高分子水处理剂研究

高分子水处理剂研究
高分子水处理剂研究
高分子水处理剂研究【1】
【摘要】水是生命之源，但社会的进步，使人们对水资源的需求更大，水体污染也随之加剧。

为了能够实现高效环保的污水处理目标，本文对新型、环保、高效、且成本低廉的高分子水处理剂进行简要概述。

【关键词】水体污染;高分子;水处理剂
一、高分子水处理絮凝剂
(一)絮凝剂的发展
絮凝剂发展已经经历了较为漫长的过程。

最早研究和制备的都是传统的无机絮凝剂，主要是一些低价金属盐类，接着又陆续发展研究出了：无机高分子、有机高分子以及微生物絮凝剂。

1.无机絮凝剂
传统的无机絮凝剂主要是铝、铁盐类，如氯化铝、氯化铁、明矾等。

主要机理基本都是无机盐或其水解过程的中间产物，在水中产生的阳离子与胶体粒子或者悬浮颗粒表面带有的负电荷，在静电吸附作用力下相结合，使这些带负电荷的悬浮物沉淀而从水中分离。

但其分子量较低，用量大，絮凝效果较差。

无机高分子絮凝剂多为铁、铝类的聚合物，如聚合硫酸铁、聚合氯化铁、聚合氯化硫酸铁等。

但pH值及共存盐类对其絮凝效果影响较大，絮凝剂性能不稳定，储存时间短，还有可能造成二次污染问题。

2.有机高分子絮凝剂
有机高分子絮凝剂与无机絮凝剂相比，其用量少、沉降快、受温度、值和盐类的影响小，发展前景广阔。

合成有机高分子絮凝剂的原料主要为石化产品，最为广泛的是聚
丙稀酰胺及其衍生物、同系物的应用。

聚丙稀酰胺类絮凝剂分子量高，在水中可通过架桥作用、电子吸附中和作用使悬浮粒子、有机物沉降出来。

但随着资源危机的加剧，导致石油产品价格上涨，使人们难以接受丙稀酰胺絮凝剂的价格。

天然高分子絮凝剂主要有淀粉、木质素及甲壳素及其衍生物等类絮凝剂等。

这类絮凝剂的成本低廉，产品可完全生物降解，环保无污染问题。

但其絮凝效果较差。

3.微生物絮凝剂
微生物絮凝剂，是生物技术发展的产物，它从微生物体内或其分泌物中提取、纯化得到的高分子聚合物，有较高的热稳定性且安全高效，并能自然降解。

但因其受易水质的影响、产量小、成本高，目前还处于研究中，无法实现工业化。

从上述絮凝剂的发展历史来看，经过漫长的过程，无机絮凝剂慢慢由有机和微生物絮凝剂代替。

二、淀粉改性絮凝剂的研究
天然淀粉具有亲水性，但是低温时与水不溶，且加热还会产生糊化、变稠及流动性差等缺陷，因此使用时有很大的局限性。

而聚丙稀酰胺在高分子絮凝剂中最具代表性，广泛应用于各种领域，但其价格高，受温度、酸碱度等条件的影响大。

因此研究以天然高分子经化学改性而形成的天然改性高分子絮凝剂势在必行。

淀粉接枝丙稀酰胺类絮凝剂弥补了性能上的不足，这种新型絮凝剂兼具天然、合成高分子的双重性能，把淀粉亲水的刚性链作为骨架，接枝柔性的聚丙炼酰胺支链，而形成刚柔并济的网状大分子，具有比更强的捕获能力。

其用量少、价格低、分子链宽、热稳定性强、效果好，备受人们关注。

近年来，淀粉接枝聚丙稀酰胺絮凝剂的报道有很多，郭玲等人利用60Coγ射线预辐照法制备出了淀粉接枝共聚物，絮凝效果比国产聚丙稀酰胺要好，处理过的废水达到了排放标准;史俊杰将玉米淀粉与丙炼酰胺接枝，并用于生活污水和含油废水的处理;李淑红等将淀粉接枝丙稀酰胺絮凝剂处理高矿化度的油田废水，且性能优良，处理后水的独度及都到达了排放标准;黄公洛将淀粉接枝丙烯酰胺聚合物应用于长江水的处理，与无机絮凝剂聚合氯化铝对比，可以明显看出淀粉接枝丙稀酰胺絮凝剂的效果更优。

