不与氯化物起作用

,

从而不会降低其絮凝效果

.

阳离子型有

机絮凝剂近年来已成为国内外的研究热点

,

国内由于阳离子

单体生产有限

,

对其发展产生一定阻碍

. 3)

非离子型人工合

成类有机高分子絮凝剂

.

这类絮凝剂不具电荷

,

在水溶液中

借质子化作用产生暂时性电荷

,

其凝集作用是以弱氢键结

合

,

形成的絮体小且易遭受破坏

.

产品有非离子型聚丙烯酰

胺和聚氧化乙烯

( PEO)

等

.

其中

, PEO

是由环氧乙烷在催化

剂存在下经开环聚合而成

,

高聚合度的

PEO

对水中悬浮的

细小粒子具有絮凝作用

,

其相对分子质量越高絮凝效果越

好

.

该化合物在用量大时表现出分散性

,

只有用量小时才表

现出絮凝性

. PEO

可用于凝聚许多类型的煤的悬浮体

.

低至

5 mg

・

L

- 1

的用量就能明显加快洗煤水的沉降速度

,

处理后

的泥浆比较紧密

,

易去垢

,

尤其对氧化煤悬浮液絮凝更有效

,

不需调

p H

值

,

在该方面它比

PAM

的絮凝能力强

. PEO

对黏

土

(

如高岭土、

蒙脱土、

利伊石、

活性白土

)

的絮凝沉降特别有

效

,

用量为

5mg

・

L

- 1

至黏土量的

0

1

2 %

不等

. 4)

两性型人工

合成类有机高分子絮凝剂

.

两性型有机絮凝剂兼有阴、

阳离

子基团的特点

,

在不同介质条件下

,

其离子类型可能不同

,

适

于处理带不同电荷的污染物

,

特别是对于污泥脱水

,

它不仅

有电性中和、

吸附架桥、

而且有分子间的“缠绕”

包囊作用

,

使

处理的污泥颗粒粗大

,

脱水性好

.

同时

,

其适应范围广

,

酸性、

碱性介质中均可使用

,

抗盐性也较好

. Corpart

等

[ 4 ]

采用苯乙

烯

2丙烯酰胺共聚物

,

在不同条件下分别进行

Hof mann

反应

和酰胺基的水解反应

,

制得相同颗粒大小、

不同电荷密度、

不

同等电点的含羧基和胺基的乳胶共聚物

.

丙烯腈或腈纶废丝

(PAN)

2双腈双胺

(DCD)

类两性有机絮凝剂在国外发展迅

速

,

其基本制备工艺是将

PAN

与

DCD

在

N ,N

2二甲基甲酰

胺溶液中

,

于碱性条件下反应

,

然后在酸性条件下水解制

得

[ 10 ]

. PAN

2

DCD

类有机絮凝剂对染料废水有较好的脱色和

去除

COD

的效果

[ 3 ]

.

天然改性类高分子有机絮凝剂是一类生态安全型絮凝

剂

,

目前研究较多的是美国、

德国、

法国和日本

.

我国的研究

起步较晚

,

商品化速度较慢

,

现仍处于研究开发阶段

.

天然改

性类高分子有机絮凝剂具有基本无毒

,

易生化降解

,

不造成

二次污染的特点

,

且分子结构多样

,

分子内活性基团多

,

可选

择性大

,

易于根据需要采用不同的制备方法进行改性

.

目前

,

天然改性类高分子有机絮凝剂包括淀粉衍生物、

天然胶衍生

物、

木质素衍生物和甲壳素衍生物等化学天然改性类高分子

絮凝剂

. 1)

淀粉及其衍生物

.

由于淀粉是含有多羟基类的天

然高分子化合物

,

其化学性质活泼

,

通过羟基的醚化、

交联、

接枝共聚等化学改性

,

其活性基团大大增加

,

聚合物呈枝化

结构

,

分散了絮凝基团

,

对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉

与促沉作用

.

由于废水处理中大部分微细颗粒和胶体都带有

负电荷

,

对淀粉进行阳离子改性是一个重要的研究方向

.

阳

离子淀粉主要有叔胺型、

交联、

季胺型等

.

近年来

,

淀粉

(

纤维

素

)

2聚丙烯酰胺接枝共聚物研究取得了一定进展

,

其半刚性

主链

(

淀粉、

纤维素

)

和柔性主链上的聚丙烯酰胺支链以化学

链紧密结合形成体积庞大的网状分子

,

絮凝能力强

,

为淀粉

改性产物提供了广阔的应用领域

[ 34 ]

.

