天然有机高分子絮凝剂
发布时间:2015/11/20 编辑:绿世界
在20世纪70年代以来,许多国家开始投入资金研制化学改性有机高分子絮凝剂。相对合成有机高分子絮凝剂来说,天然高分子絮凝剂具有使用量小的特点,这是因为天然高分子絮凝剂的分子量低、电荷密度小并且容易由于发生生物降解而失去絮凝活性。天然高分子絮凝剂含有多种如羟基和酚羟基等之类的活性基团,在污泥处理过程中具有很强的较活泼的化学性质。在污泥处理的过程中,一般通过羟基的醚化、酯化、交联、氧化以及接枝共聚等化学改性,可以大大增加其活性基团[6]。通过将聚合物转成枝化结构,将絮凝基团进行分手.对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉与促进作用。人们通过对其进行了大量的改性研究来提高这类物质的絮凝效果,经过改性以后,与合成有机高分子絮凝剂相比,天然高分子絮凝剂具有无毒廉价以及选择性大等优点。按其原料来源不同,这类絮凝剂大体可分为木质素衍生物、淀粉衍生物以及甲壳素衍生物等。
在于70年代中后期,Rachor和DiNing分别以木质素为原料,通过不断的研究和改良合成了季胺型阳离子表面活性剂,在投入使用以后取得了很好的污泥絮凝效果。木质素是指存在于植物纤维素中的一种芳香族高分子化合物,大量应用于造纸工业,是纸浆的主要成分。如果含有大量木质素造纸废液大量排放到自然界中,不仅会造成了物质资源的极大浪费,还会严重污染环境,因此必须要重视以木质素为基础原料制备包括处理剂在内的各种化工产品的研究。我国吴冰艳等人在前人的研究基础上,合成了木质素季胺盐絮凝剂,并且在处理高色度、高浓度的污泥时的脱色效果非常好[7]。还有人在研究的基础上,利用木质素阳离子表面活性剂,合成了效果很好的絮凝剂,可以用于处理直接染料及酸性染料废水和阳离子染料,有关实验表明,这种木质素改性产品还能做成蛋白质废水的絮凝剂,由于其具有无毒性,还可以将其的蛋白质进行回收利用,用作饲料。淀粉衍生物在众多天然改性高分子絮凝剂中的研究开发更加受到人们的重视,再加上淀粉价格低廉、来源广泛、且产物完全可以生物降解的优点,能够在自然界中形成良好的循环。淀粉是由许多脱水葡萄糖单元经糖苷健连接而成的物质,并且每个脱水葡萄糖单元在2、3、6三个位置上各有—个醇羟基,在淀粉分子中具备大量的活性基团。而淀粉衍生物是在一定条件下反应通过其分子中葡萄糖单元上羟基加上某些化学试剂一 起制得的。近年来各类淀粉与丙烯酸、丙烯酸脂、丙烯酰胺、丙烯腈等的枝接共聚反应的研究已经广泛开展,其产品开发应用问题耶非常值得注意与聚丙烯酰胺相比,这类絮凝剂具有适应范围广、稳定性强、絮凝能力强等特点。
甲壳素衍生物也是一种应用得比较广泛的一种天然有机高分子絮凝剂。在自然界中,甲壳素的含量仅次于纤维素,是自然界第二大天然有机高分子化合物,同时也是昆虫外骨骼和甲壳类动物(虾、蟹)的主要成分,国外早已经开始甲壳素的研究并取得了很大的进展。通过对甲壳素脱去乙酰基得到壳聚糖,进行适当的分子改造,能够合成一种性能良好的絮凝剂。这类物质分子中由于含有酰胺基、氨基及羟基,能够具有很强的絮凝吸附等功能。我国在学习国内外先进经验研究的基础上,将其更加广泛地应用到污泥处理方面,并且取得了重大成就,在一定程度上实现了商品化,进入到实用阶段。
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