
本文综述了有机高分子絮凝剂的种类、合成方法及其在废水处理中的应用。
改性天然高分子絮凝剂具有原料来源广泛、价格低廉、无毒、易于生活降解、无二次污染等优点,近年来受到了国内外众多研究工作者的重视和开发应用。
本文介绍了近年来国内外在改性天然高分子絮凝剂方面的研究和应用情况,对其作了简要的评述。
并列举了近年来这几类絮凝剂的研究成果和开发进展, 并对其存在问题和发展趋势进行了展望。
关键词：絮凝剂；无机高分子絮凝剂；有机高分子絮凝剂；天然高分子絮凝剂；高分子絮凝剂Summary of water-soluble polymer flocculantChen Jian Hui（Zhe Jiang University of Science and Technology；HangZhou；310023）Abstract:Water-soluble polymer flocculants are widely used in textile, paper, food processing and fermentation, oil, medicine, building materials, agriculture, forestry, horticulture, casting, daily chemical industry, agriculture and life sewage treatment and recycling in,so searching and development of inexpensive, readily biodegradable, non-toxic, green of the modified flocculant has drawn increasing attention.In this paper, the type of inorganic polymer flocculants and synthetic methods have been introduced.Advantages of organic polymer flocculant as a class of polymer flocculant, now widely used in wastewater treatment processes.This paper reviews the types of organic polymer flocculant, synthesis and in wastewater treatment applications. Modified natural polymer flocculants have wide variety of sources of raw materials, low cost, non-toxic, easy-to-life degradation, no secondary pollution, etc., at home and abroad in recent years has been the attention of many researchers and development applications. This article describes the recent years were in the modified natural polymer flocculant research and applications, which have been briefly reviewed. And lists these types of flocculants in recent years, research and development