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样、

活性基团多、相对分子质量高

, 具有用量少、浮渣

产量少、

絮凝能力强、絮体容易分离、除油及除悬浮物

效果好等特点

, 在处理炼油废水、工业废水、高悬浮物

废水及固液分离中有着广泛的用途。有机高分子絮
凝剂可分为合成有机高分子絮凝剂和天然高分子絮

凝剂

[ 8]

1. 3  微生物絮凝剂

微生物絮凝剂是上世纪

80年代后期研究开发的

3类絮凝剂

[ 9、10]

, 是一类由微生物产生的具有絮凝

剂活性的代谢产物

, 主要有糖蛋白、多糖、蛋白质、纤

维素和

DNA 以及有絮凝剂活性的菌体等。该絮凝剂

是利用生物技术

, 通过微生物发酵、抽取、精制而得到

的一种新型、

高效、

廉价的水处理剂

, 是一种无毒的生

物高分子化合物。

生物絮凝剂的开发始于上世纪

70年代末。 1976

, 日本学者在研究酞酸生物降解过程中发现了具有

絮凝作用的微生物培养液。上世纪

80年代后期, 制

成了名为

NOC- 1的第一种生物絮凝剂, 它是目前发

现的最佳生物絮凝剂

, 具有很强的絮凝活性, 广泛应

用于畜产废水、膨化污泥、瓦厂废水、有机废水的 处

理。我国南开大学的庄源益等在这方面做了不少研

, 开发的 NAT型生物絮凝剂可直接处理黑染料生

产废水

, 脱色率达 60%

[ 11]

目前一般认为

, 生物高分子絮凝剂主要通过桥架

作用和电中和作用

, 使颗粒和细胞聚合, 其它的絮凝

作用机理如网捕作用、粒质说等 可解释部分絮凝 现

象。实际上

, 絮凝是一个复杂的过程, 絮凝剂的种类

和浓度、

分子构型、相对 分子质量大小、胶体表面 性

质、

pH 值等因素均能影响其絮凝性能。

微生物絮凝剂具有絮凝范围广、

絮凝活性高、安

全、

无害、

无污染、

脱色效果独特等特点

, 加上絮凝剂

产生菌的种类多、

生长快、易于实现工业化

, 微生物絮

凝剂的研究正成为当今世界絮凝剂方面研究的重要

课题

[ 12]

2 新型絮凝剂的发展及研究现状

    近年来, 随着合成技术的发 展和工业应用的 需

, 越来越多的新型结构聚合物絮凝剂得到开发与应

, 如聚合物有机微粒絮凝剂、树枝状聚合物絮凝剂

和梳型聚合物絮凝剂等。

梳形聚合物是一种特殊的接枝聚合物

, 它由一条

聚合物主链和多条与之通过共价键相连的支链组成。

梳形聚合物与一般的接枝聚合物在精细结构方面的

区别为

: 梳形聚合物分子中所有侧链等长; 梳形聚合

物的接枝密度远高于一般的接枝聚合物。

通过对絮凝剂絮凝机理的研究可知

, 聚合物相对

分子质量是架桥絮凝的关键因素

, 其他的因素, 如聚

合物的电荷密度、颗粒表面的电荷密度和系统的离子
强度也很重要。相对分子质量越高

, 链越长, 在颗粒

间架桥形成絮凝物的能力就越强。而聚合物电荷密

度是聚合物分子向 颗粒表面扩散、吸 附的主要驱动

, 电荷密度越高, 对细小颗粒的静电吸附点就越多,

导致聚合物与颗粒间的强烈吸附。同时

, 聚合物电荷

密度越高

, 分子链上带电基团之间的 静电排斥力越

, 使聚合物分子链在溶液中呈更舒展的构型, 有利

于细小颗粒表面 聚合物分子形成的环或 链的扩展。

但也应注意

, 聚合物的电荷密度过高, 将加快聚合物

的重构速度

, 并使聚合物呈平坦的吸附构型, 对架桥

絮凝将产生不利的影响。

现比较两种结构絮凝剂

, 一种是常用线性无规的

阳离子共聚物

, 另一种为梳形结构接枝聚合物, 其支

链梳齿是阳离子低聚物

, 其结构见图 1。

1  随机线性结构与梳形结构阳离子

絮凝剂微胶体结构示意图

由图

1可以看出, 无规阳离子共聚物的电荷随机

分布在分子链上

, 局部的电荷密度较低, 而梳型结构

阳离子絮凝剂的电荷集中分布在梳齿上

, 局部电荷密

度较高。

2是随机线性结构与接枝结构阳离子絮凝剂

絮凝示意图。从图

2可以看出, 对于无规则阳离子共

聚物

, 位于 / 架桥 0部分的阳离子基团并没有很好地

和悬浮颗粒表面起到静电中和作用

, 而是被 / 浪费 0

)

61

)

李贺敏等

  水处理絮凝剂的研究与发展趋势                         20081Vo l122, No. 11 

化工时刊