有机高分子絮凝剂的研究进展

［ ｂｔ ｃ］ｈ ｇｎ ｏ ｍ ｒ ｏｃｌ ｔｆｃｕａｏ ｅｈｎ ｍ ｗｒ ｒ ｉ ｅ ． ｅ ａ ｓｒ ｅｒ ｅ ｐ ｌａｏ ｗｇ ｅｔｅｔ ｎ Ａ ｓ ａｔＴｅｏ ａｉｐｌ ｅ ｆｅｕａ ｓ ｏｃｌｉ ｍ ｃａｉ ｅ ｖ ｗ ｄｔ ｔ ｔｅ ａ ｈｉ ｔ ｐｉ ｔｎｏｓ ａｅｒａ ｎ ａｄ ｒ ｒ ｃ ｙ ｌ ｎ ｌ ｔｎ ｓ ｅｅｅ ｈ ｌｅ ｓ ｃ ｎ ｈ ａ ｃ ｉ ｆｅ ｔ ｍ
一
法． 周华［ ６ １ 等人采用前加碱法制备了相对分子质量达 ２１ ｌ ．ｘ Ｏ 的阴离子 ４ 结 束语 聚丙烯 酰胺 絮凝 剂 ． 将其用 于处理湖北省某 化工厂 的生产 污水 ， 取得 在采用混凝法 的工艺 中 ． 有机高分子絮凝剂作 为絮凝剂 的一种 已 了良好 的效果 。 目前 ． 国内的聚丙烯酰胺工业生产大都采 用均聚共水解或均 聚后 被广泛使用 然而人工合成有机高分子絮凝剂大多数具有毒性 ． 能 不 水解工艺。 其缺点有工艺复杂 ． 水解度难以控制 ； 生产 过程 中放 出大量 用来处理生活用水 ． 且有些产 品只能以稀溶液 的形式 存在 ． 并 对产 品
（ ｃ ｏ ｌ ｆ ｅ ｓｒ Ｓ ｈ ｏ ｍｉｔｙ＆ Ｅｎ ｉｏ ｍｅ ｔｌ ｃｅ ｃ ｆ ｈ ａ ｘ ｉｖ ｒｉ ｆ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｈａ ｚ ｏ ｇＳ ａ ｎ ｉ７ ３ ０ ） ｏ Ｃｈ ｖｒ ｎ ｎ ａ ｉｎ ｅｏ ａ ｎ ｉ Ｓ Ｓ Ｕｎ ｅ ｓ ｙ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ， ｎ ｈ ｎ ｈ ａ ｘ ， ２ ０ １ ｔ Ｔ
的氨 ． 腐蚀设备 ． 环境。 污染 而共 聚法 没有水解工序 ， 生产周期短 ， 无污 的运输 和贮存 带来不便 。因此笔者认为应进一步研发高效 、廉价 、 无 染： 尤其近年来 随着丙烯酸生产 成本 的降低 和质 量的提高 ． 使得用丙 毒、 无二次 污染 的新型有机高分子絮凝剂 ， 改善并优化生产工艺 ． 则其 烯酰胺与丙烯 酸共聚生产阴离子聚丙烯酰胺成为 当前研究 的重点ｍ 将 。 拥有广阔的 应用前景。 ●
近年来 ， 有机高分子絮凝剂 以其杼 陛粘数高 、 吸附架桥能力强 、 投 加量小 、 絮凝效 果好 、 适用 范围广 、 产生 的污泥量少 、 絮凝速度快和受 水 中共存盐类 、Ｈ及 温度影 响小等优 点 ， ｐ 得到 日 愈广泛的应用 其新 产品的不断问世 ， 产品类型、 规格更加齐全 ， 功能也逐步多样化 新 产 品不仅具有 一般普通有机 高分子絮凝剂 的吸附架桥 絮凝 悬浮物 的功 能． 而且具有 电性 中和 和带 特殊表面活性 作用的破乳除油 功能 ． 使有 机高分子絮凝 剂从单纯 的污水处理达标 回注与 回用发展 到达标外排 的程度 ． 具有更加广阔的应用前景
【 摘 要】 简单介绍 了有机 高分子絮凝剂的絮凝机理 ， 综述 了各类有机 高分子絮凝剂的 最新研 究进展及 在污水处理方 面的应 用， 探讨 了其
今后 的发展趋势 。
【 关键词 】 絮凝荆 ； 有机 高分子 ； 研究进展