progress, and its problems and development trends were reviewed.Key Words:Flocculant;Inorganic polymer flocculant;Organic polymer flocculant; Natural polymer flocculant;Polymer flocculant1 绪论随着人们生活水平的提高和环境意识的增强,以及我国可持续性发展战略的实施,防止污染、保护环境的工作已引起各级政府的高度重视。
绿色絮凝剂的应用与研究
绿色絮凝剂的应用与研究叶嘉璇（佛山科学技术学院，环境与土木建筑学院，广东佛山528000）摘要：绿色絮凝剂的概念源于“绿色化学”的提出。
根据美国化学会（ACS）的定义，其核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，反应物的原子全部转化为期望的最终产物。
因此，绿色化学是一门从源头上彻底阻止污染发生的化学。
在此基础上，人们提出了绿色絮凝剂的概念，并认为它是21世纪絮凝剂的发展方向。
绿色絮凝剂要求水在经絮凝剂处理过程中，生产用的原材料和转化试剂绿色化、生产反应方式绿色化、生产反应条件绿色化。
絮凝剂的绿色化战略是环境工程学科中的一项要求，也是我国社会可持续发展的需要和追及世界先进技术水平的需要。
关键词：水处理；绿色絮凝剂；绿色化学绿色水处理剂是当前水工业、污染治理与节水处理工程技术中应用最为广泛的产品。
包括絮凝剂、阻垢剂、缓蚀剂、杀生剂等，主要用于去除水中悬浮固体和有毒物质，控制水垢和污泥的形成，减少对水接触材料的腐蚀，除臭杀菌、脱色、软化、稳定水质及海水淡化等。
然而，絮凝剂是水处理剂中用量最大的一种药剂，其绿色化主要着眼于天然高分子絮凝剂。
[1]近年来，天然高分子水处理剂兼具有环境友好、可再生、来源广泛，且完全脱离石油资源等重要特点的备受关注，甚至有人将其誉为“21世纪的绿色絮凝剂材料”。
絮凝效果如何关键取决于絮凝剂的选择，近年来，絮凝剂的开发也逐渐侧重于绿色化，出现了微生物絮凝剂、绿色无机絮凝剂、天然高分子絮凝剂等新型水处理剂。
[2]1绿色絮凝剂的类型与特点1.1 微生物絮凝剂微生物絮凝剂是一类由微生物产生并分泌到细胞外、具有絮凝活性的代谢物，一般由多糖、蛋白质、DNA、纤维素、糖蛋白和聚氨基酸等高分子物质构成，分子中含有多种官能团，能使水中胶体悬浮物相互凝聚沉淀。
该种絮凝剂具有絮凝范围广、絮凝活性高、安全无害无污染、易被生物降解、使用方便等优点,同时絮凝剂产生菌的种类多、生长快,尤其适于食品工业废水的处理和再生利用。
绿色高分子材料的定义
绿色高分子材料的定义绿色高分子材料的研究与进展绿色高分子材料的研究与进展摘要：本文从绿色高分子的概念出发，介绍了绿色高分子材料研究概况，主要包括绿色高分子的合成和应用，并对绿色高分子材料的发展进行了展望。
关键词：绿色高分子、合成工艺、环境友好引言随着新技术的发展和应用，各种各样的新的高分子材料异军突起，在各生产部门和人们的生活领域得到广泛的应用。
尽管它们也有诸多优点，但是随着应用时间的增加，越来越多的环境问题也显现出来，因此社会和科技都在呼吁高分子材料要绿色化．于是高分子领域掀起了一片绿色浪潮。
长期以来，化学工业为人类社会的进步起到了巨大的作用．同时，许多化学化工过程对环境造成了严重的环境污染。
为了实现社会的可持续发展，二十一世纪的化学工业必将通过调整自身的产业结构，研究开发“环境友好”的新工艺和新技术．“绿色技术”已成为21世纪化工技术与化丁研究的热点和重要的科技前沿。
绿色高分子的使用不仅可以减少废弃物的量，大大节省了能源，减少了污染，还方便了人们的生活。
