有機(jī)高分子絮凝劑的研究及應(yīng)用

李 凱

（蘭州資源環(huán)境職業(yè)技術(shù)學(xué)院 甘肅蘭州 730021）

近年來我國科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步也催生出多種水處理方法，包括：物理吸附法、絮凝沉淀法、離子交換法、電滲析法等等。在多種水處理方法中，沉淀法可以有效改善廢水的渾色度、濁度，并可理想地去除部分重金屬離子和多種有機(jī)高分子物質(zhì)，從而達(dá)到改善污泥的脫水性能的目的。絮凝劑作為沉淀法中的重要因素直接影響最終的污水處理結(jié)果。高分子絮凝劑擁有良好的絮凝性能并兼具操作簡便的優(yōu)點(diǎn)，目前主要應(yīng)用于廢水處理的預(yù)處理過程和深度處理過程。常用的絮凝劑主要分為兩種類型：無機(jī)和有機(jī)高分子絮凝劑。有機(jī)高分子絮凝劑具有絮凝速度快、用量少等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛推廣，吸引了越來越多的關(guān)注。本文主要從人工有機(jī)高分子絮凝劑、天然有機(jī)高分子絮凝劑的合成以及有機(jī)高分子絮凝劑在廢水處理中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 人工有機(jī)高分子絮凝劑的合成

1.1 水溶液聚合

水溶液聚合是目前為止應(yīng)用最廣泛的一種合成有機(jī)高分子絮凝劑的方法，這種合成方法屬于均相體系，方法中應(yīng)用的單體以及引發(fā)劑都可以溶于水溶劑當(dāng)中。陳密峰等運(yùn)用了水溶液自由基的聚合反應(yīng)合成了一種兩性絮凝劑，能夠有效改善洗煤水、污泥的脫水性能；趙娜娜等人則運(yùn)用水溶液聚合法成功合成一種疏水締合陽離子有機(jī)高分子絮凝劑，可大力提高絮凝劑凈化含油廢水的處理能力；還有人合成了一種改性陽離子絮凝劑，如果將這種絮凝劑與五其他種無機(jī)絮凝劑混合使用來處理污水，在最理想的條件下SS、COD去除率可分別高達(dá)98.0%和96.3%。

1.2 反相乳液、反相懸浮聚合

將水溶性單體拆散成W/O乳液所采取的聚合方法便是反相乳液聚合合成法。王瑋等采用這種聚合法成功研制出陽離子聚丙烯酰胺，無機(jī)絮凝劑明礬與這種物質(zhì)復(fù)配使用時可有效提高絮凝的效果；顧學(xué)芳等采用反相乳液聚合研制出了PDA，采用PDA處理廢水可將降低廢水的濁度至2NTU以下；Gemma等采用這種聚合法在反應(yīng)器中合成一種陽離子有機(jī)高分子絮凝劑，并得出一個結(jié)論：兩個串聯(lián)使用的反應(yīng)器合成的有機(jī)高分子絮凝劑處理效果要比單個反應(yīng)器合成的有機(jī)高分子絮凝劑絮凝好。

反相懸浮聚合合成法與反相乳液聚合合成法差別不大，主要是分散粒子的粒徑不同。我國目前采用反相懸浮聚合合成法合成有機(jī)高分子絮凝劑的應(yīng)用不多。類似的DMDAAC／AM絮凝劑、陰離子淀粉接枝改性共聚物等物質(zhì)都是通過此類方法研制的。

除了以上常見的幾種聚合法之外，人工合成有機(jī)高分子絮凝劑還包括堿性水解法、微波聚合法等。

2 天然有機(jī)高分子絮凝劑

2.1 淀粉衍生物

淀粉分子中包括兩種結(jié)構(gòu)，即直鏈與支鏈。一般來說，支鏈淀粉所占比例較大，不過支鏈淀粉的絮凝性能較差，因此，天然的淀粉得到的絮凝效果不夠好，一般利用淀粉分子的改性反應(yīng)得到的絮凝效果較理想。如果醚化淀粉或其衍生物，就能夠得到一種天然高分子絮凝劑，能夠較好地絮凝帶有負(fù)電荷的顆粒。實(shí)驗(yàn)證明，陽離子淀粉具有良好的脫色性能和脫水效果。具有特殊的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的交聯(lián)淀粉處理含重金屬離子的廢水能力較強(qiáng)，對含有廢水中銅、汞、鉛等重金屬離子的廢水來說絮凝效果較強(qiáng)。另外，還可將淀粉與其他單體共聚生成淀粉接枝共聚物，也具有良好的去除重金屬離子的處理效果，并且具有用量少、成本低等優(yōu)勢。

2.2 殼聚糖類

在廣袤的自然界之中，甲殼素屬于第二大類天然的高分子化合物，而殼聚糖作為甲殼素脫乙?；囊环N產(chǎn)物，同時也是一種陽離子型絮凝劑，可通過各種化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行改性，以便賦予殼聚糖所需的不同特性。由此看來，此類絮凝劑具有相當(dāng)大的發(fā)展?jié)摿蛻?yīng)用前景。

2.3 木質(zhì)素類

木質(zhì)素的分子結(jié)構(gòu)比較多樣化，方便制成擁有特殊功能的廢水處理劑，其應(yīng)用也比較廣泛。木質(zhì)素與其他物質(zhì)聚合可生成一種兩性木質(zhì)素絮凝劑，在不同的物理、化學(xué)條件下經(jīng)過醚化、聚合還可制得多種絮凝劑，用來高效處理造紙廢水等。

2． 4 植物膠類

可以從植物或者植物的種子中提取出所需的植物膠。半乳甘露聚糖是植物膠中的主要成分，是一種多糖類的天然高分子化合物。半乳糖一甘露糖結(jié)構(gòu)交聯(lián)性和水溶性較好，低濃度下配置的水溶液穩(wěn)定性較好、粘度高。在80年代后，植物膠作為一種絮凝劑在我國的廢水處理中得到廣泛應(yīng)用。

3 結(jié)語

隨著中國在國際中影響的深入，以及國外技術(shù)的引入都極大地轉(zhuǎn)變了人們傳統(tǒng)的思想觀念。我國水資源短缺現(xiàn)象愈演愈烈以及國家對環(huán)保法規(guī)的不斷強(qiáng)化都給有機(jī)高分子絮凝劑的應(yīng)用提供了大好機(jī)遇，這必將推動我國的有機(jī)高分子絮凝劑產(chǎn)業(yè)穩(wěn)定、快速、長遠(yuǎn)發(fā)展。

[1]蘆曉然，王慶濤，彭曉宏．AM／DMC／DMDAAC三元共聚物粉劑的制備及應(yīng)用[J]．現(xiàn)代化工，2010，30(5)：44—48．

[2]劉存海，朱玉鳳，張光華．改性殼聚糖的制備及在電鍍含鉻廢水中的應(yīng)用 [J]． 陜西師范大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2009，37(6)：47—50．

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