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｒ ｓ ｆＯｒ ａｎ ｃ Ｐｏ ｙ ｅ ｏ ｃ ｌ ｎｔ ｓ ａ ｃ Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｇ ｉ ｌ ｍ ｒＦｉ ｃ ｕ ａ ｓ ＲＥＮ ａｏ ＬＩ Ｒｕ －ｌ Ｚｈ ｉ ｉ
２３ 阳离子型有机 高分子 絮凝剂 ＿ 阳离子絮凝剂主要是季铵盐类 和聚胺类 阳离子有机高分子絮凝 【 参考文献】 剂利用其特有 的季铵基 团。可有效杀死病毒或微生物并使之 聚沉 ． 而 ［］ １ 张立山， 张玉芬． 絮凝法处理油田废水的 研究及应用现（ 下转 第 ４ １页 ）
科 技信息
ｔ ｅ ｄ ｖ ｌｐｍｅ ｔｔｎ ｅ ｃ ｎ ｔ ｅ ｆ ｔ ｒ ｓ ｄ ｓ ｕ ｓ ｄ ｈ ｅ ｅｏ ｎ ｅ ｄ ｎ ｙ ｉ ｈ ｕ ｕ ｅ ｗａ ｉｃ ｓ ｅ ．
．
【 ｅ ｏｄ ］ｌ ｃｌ ｔ Ｏｇｎ ｏ ｍ ｒ ｅ ａ ｈｐｏ ｅｓ Ｋ ｙ ｒｓＦ ｃｕ ｎｓ ｒ ｉｐｌ ｅ； ｓ ｒ ｒ ｒｓ ｗ ｏ ａ ； ａｃ ｙ Ｒ ｅ ｃ ｇ
１ 有机高分子絮凝剂的絮凝机理
一
般认为絮凝是使水或液体中悬浮微粒 集聚变大 ．或形成絮 团． 从而加快粒子的聚沉 ． 达到固一 液分离的 目的 有机絮凝剂大多为高分 子物质 ． 所含官能团较多 ， 有很强 的吸附“ 具 架桥 ” 能力 ， 与无机高分子 絮凝剂相 比 ． 机高分子絮 凝剂处理采油 污水 具有用量 小 ． 用有 絮凝速 度快 ， 受共存盐类 、 污水值及 温度影 响小 ， 生成 污泥量少 ， 节约用水 ， 强 化废污水处理 ． 并能回收利用等特点。但有机 和无机高分子絮凝剂 的 作用机理不相同 ． 无机高分子絮凝 剂主要通过 絮凝剂与水体 中胶体粒 ３ 天 然改性有机高分子絮凝剂 子间 的电荷作用使 电位降低 ． 实现胶体粒子 的团聚 。 而有机 高分子絮 般认为天然 有机高分子 絮凝 剂是天然物质 中的有机高分 子物 凝剂则主要是通过吸附作用将水体中的胶粒 吸附到絮凝剂分子链上 ． 形成絮凝体＿ Ｌ ２ １ 质提取 或加工 改性后制成 的絮凝剂产品 。 按其原料来源可大体分 为淀 粉衍生 物、 纤维 素衍生物 、 改性植物胶 、 其它多糖类及蛋 白质改性 絮凝 ２ 有机高分子絮凝剂 剂等 Ｉ ｌ ２ １ 。其中对淀粉衍 生物和壳聚糖类改 ｆ絮凝剂研究较为广泛 。 生 在自 然界 中淀粉资源非常丰富 ， 其含量远大于其他物质 。对淀 粉 ２１ 非离子型有机高分子絮凝剂 ． 使其活性基 团增加 ， 分子链呈 枝化结构 ． 絮凝 基 团分 非离子型有机 高分子 絮凝剂主要为 聚丙烯酰胺 （ Ａ 。Ｐ Ｍ 的 进行化 学改性 ． Ｐ Ｍ） Ａ 从而 近年 来 。 国 我 优点在于其官能 团多 、 分子量高 、 稳定性好 、 吸附架桥能力 高 、 絮凝效 散 ． 对悬浮体 系中颗粒物有更强 的捕捉与促进作 用。 合 果好 ． 同时投加量少 ， 具有适用范围广、 生污 泥少等优 点 产 。张涛 等 在淀粉 衍生 物絮凝剂方 面的研究和开发工作 已取得 了很大进展 ． 成 出一系列环保 型絮凝剂 但 与国外发达 国家相 比还存在较大差距 ， 我 人研究 了其对 皂素废水 的处 理情 况 ， 通过 比较聚合氯化铝 、 聚丙烯 酰 质量不稳定 、 生产工艺落后 、 成本高 ， 故 胺和生石灰三种絮凝剂对皂素废水处理效果 ．