1、绿色高分子的概念随着科技的发展,高分子材料已渗透到国民经济各部门以及人们生活的各个领域，其用量也是与日俱增, 但在自然界中由于高分子材料的大量废弃给人类生存环境带来巨大的污染, 所以我们必须走绿色高分子的道路, 从而解决环境污染和资源危机。
绿色高分子来源于绿色化学与技术。
绿色化学顾名思义就是环境无害或环境友好化学, 绿色高分子包括高分子本身与如何应用及处理二个方面, 具体是指高分子的绿色合成和绿色高分子材料的合成与应用, 前者是指高分子合成的无害化及其对环境的友好, 后者是指可降解高分子材料的合成与使用及其环境稳定高分子材料的回收与循环使用。
高分子材料包括塑料、橡胶、合成纤维。
高分子材料种类繁多，性质多样，因具有质量轻、加工方便、产品美观实用等特点颇受人们青睐，广泛应用于各行各业。
从人们的日常生活到高精尖的技术领域都离不开高分子材料，它已成为人类最重要的材料。
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天然绿色高分子絮凝剂的概念天然高分子水处理絮凝剂是指从自然物质中提取并经化学改性处理的絮凝剂，利用农副产品中的天然有机高分子物质经过化学改性而得到的。
其来源丰富、价格低廉、选择性好，使用过程中对人体和环境无毒害作用，可以完全自然降解，无二次污染，符合绿色化学的要求，因此也被称为天然绿色高分子水处理絮凝剂。
自上个世纪80 年代以来,国外学者就开始了天然有机高分子改性絮凝剂的开发研究。
它又可以分为碳水化合物类和甲壳素类两大类。
天然绿色高分子絮凝剂具有传统絮凝剂和其他合成聚合物不具备的优点，在水处理领域受到了越来越多的关注。
对天然绿色高分子絮凝剂的开发和利用是该领域研究的重点之一。
天然绿色高分子絮凝剂的特点及分类天然绿色高分子水处理絮凝剂具有分子量大、活性基团多、结构多样等特点，有助于通过改性，引入不同的活性基团来研制性能优良的多功能、多用途产品。
随着研究、开发的深入，出现了大量不同性能、不同用途的天然绿色高分子水处理絮凝剂，如淀粉及其衍生物类絮凝剂、甲壳质及其衍生物类絮凝剂、单宁及衍生物类絮凝剂、木质素及其衍生物类絮凝剂、微生物类絮凝剂等。
木质素及衍生物类絮凝剂1.木质素絮凝剂木质素是一种来源丰富、价格低廉的可再生资源,主要以造纸黑液的形式存在,作为水处理剂的研究始于上世纪60年代,70年代成为热点。
木质素分子中含有羟基、羧基、羰基、等官能团,因此它及其衍生物有絮凝性能。
张芝兰等[1]将从草浆黑液中提取的木质素直接用作絮凝剂,研究了木质素絮凝剂的性质,并将木质素絮凝剂与聚合氯化铝、聚丙烯酰胺絮凝剂的处理效果相比较,证实木质素絮凝剂处理酒精废水及印染废水具有优良的性能。
2.木质素衍生物类絮凝剂季铵盐型絮凝剂:造纸黑液含有大量的木质素,是可以充分利用的宝贵资源。
Hannu Mikkonen等[2]以造纸黑液为原料合成出阳离子木质素,作为废水处理的絮凝剂。
他们首先用缩水三甘油三甲基氯化铵或氮三甲基氯化铵与造纸黑液中过滤后产物进行反应,再用甲醛交联,最后阳离子化制得阳离子木质素,用其处理、净化废水,不但减少了对环境的污染,还回收了大量的可利用资源。
代军等[3]利用从造纸黑液中提取的木质素制成阳离子型木质素季铵盐型絮凝剂,并用于生活污水处理,获得不错的效果。
同时还进行了条件实验,得出了合成絮凝剂的较佳工艺条件,初步探讨了该絮凝剂的絮凝机理。
清华大学吴冰艳等[4]也以从造纸黑液中提取的木质素为原料,制成了木质素阳离子型季铵盐型絮凝剂,并用于处理高浓度、高色度染料中间体丁酸废水,取得了较好的脱色效果,色度去除率可达到85%以上。
缩合反应类絮凝剂:木质素分子上的酚基及其α碳原子有较强的反应活性,因此可以引入一些基团。
