絮凝劑的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(編輯修改稿)
2024-09-01 16:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 改性淀粉絮凝劑的研究、開發(fā)尤為引人注目。因為淀粉來源廣、價格低廉,并且產(chǎn)物完全可被生物降解,在自然界中形成良好循環(huán)。淀粉是由許多脫水葡萄糖單元經(jīng)糖 鍵連接而成,每個脫水葡萄糖單元的6三個位置上各有一個醇羥基,因此淀粉分子中存在大量活性基團,其衍生物由分子中葡萄糖單元上羥基與某些化學試劑在一定條件下反應(yīng)而制得。陽離子淀粉就是非常重要的淀粉衍生物之一,它是胺類化合物與淀粉分子的羥基在鹼催化作用下反應(yīng)生成的具有氨基的醚衍生物,使氮原子帶正電荷。季銨型陽離子淀粉因具有陽離子性強,適應(yīng)點,成為各國學者研究的重點。除季銨型陽離子淀粉外,其它陽離子淀粉如叔胺型陽離子淀粉、交聯(lián)陽離子淀粉,陽離子雙醛粉、兩性陽離子淀粉等的合成及應(yīng)用均有報道。陽離子淀粉在工業(yè)廢水處理中是優(yōu)良的高分子絮凝劑和陰離子交換劑。近年來,各類淀粉與丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯 等的接枝共聚反應(yīng)的研究和產(chǎn)品開發(fā)應(yīng)用，已經(jīng)廣泛開展。它與聚丙烯酰胺相比具有穩(wěn)定性強、適應(yīng)范圍廣、絮凝能力強等特點。因此，淀粉接枝聚丙烯胺類具有廣泛有應(yīng)用前景。木質(zhì)素生物絮凝劑木質(zhì)素是存在于植物纖維中的一種芳香族高分子,利用木質(zhì)素與低級脂肪醛聚合或氧化縮聚,可得到性能良好的絮凝劑。有文獻報道木質(zhì)素改性產(chǎn)品可用作含蛋白質(zhì)廢水的絮凝劑,而回收蛋白質(zhì)的最好去處是用作飼料,所以不宜用有毒物質(zhì)絮凝,Ｍｃｋａｇｕｅ報道了硫酸鹽木質(zhì)素按Ｍａｎｎｉｃｈ反應(yīng),與二甲胺和甲醛作用,進行甲基化和氯甲基化后,生成的木質(zhì)素季銨鹽衍生物可用作硫酸鹽漿廠漂白廢水的絮凝劑,效果顯著。我國朱建華等人利用造紙蒸煮廢液中的木質(zhì)素合成了木質(zhì)素陽離子表面活性劑,用其處理陽離子染料、直接染料及酸性染料廢水,實驗結(jié)果表明:這種藥劑具有良好的絮凝性能,對各種染料的脫色率均超過90%[15]。甲殼素衍生物絮凝劑甲殼素是僅次于纖維素的第二大天然有機高分子化合物,它是甲殼類(蝦蟹)動物、昆蟲的外骨骼的主要成分。對甲殼素分子進行改造,脫去乙 基,得到性能良好的絮凝劑———殼聚糖。殼聚糖的游離氨基可接受質(zhì)子或鹽,在酸性水溶液中可溶解流失,使其應(yīng)用受限。因此,人們對其進行不斷改性以提高其性能,所得物質(zhì)分子中均含有 胺基及氨基、羥基,故具有絮凝吸附等功能。殼聚糖是一種線性聚胺,溶于酸性介質(zhì)后,隨著氨基的質(zhì)子化,即表現(xiàn)出陽離子聚電解質(zhì)的性質(zhì),不僅對重金屬具有螯合吸附作用,還可有效吸附水中的負電性微粒。其優(yōu)點是用量少、效率高、易再生。據(jù)報道,甲殼素多聚糖廢水淨化劑再生容易,用少量水洗滌后,在空氣中氧化6%～8ｈ,即可恢復(fù)吸附功能,可重復(fù)再生12次,老化失效后可用作燃料。我國海岸線長,江南湖泊眾多,甲殼素資源十分豐富。開發(fā)殼聚糖絮凝劑是我國水處理絮凝劑的發(fā)展方向之一[16]。3 微生物絮凝劑微生物絮凝劑是一類由微生物產(chǎn)生并分泌到細胞外,具有絮凝活性的代謝產(chǎn)物,主要由具有兩性多聚電解質(zhì)特性的糖蛋白、多糖、蛋白質(zhì)、纖維素和ＤＮＡ等生物高分子化合物,以及有絮凝活性的菌體等組成。因微生物絮凝劑無二次污染,具有使用安全、方便、絮凝效果良好以及獨特的脫色效果,適用范圍廣、絮凝活性高、易于生物降解,屬于綠色環(huán)保產(chǎn)品,被稱為第三代絮凝劑,[17]主要類型見表2。絮凝劑的種類及其發(fā)展趨勢 絮凝劑的工作原理 無機絮凝劑絮凝劑分為無機型和有機型兩大類。無機絮凝劑按金屬鹽可分為鋁鹽系及鐵鹽系兩類；按陰離子成分又可分為鹽酸系和硫酸系；按分子量可分為低分子系和高分子系兩大類。 低分子絮凝劑包括硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵、氯化鐵等，其中硫酸鋁最早是由美國開發(fā)的，迄今為止一直是重要的無機絮凝劑之一。但用于水處理時，低分子絮凝劑存在著成本高，腐蝕性大，在某些場合凈水效果還不理想等缺點。 無機高分子絮凝劑（IPF）是60年代后在傳統(tǒng)的鋁鹽、鐵鹽的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類新型的水處理劑，和傳統(tǒng)藥劑相比，它能成倍地提高效能，且價格相應(yīng)較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢。目前，在日本、俄羅斯
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