发 现对 Ｃ Ｄ的去除率 国淀粉衍生物絮凝剂 品种 少 、 Ｏ 聚合氯化铝＞ 聚丙烯酰胺＞ 生石灰 。因足量 的 Ｐ Ｍ全部吸附在胶体颗 应继续 加强对 改性 淀粉 絮凝剂 的研究 Ａ 壳 聚糖 是直链 型的高分子聚合物 ．由于分子 中存在游离氨 基 ， 在 粒表面 ． 形成新的胶体 ， 起不到架桥 作用 ， 响可沉降絮凝体 的形成 影 ， 稀酸溶液 中被质子化 ． 从而使壳 聚糖分子链上带上 大量正电荷 ． 为 成 使处理效果变差 。 有逐渐被淘汰的趋势。 种典型 的阳离子絮凝剂 ．它兼 有电 中和絮凝 和吸附絮凝 的双 重作 ２ 阴离子型有机高分子絮凝剂 ＿ ２ 能杀菌抑菌及形成 的污泥易压缩脱水 等 阴离子絮凝剂有非离子絮凝剂 聚丙烯 酰胺的水解产物 、 丙烯酰胺 用 壳 聚糖具有无毒 副作用 、 虽然 若将它适 当改性再与粉煤灰复合 ． 既可 降低 与乙烯类磺酸盐或丙烯酸盐 、 马来酸盐等的共 聚产物等。阴离子 聚丙 优 良特性 ． 价格较 高 ． 又可达到很好 的处理效果㈣ 烯酰胺是 目前使用最广泛的絮凝剂 ． 其合成方 法主要有均聚法和共 聚 成本 ．
一 一
季铵基 团中的疏水性 烷基则可有效地与水 中的三 卤代烷烃产 物缔 合。 使水中的总有机碳 含量ｆ ｃ趋势 明显 降低 阳离子改性聚丙烯酰胺 ｒ ） ｏ 般通过共聚或 Ｍ ｎ ｉ 反应获得 ． ａｎｃ ｈ 主要产 品有季铵 化阳离子聚丙烯 酰胺 、 丙烯酰胺 与 Ｎ， 一 甲基胺基丙烯酰胺共聚物 甲基二烯丙基 Ｎ二 二 氯化铵的均聚物和共 聚物在 国外早 已工业化 ． 由于它 的大分 子链 上所 带的正电荷密度高 ， 性好 、 水溶 分子量适 中， 具有絮凝 和消毒的双重 功 能． 已在 国外 的饮用水处理领域大量应用 ２４ 两性 离子型有机 高分子絮凝剂 ． 两性高分子 絮凝剂一般 由含有 阴、 阳离子基 团的乙烯类单体通 过 自由基共聚反应 以及 高分子改性得 到 ． 、 正 负两种 电荷基团其 同时存 在于高分子链节上 ， 兼有 阴、 阳离 子的特点 ， 性能较为独特 。冉千平 等人研究 了两性离子絮凝剂 的合成 ， 结果表明 ： 、 阴 阳离子有一最佳 含 量 比， 其絮凝 效果的好坏 与阴 、 阳离 子的含量及 相互间 的协 同作用 有 关 陈小刚（ 人研究 了采用前加分散剂法制备两 性聚丙烯 酰胺 干粉 － 噶 絮凝 剂 ， 结果表 明： 两性聚丙烯酰胺 干粉絮凝剂对生 化污泥 的絮凝脱 水性 能优于比较样 Ｃ Ａ ３ 与 Ｇ 一 型离子聚丙烯 酰胺 絮凝剂 Ｐ 一０ Ｄ２
０科教前沿 ０
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ ＴＯ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩ Ｏ ＭＡ Ｉ Ｎ Ｎ
２１ 年 ０１
第 ２ 期 ５