Hoftiezer等[5]以硫酸盐木质素为原料,与醛或聚酯反应合成木质素衍生物,该反应可提高木质素衍生物的絮凝能力,用于去除固体悬浮颗粒效果很好。
尹华等[6]为了增强木质素分子的反应活性,先用碱处理木质素增加其酚基, 然后胺烷基化增加链长,再用双酯试剂进行交联反应,最后制得了阳离子表面活性剂,用其处理染料废水有良好的絮凝效果。
梁荣森等[7]利用造纸黑液提取的木质素在有催化剂作用下与环氧氯丙烷反应,然后再与三甲胺季铵化制得了阳离子型木质素改性物,这种木质素季铵盐不但有絮凝作用,还有杀菌功能。
淀粉衍生物类絮凝剂据统计,淀粉是自然界中人类可取用的最丰富的有机资源。
淀粉结构中含有多个羟基,因此可以通过这些羟基发生接枝共聚、交联等反应进行化学改性,增加其活性基团,从而提高其絮凝及吸附性能。
接枝共聚类絮凝剂:近年来,接枝共聚类絮凝剂在国内外有了很大的发展。
Karmakar N C 等[8]以淀粉、藻酸钠、羧甲基纤维素、淀粉果胶4种物质为原料,与聚丙烯酰胺反应合成了4种接枝共聚物,并将其分别用于铬铁矿废水的絮凝实验,结果表明:4种接枝共聚物都有优良的絮凝性能。
淀粉-聚丙烯酰胺共聚物较其它3种接枝共聚物有较好的絮凝效果。
同时还对几种接枝共聚物的絮凝机理进行了研究。
常文月等[9]利用Ce(Ⅳ)/HNO3作为引发剂进行了丙烯酰胺-淀粉接枝共聚反应,接枝率达到94.9%,支链分子量超过300万,对多种工业污水絮凝效果不亚于聚丙烯酰胺300万产品。
李淑红等以硝酸铈铵为引发剂,通过接枝共聚在淀粉骨架上引入聚丙烯酰胺,制得了淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物,通过对高矿化度油田废水的处理实验表明:它对高矿化度油田废水中的浊度和COD去除率显示出了优良的性能。
阳离子淀粉类絮凝剂:阳离子淀粉具有良好的絮凝性能且无毒,可生物降解,因此倍受关注。
美国的Tasset Emmell 等以淀粉为原料,在碱作催化剂条件下,以碱金属氧化物作引发剂,同卤代醇季铵盐反应合成了阳离子淀粉,而后再加入碱土金属氧化物或氯化氢来完成整个反应,该反应产物可以用来作为絮凝剂、悬浮剂和乳化剂。
Klimenwiciete R等用阳离子改性淀粉季铵盐来处理高岭土,并与阳离子聚丙烯酰胺衍生物(CPAA)的絮凝性能进行比较,结果表明:阳离子淀粉季铵盐絮凝剂在合适的条件下,可以获得优良的絮凝效果。
并且探讨了取代度以及用量对絮凝性能的影响。
当取代度在0.3~0.45时达到高的絮凝效果。
同时研究了该絮凝剂的絮凝机理,并探讨了两种絮凝剂的絮凝性能差别。
杨通以淀粉为原料,合成阳离子型高分子絮凝剂,并用它对印染、酿酒、屠宰和印刷电路板等轻工业废水进行处理,结果表明: 悬浮物、COD去除率较高,且产污泥量较小,处理后的轻工废水水质得到了较大的改善。
邰玉蕾等以硝酸铈铵-EDTA 氧化还原体系引发,用淀粉与二甲基二烯丙基氯化铵接枝共聚制得阳离子淀粉,并用于对各种污水进行实验,结果表明: 对炼油废水、生活污水的处理效果很好;COD去除率可达到70%以上;色度残留率低于20%,是一种较好的絮凝剂。
两性及多功能淀粉衍生物类絮凝剂:以淀粉为原料合成各种改性聚合物,除了通过单一的接枝共聚、交联等反应外, 还可以通过多个反应共同作用制取多功能水处理絮凝剂。
汪玉庭等以可溶性淀粉为基体,以环氧氯丙烷交联制备了交联淀粉,并以Fe2+/H2O2为引发剂,将丙烯腈单体接枝到交联淀粉上,再经皂化制得的水不溶性接枝羧基淀粉聚合物(ISC),对去除Cd2+、Pb2+、Hg2+、Cu2+、Cr2+等有良好的效果。