三、超分子水处理吸附剂
(一)超分子化学的研究进展
超分子作用是具有分子识别能力的主客体分子间的相互作用，其分子间作用力包括：氢键、范德华力、静电作用力、疏水亲脂作用力、芳香堆积力、配位键作用力等。

所谓分子识别是指主体对客体选择性地结合并产生特殊功能的过程，它是构成超分子结构、体系的基础，是超分子化学研究的一个核心内容。

但并不是任意两个分子之间都能形成超分子体系，首要前提是需要一个特定空间环境，并能通过一定的形式进行相互匹配。

其中的匹配包括主客体的结合、尺寸与形态的兼容、分子与电子的互补、刚柔性的调节、主客体之间相互作用点和接触面积的多少等等。

这些匹配使得超分子具有的高度的选择识别能力，而自发形成有序结构的这种过程就称作超分子自组装。

(二)静电纺丝技术
静电纺丝是现有的唯一可以连续制备纳米纤维的技术，该技术在1934年间由Formhals提出，其原理是：在外加电场的作用下，在注射器内的聚合物溶液或溶体克服自身的表面张力而形成喷射细流，最终溶剂蒸发或溶体冷却得到纤维。

各种研究结果表明，静电纺丝得到的纤维具有各项优异性能，如比表面积大、硬度和强度都较高等，并且通过改变静电纺丝的参数，
我们可以得到不同特殊结构的纤维，如多孔、中空、有序排列和三维结构的纤维等。

(三)纳米纤维在水处理中的应用
纳米纤维膜技术具有低操作成本、高效等特性。

广泛地应用于水处理领域。

静电纺丝制备的纳米纤维具有直径小、多孔、比表面积大等性能，是一种优良的膜材料，在水处理中可用作检测和过滤、吸附分离。

Haider Sajjad等人用静电纺丝法制备了壳聚糖膜并测定了其在水溶液中对金属的吸附性能，结果表明，壳聚糖膜在水中没有丧失生物适应性、活性和无毒性，并表现出了良好的抗腐烛及金属吸附性能。

Kris J Senecel等人将带有羧基的PVC，带有氨基的聚胺和聚亚安酯混纺得到纤维膜，该膜因带有特定的功能型官能团，所以对特定的抗体或污染物有很高的灵敏度，在污染物检测中很有应用前景。

四、小结
水资源短缺是我国面临的关系到国计民生的重大问题，对水体污染的治理显得极为重要。

目前，污水处理主要有吸附法、化学中和沉淀法、电解法、离子交换法、电渗析等，但这些方法或者所需费用昂贵，或者不能有效处理。

所以，寻找新型、环保、高效、且成本低廉的水处理材料将是以后的发展方向。

参考文献：
[1]刘鹤.纤维素纳米晶体及其复合物的制备与应用研究[D].中国林业科学研究院，2011.
[2]袁毅桦.基于壳聚糖与海藻酸钠的改性聚合物的制备结构与性能研究[D].华南理工大学，2012.
水处理中高分子铁盐絮凝剂的应用研究【2】
【摘要】近年来，水源水质不断恶化，城市供水水质标准日趋严格，对水厂出水水质提出了更高要求。

本文综述了几种高分子铁盐絮凝剂的研究情况，介绍了该领域内
取得的进展，并指出了发展前景。

【关键词】无机高分子絮凝剂;铁盐;水处理
近年来，水源水质不断恶化但城市供水水质标准日趋严格，这就对水厂出水水质提出了更高要求。

由于传统絮凝剂受到诸多因素的限制，絮凝效果已很难满足目前的处理要求，高分子絮凝剂以其超强的凝聚效果、良好的脱色能力等优点，在水处理过程中起着越来越重要的作用。