有機絮凝劑的四種分類

有機高分子絮凝劑大體可分為人工合成類有機高分子絮凝劑和天然改性類有機高分子絮凝劑兩大類.前者是利用高分子有機物分子量大、分子鏈官能團多的結(jié)構(gòu)特點經(jīng)化學合成的一類有機絮凝劑,具有產(chǎn)品性能穩(wěn)定、容易根據(jù)需要控制合成產(chǎn)物分子量等特點.根據(jù)有機絮凝劑所帶基團能否離解及離解后所帶離子的電性,可將其分為: 1)陰離子型人工合成類有機高分子絮凝劑,目前廣泛應(yīng)用的有聚丙烯酰胺(PAM)和聚丙烯酸鈉(PAA),其中陰離子型PAM的陰離子基團是通過酰胺基水解制得,或通過酰胺基的反應(yīng)接枝聚合上去的.PAM最早在1893年由Moureu用丙烯酰氯與氨在低溫下反應(yīng)制得的,1954年首先在美國實現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn).它是一種線型水溶性有機高分子化合物,其聚合度高達20 000~90 000,相應(yīng)的分子量高達50~1700萬,聚丙烯酰胺易溶于冷水,而在有機溶劑中溶解度有限,分子鏈長,具有優(yōu)良的絮凝性能.聚丙烯酸鈉也是一種高效的陰離子型有機高分子絮凝劑,它是以丙烯酸鈉為原料,在水溶液中以過氧化物為引發(fā)劑,經(jīng)聚合、濃縮而得.由于具有相對高的分子量,使其在水溶液中有很好的溶解度,呈真溶液;它本身帶電荷,可促使帶有不同表面電荷的懸浮粒子凝聚;它還具有活性吸附機能,能將懸浮粒子吸附在其表面,使懸浮粒子互相凝聚,形成大塊絮凝團.因此,具有凈化、促進沉降和有利過濾等作用.在工業(yè)給水、廢水處理,特別是在氯堿工業(yè)的鹽水處理上,代替荷化麩皮或聚丙烯酰胺,可顯著提高堿的質(zhì)量.日本Kansai大學利用油酸鈉作為絮凝劑處理水中的微細鐵離子,研究表明,增加油酸鈉的濃度不僅使絮凝物質(zhì)更穩(wěn)定而且能增加其使用的pH值范圍.

2)陽離子型人工合成類有機高分子絮凝劑.一般通過陽離子基團與有機物接枝獲得.常用的陽離子基團有季銨鹽基、吡啶嗡離子基或喹啉嗡離子基.產(chǎn)品有聚二烯丙基二甲基氯化銨(PDMDAAC)、環(huán)氧氯丙烷與胺的反應(yīng)產(chǎn)物、胺改性聚醚和聚乙烯吡啶等.其中,聚二烯丙基二甲基氯化銨是一種高效陽離子型高分子絮凝劑,它在油田污水、含油污水和除濁處理中都有很好的性能,在油田污水處理中它可以克服國內(nèi)常采用的堿式氯化鋁或聚丙烯酰胺絮凝的弊端,如絮凝速度慢、凈化效果差、加重殺菌工序負擔等,因其自身的優(yōu)點(去油力強,絮凝速度快),現(xiàn)廣泛運用于油田污水處理;它對含色污水處理也有很好效果,同時也能降低COD值.與其他陽離子絮凝劑相比,環(huán)氧氯丙烷與胺的反應(yīng)產(chǎn)物在含氯分散相的分散體中不與氯化物起作用,從而不會降低其絮凝效果.陽離子型有機絮凝劑近年來已成為國內(nèi)外的研究熱點,國內(nèi)由于陽離子單體生產(chǎn)有限,對其發(fā)展產(chǎn)生一定阻礙.

3)非離子型人工合成類有機高分子絮凝劑.這類絮凝劑不具電荷,在水溶液中借質(zhì)子化作用產(chǎn)生暫時性電荷,其凝集作用是以弱氫鍵結(jié)合,形成的絮體小且易遭受破壞.產(chǎn)品有非離子型聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯(PEO)等.其中,PEO是由環(huán)氧乙烷在催化劑存在下經(jīng)開環(huán)聚合而成,高聚合度的PEO對水中懸浮的細小粒子具有絮凝作用,其相對分子質(zhì)量越高絮凝效果越好.該化合物在用量大時表現(xiàn)出分散性,只有用量小時才表現(xiàn)出絮凝性.PEO可用于凝聚許多類型的煤的懸浮體.低至5 mgoL-1的用量就能明顯加快洗煤水的沉降速度,處理后的泥漿比較緊密,易去垢,尤其對氧化煤懸浮液絮凝更有效,不需調(diào)pH值,在該方面它比PAM的絮凝能力強.PEO對黏土(如高嶺土、蒙脫土、利伊石、活性白土)的絮凝沉降特別有效,用量為5mgoL-1至黏土量的012%不等。

4)兩性型人工合成類有機高分子絮凝劑.兩性型有機絮凝劑兼有陰、陽離子基團的特點,在不同介質(zhì)條件下,其離子類型可能不同,適于處理帶不同電荷的污染物,特別是對于污泥脫水,它不僅有電性中和、吸附架橋、而且有分子間的“纏繞”包囊作用,使處理的污泥顆粒粗大,脫水性好.同時,其適應(yīng)范圍廣,酸性、堿性介質(zhì)中均可使用,抗鹽性也較好.Corpart等采用苯乙烯-丙烯酰胺共聚物,在不同條件下分別進行Hofmann反應(yīng)和酰胺基的水解反應(yīng),制得相同顆粒大小、不同電荷密度、不同等電點的含羧基和胺基的乳膠共聚物.丙烯腈或腈綸廢絲(PAN)-雙腈雙胺(DCD)類兩性有機絮凝劑在國外發(fā)展迅速,其基本制備工藝是將PAN與DCD在N,N-二甲基甲酰胺溶液中,于堿性條件下反應(yīng),然后在酸性條件下水解制得.PAN-DCD類有機絮凝劑對染料廢水有較好的脫色和去除COD的效果.

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