马希晨等以淀粉原料为基材,以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)、丙烯酰胺、甲基丙烯酸为原料,利用反相乳液聚合技术并采用四元聚合方法合成高分子两性絮凝剂,这种絮凝剂在处理污水时不仅可利用淀粉的半刚性链和柔性链将污水中悬浮的颗粒通过架桥作用下絮凝、沉降,而且因其带有极性基团,又可以通过物理、化学作用降低污水中的COD、BOD负荷,在处理许多水质较复杂的污水,尤其是污泥脱水消化污泥处理上,有很好的发展前景。
马希晨等还以淀粉为基材进行丙烯酰胺接枝共聚反应,再酸化羟甲基化,叔胺基化再季铵化制得SCAM系列产品。
SCAM为非离子、阳离子、阴离子及季胺盐型4功能为一体之高效絮凝剂,该絮凝剂具有应用范围广、用量少、使用方便、无二次污染、价格低廉等特点,不仅是各种污水处理的良好絮凝剂、饮水净化剂,也是当今急需开发的油田废水优质破乳剂。
不同pH值条件下改性淀粉絮凝剂处理废水的效果研究摘要:改性淀粉絮凝剂具有无毒、原料来源广、价格低、易于生物降解等优点,近年来得到重视和发展应用.文章通过絮凝实验对改性淀粉絮凝剂在不同pH 值条件下处理模拟废水的效果进行了初步探讨.实验结果表明,改性淀粉在废水处理中COD去除率效果显著,改性淀粉的混凝效果受不同的pH值的影响不大,优于无机絮凝剂.关键词:絮凝剂;改性淀粉;水处理0引言由于人工合成的有机和无机水处理剂大多数或呈微毒,会通过食物链进入人体,影响人体健康; 或成为难以处理的二次污染源,继续进入生物链, 危害健康.而改性淀粉作为天然高分子碳水化合物改性而得的水处理剂,在这方面显现出不可比拟的优点[1-4],它对环境无毒无害,且其处理残渣易被微生物降解,在残渣无污染的前提下,可直接作农肥,或在堆肥的过程中自然降解.对有毒的如吸附重金属的沉渣,可通过高温碳化或化学方法减量. 鉴于改性淀粉水处理剂对环境无害,但是在当前作水处理剂其应用效能一般的局面,为了开发出高性能的改性淀粉,应该重点研究改性淀粉在不同污水中的絮凝性能以及进一步探讨改性淀粉絮凝剂的絮凝效果与pH值、温度、絮凝剂用量等因素的关系[5]. 本文就不同pH值对改性淀粉处理模拟废水的影响方面做了初步探讨,以便日后为高效淀粉水处理剂的开发和应用提供一定的参考依据.1实验部分1.1主要仪器及材料MY3000-6H智能型混凝试验搅拌仪(湖北省潜江市梅宇仪器有限公司),752型紫外可见分光光度仪(上海光谱仪器有限公司),电子天平(SHIM- ADZU CORPRATION JAPAN),污水COD速测仪(承德市华通环保仪器厂),奥立龍MODEL828p 计,Model 2100N IS型浊度仪(美国HACH),电热恒温干燥箱(上海跃进医疗器械厂),JTY型混凝试验搅拌器.1.2改性淀粉本实验用半干法制得叔胺型阳离子改性淀粉的具体方法为:利用催化剂即氢氧化钠与醚化剂一起和少量水混合均匀后,再加入淀粉混合均匀,然后在一定的温度下反应数小时,再用80%的乙醇洗涤,除去多余的醚化剂,烘干即可得阳离子淀粉1.3絮凝实验方法本文采用烧杯搅拌实验来考察所制得絮凝剂的絮凝效果.具体操作如下:(1)用6个500 mL的烧杯分别放入准备好的废水,放置在实验搅拌机平台上;(2)确定原水特征,即测定原水水样的浊度pH值、温度确定矾花所用的最小混凝剂量;(3)确定实验时的混凝剂投加量;(4)启动搅拌机,快速搅拌2 min,转速为160 RPM,慢速搅拌15 min 转速为60 RPM,静置沉淀20 min,用注射管抽出烧杯中的上清液,立即用浊度仪测定浊度,污水COD速测仪测其COD,并对测定结果进行纪录.2结果及讨论2.1单一投加方式下,pH值对混凝效果的影响在废水处理中,不同的pH值的进水,对絮凝剂的絮凝效果有着不可忽略的影响,以下就对阳离子改性淀粉及其辅助絮凝剂处理pH值分别为5.5 和8.5进水的模拟废水进行研究.结果如图1所示.图1单一投加方式下混凝效果随pH值变化曲线(1)从图1可以看出,在pH值在5.5和8.5 时,单用0.118 9 mol/L的阳离子改性淀粉处理模拟废水,碱性条件下的除浊效果优于弱酸性条件. 