３ 建立集设计 、施工 、租赁与销售一 体的专业钢板桩工程 技术公 着我 国土地资源管理的不断加强 ． ． ４ 钢板桩工法这一新技术必将得以普 司， 聚集 国内外一 流的钢板桩技 术专家 ， 组建专 业化的钢板桩 工作 团 及 与推广应用 。 ； ２ ” ｏ 然 队 开展钢板桩工程设 计、 构件加工 、 技术咨询 、 施工方 案制 订 、 ∞ 矗 如． 为了提 高 自 灾害防御能力 ．减少山体滑坡与泥石 流及 江河洪 租赁销 ４ ∞ 售及项 目管理 服务 ， 满足客 户全 方位的需求 ， 在 国内主要经 济区域 涝等 自然灾害对人们居住环境和 自然环境的破 坏 并 采用钢板桩施工技 形成网络化连锁经营的 、 具有国际竞 争力的钢板桩专业技术公司 。 术提高护坡 、护岸质量等级 ，这对人 口稠密 ｄ ｅ山区及其周边交通要 道 、 长江黄河等大型河流两岸的维护有着特别的意义 。这些工作措 对 ４ 热 轧 钢 板 桩 市 场前 景展 望 施将会带来显著 的钢板桩需求 。 ４３ 未 来 １ Ｏ年 间我国水域 改造及沿 江临海地 区基础建设规 划 ． ＿ ０２ 目前 ． 全球钢板桩年消费量近 ３０ ｔ 中欧洲约 ５ ～ Ｏ ｔ北 ０万 ， 其 Ｏ６ 万 。 美也达 ５ Ｏ万 ｔ 以上。 在亚洲地 区， 日本年消费量 ５ ～ ０万 ｔ韩 国约 ２ 江河湖海 大开发必将导致江河流域的改造 ．交通运输业的大量投入 ． ０６ 、 Ｏ 跨海及崇山峻岭中大桥的建设 高潮。长三角、 珠三角 、 万ｔ 、 东南 亚近 ２ ０万 ｔ其 中新加坡年消费量 ｌ ｔ ， 中国香 港 、 必将掀起跨江 、 （ Ｏ万 ）而 中 环渤海经济圈 的持续开发 ． 黄河人海 口区域大开发等都将出现关乎我 国台湾等地的消费量也逾 ５ ｔ 万 我 城际轻轨干 我国热轧钢板桩应用尚处于起步 阶段 ． 与西方 发达 国家相 比差距 国经济 发展的超级大型 系列 工程 。同时 ， 国高速铁路 、 高速公路 国道等交通大动脉的兴建方兴 未艾 。工程建设中涉及 的 极大。为满足国内热轧钢板桩市场需求 ， 要与设计 、 工、 施 使用 方等一 线 、 系列技术 、 经济 、 环保等问题均为钢板桩的应 用提供了广阔的空间 ， 起． 共同将先进的钢板桩应用 技术全 面推广 于我 国建筑 领域。据市场 分析预测 ． 国热轧 钢板桩 的年消费量可望超过 ５ 我 Ｏ万 ｔ见 图 ２ 。今 必将对未来的钢板桩市场提供强有力 的支撑 。 （ ） ４４ 钢板桩产 品国家标准可为生产厂家和广大用户提供 了一 个很好 ． 后热轧钢板桩的应用热点将从 以下几个方面表现 ： 的技术支撑 一些具备 开发 生产热轧钢板桩硬 件实力 的大 型钢铁企 钢 板桩 需 求最 统 计 表 ： － ２０１２ 业， 一直在跟踪钢板桩市场发展。预计今后 ５ １ 年 内 ． ～０ 随着我国一批 现代化轧钢工艺装备的投产运 行 ． 我国将形 成较 大的热 轧钢板 桩生产 能力 ． 可为我 国工程建设提供充足的物资保证 我 国正处 于一个经济快速 发展时期 ． 经济 实力 的不断增 长 ． 基础 建设蓬勃发展 ． 同时由于我国地域分 布广 、 地质结构 复杂多变． 因此具 有应用钢板桩的广阔的空间。 管 目 热轧钢板桩的生产与应用仍有 尽 前
科技信息
。科教前沿 ０
Fra Baidu bibliotek
Ｓ ＩＮ Ｅ＆Ｔ Ｃ Ｎ Ｌ Ｇ Ｆ Ｒ Ａ Ｉ Ｎ ＣＥ Ｃ Ｅ Ｈ Ｏ Ｏ ＹＩ Ｏ Ｍ Ｔ Ｏ Ｎ
２１ 年 ０１
第 ２ 期 ５
有机高分子絮凝剂的研究进展
任 昭 李 瑞 利 郝 磊磊 （ 陕西理 工 学院化 学 与环境 科 学学 院 陕西 汉 中 ７ ３ ０ ） ２ ０ １