淀粉可引入羧基基团

用于重金属污水处理

,

还可以采用乙酰化交联、

酯化交联或

醚化交联

,

再进行黄原酸化

,

制得淀粉黄原酸酯

,

用于处理金

属废水

.

尹华等

[ 38 ]

制备了一种淀粉改性阳离子絮凝剂

,

在一

定条件下对城市污水及饮食业污水进行处理

,

污水

COD

去

除率达

80 %

以上

,

取得良好效果

.

尼日利亚

Benin

大学利用

天然改性后的苛性树薯根淀粉作为有机絮凝剂

,

用于含铁系

矿物质和硅酸盐类的废水处理

,

表现出良好的絮凝效果

[ 19 ]

.

2)

天然胶衍生物

.

肖锦等

[ 33 ]

在开发一种天然含胶植物粉

F

691

的基础上

,

通过一系列改性

,

接入

- COO

-

、

- PO

3

2 -

、

- O H

、

- CON H

2

等活性基团

,

通过不同活性基团及不同分

子量组分实现高效絮凝功能

,

研制了改性复合药剂

CG

2

A ,

在

油田污水净化过程中不仅是优良的絮凝剂

,

还对抑制设备点

蚀有良好效果

.

之后又开发出

CG

2

A

3

、

CM T

2

A

、

CM G

2

A

2

、

CGA

2

SP

和

CGP

2

A

等

,

均为在

CG

2

A

作化学改性基础上制得

的阴离子型产物

[ 8 ]

.

近两年

,

又在

F

691

上接枝有机磷酸基和

羧基

,

研制季胺盐阳离子水处理剂和两性高分子改性水处理

剂

,

主要有

GM T

2

A

、

CP

2

A

、

FIQ

2

C

、

FSM

2

C

和

CGAAC

等

,

实

验证明

,

它们均具有高效的絮凝性能

[ 32 ]

. 3)

木质素衍生物

.

木质素是一种高分子芳香族聚合物

,

大量存在于植物木质化

组织细胞壁中

.

全球陆生植物每年可合成

5

×

10

10

t

木质素

,

是一种重要的可再生资源

.

木质素分子结构复杂

,

含有醚键、

双键、

苯甲醇的羟基、

酚羟基、

羰基和苯环等

,

可通过烷基化、

羟甲基化、

酯化、

酰化等反应进行改性

.

将木质素黄酸盐与相

对分子质量

120

～

1 000

的聚乙二醇在碱性条件下加热回流

进行交联反应得到的黏稠高聚物对水中悬浮固体有很好的

絮凝效果

.

木质素黄酸盐还可与二甲胺和甲醛作用

,

作为硫

酸盐纸浆厂漂白废水絮凝剂

,

脱色效果显著

,

可脱去

70 %

的

废水颜色

.

吴冰艳等

[ 35 ]

以从造纸黑液中提取的木质素为原

料

,

使用强碱催化体系与季胺盐单体进行了接枝共聚反应

,

合成了木素季胺盐絮凝剂

,

对丁酸染料废水色度去除率达

90 %. 4)

甲壳素及其衍生物

.

甲壳素的天然储量十分丰富

,

可

经脱乙酰化制得壳聚糖

.

壳聚糖是迄今为止发现的唯一天然

碱性多糖

,

是仅次于纤维素的第二大天然高分子

.

这类物质

分子中含有酰胺基及氨基、

羟基

,

具有絮凝吸附等功能

.

作为

线性聚胺

,

壳聚糖在酸性介质中溶解后

,

随着氨基的质子化

表现出阳离子聚电解质的性质

,

不仅对重金属具有螯合的吸

附作用

[ 9 ,15 ]

,

还可有效吸附水中带负电荷微细颗粒

,

已用于

HCL

、

H

2

SO

4

、

多氯联苯

( PCB)

、

染料等生产废水的处理及废

水中某些农药的吸附

[ 3 ,11 ]

.

更重要的是

,

壳聚糖可降解性好

,

使用过程中不会造成二次污染

[ 36 ]

,

因此被广泛用于食品加

工水的处理

,

可使各种食品加工废水固形物减少

70 %

～

98 %

[ 8 ]

.

曾德芳等

[ 40 ]

成功地获得了一套适合我国国情的用

壳聚糖工业化生产絮凝剂的最佳工艺路线

,

为壳聚糖絮凝剂

在我国的工业化、

商品化奠定了良好的基础

.

与无机絮凝剂

相比

,

有机高分子絮凝剂具有用量少

,p H

适用范围广

,

受盐

类及环境条件影响小

,

污泥量少

,

处理效果好等优良性能

,

越

来越受到人们的关注

[ 15 ]

.

0

6

5

1

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　应　用　生　态　学　报　　　　　　　　　　　　　　　　　　

16

卷