在pH值为5.5时,当阳离子改性淀粉投加量在5～8 mL时,浊度处理是有效果的,其最佳投加量为5 mL.在pH值为8.5时,除浊的最佳投加量为6 mL. 但在最佳投加量处,碱性条件下的处理效果明显优于弱酸性环境.(2)在COD处理方面,表现出碱性条件下的COD去除效果也优于弱酸性条件,在弱酸、弱碱两种环境下,用0.118 9 mol/L的阳离子改性淀粉处理模拟废水去除COD的最佳投加量均为7 ml,但是二者差别不是太大.从上述两组实验可以看出无论是pH=5.5还是pH=8.5的进水,处理后的出水浊度值相差不多,都在1～1.4度的范围内.在处理COD方面,在有效范围内,处理后的出水COD值都在10～20之间,并且COD最高去除率也都在70%附近.由此综合说明,不同pH值对阳离子改性淀粉的絮凝效果影响不大.2.2不同投加方式下,pH值对混凝效果的影响为了取得更高的预期效果可以投加某种助凝剂(辅助药剂),以适当提高混凝效果.助凝剂通常是高分子物质,通常选用的助凝剂一般为骨胶、聚丙烯酰胺及其水解产物、活化硅酸、海藻酸钠等.但从广义上而言,凡能提高或改善混凝剂作用效果的化学药剂也可认为是助凝剂,故在本次研究中选用无机的氯化铁为助凝剂,当pH值为5.5和8.5时用0.118 9 mol/L的阳离子改性淀粉与0.1 mol/L的三氯化铁联合处理模拟废水,结果如图2所示.图2不同投加方式下混凝效果随pH值变化曲线从图2可以看出,处理后出水浊度较高,但是COD处理效果却很好,具体为:(1)碱性条件下的除浊效果优于弱酸性条件;(2)在COD处理方面, 表现出弱酸条件下的COD去除效果明显优于弱碱性条件.从结果可以发现,pH值的调节对出水的水质影响明显,浊度的处理效果相差很大,这是由于三氯化铁为无机类絮凝剂,其受pH值的影响明显. pH值的不同使不同条件下对水中COD的处理结果相差深远,可见在这一投加方式下,pH值的影响不容忽视,COD去除率最高可达到89%.由上面两组数据的图表明显可以看出,不同pH值对处理后的浊度效果偏差很大,而对于COD 的处理效果影响不是很大.3结论(1)当单一投加改性淀粉时,在弱碱性条件下的除浊及除COD效果略优于弱酸性条件;(2)当存在氯化铁助凝剂时,在弱碱性条件下的除浊效果略优于弱酸性条件;而COD的去除效果则相反,弱酸性条件下的效果略优于弱碱性条件;(3)在除浊及去除COD方面,改性淀粉受不同pH值的影响不大,但当存在无机助凝剂(氯化铁) 时,则pH值对其的混凝效果是有影响的.参考文献:[1]赵彦生,李万捷.淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物的合成及其性能[J].水处理技术,1994,20(6):370-373.[2]尹华,彭辉,肖锦.天然高分子改性阳离子絮凝剂的合成及其性能与机理研究[J].重庆环境科学,1999,21 (6):30-32.[3]杨波,赵榆林.天然改性高分子絮凝剂在污水处理中的应用[J].昆明理工大学学报,2000,25(3):85-87.[4]Ganjidoust H.Effect of synthetic and natural coagulant on ligtin removal from pulp and paper wastewater[J].Water Sci- ence and Technology,1997(35):291-296.[5]汤鸿霄.聚合氯化铝与传统混凝剂的凝聚-絮凝行为差异[J].环境化学:混凝专辑,1997,16(6):497-505.甲壳素类絮凝剂甲壳素是自然界中仅次于纤维素的第二大类可再生的天然有机高分子化合物。