有機(jī)絮凝劑的四種分類(lèi)

有機(jī)高分子絮凝劑大體可分為人工合成類(lèi)有機(jī)高分子絮凝劑和天然改性類(lèi)有機(jī)高分子絮凝劑兩大類(lèi).前者是利用高分子有機(jī)物分子量大、分子鏈官能團(tuán)多的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)經(jīng)化學(xué)合成的一類(lèi)有機(jī)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(diǎn).根據(jù)有機(jī)絮凝劑所帶基團(tuán)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(lèi)有機(jī)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(tuán)是通過(guò)酰胺基水解制得,或通過(guò)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(guó)實(shí)現(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn).它是一種線型水溶性有機(jī)高分子化合物,其聚合度高達(dá)20 000~90 000,相應(yīng)的分子量高達(dá)50~1700萬(wàn),聚丙烯酰胺易溶于冷水,而在有機(jī)溶劑中溶解度有限,分子鏈長(zhǎng),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(jī)高分子絮凝劑,它是以丙烯酸鈉為原料,在水溶液中以過(guò)氧化物為引發(fā)劑,經(jīng)聚合、濃縮而得.由于具有相對(duì)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(jī)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(tuán).因此,具有凈化、促進(jìn)沉降和有利過(guò)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(xué)利用油酸鈉作為絮凝劑處理水中的微細(xì)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(yáng)離子型人工合成類(lèi)有機(jī)高分子絮凝劑.一般通過(guò)陽(yáng)離子基團(tuán)與有機(jī)物接枝獲得.常用的陽(yáng)離子基團(tuán)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(yáng)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(guó)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(fù)擔(dān)等,因其自身的優(yōu)點(diǎn)(去油力強(qiáng),絮凝速度快),現(xiàn)廣泛運(yùn)用于油田污水處理;它對(duì)含色污水處理也有很好效果,同時(shí)也能降低COD值.與其他陽(yáng)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(huì)降低其絮凝效果.陽(yáng)離子型有機(jī)絮凝劑近年來(lái)已成為國(guó)內(nèi)外的研究熱點(diǎn),國(guó)內(nèi)由于陽(yáng)離子單體生產(chǎn)有限,對(duì)其發(fā)展產(chǎn)生一定阻礙.

3)非離子型人工合成類(lèi)有機(jī)高分子絮凝劑.這類(lèi)絮凝劑不具電荷,在水溶液中借質(zhì)子化作用產(chǎn)生暫時(shí)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(kāi)環(huán)聚合而成,高聚合度的PEO對(duì)水中懸浮的細(xì)小粒子具有絮凝作用,其相對(duì)分子質(zhì)量越高絮凝效果越好.該化合物在用量大時(shí)表現(xiàn)出分散性,只有用量小時(shí)才表現(xiàn)出絮凝性.PEO可用于凝聚許多類(lèi)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(duì)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(qiáng).PEO對(duì)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(lèi)有機(jī)高分子絮凝劑.兩性型有機(jī)絮凝劑兼有陰、陽(yáng)離子基團(tuán)的特點(diǎn),在不同介質(zhì)條件下,其離子類(lèi)型可能不同,適于處理帶不同電荷的污染物,特別是對(duì)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(shí),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(jìn)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(diǎn)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(lèi)兩性有機(jī)絮凝劑在國(guó)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(lèi)有機(jī)絮凝劑對(duì)染料廢水有較好的脫色和去除COD的效果.

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