简述高分子混凝剂的效用。高分子混凝剂投加量过多时,为什么混凝效果反而不好? 没有最佳谜底 有机絮凝剂首要分为合成高分子型和天然高分子型。其特点是用量少、絮凝速度快、受共存盐类、pH 值及温度的影响小 ,生成的污泥量小 ,且带有多种带电基团 ,可为链状、环状、网状结构 ,利于污染物进入絮体 ,脱色性好。 ⑴合成高分子絮凝剂 合成有机高分子絮凝剂多为水溶性聚合物 ,具有分子量大、分子链官能团多的特点。按所带电荷不同分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型絮(见表 1 )凝剂,实践中施用较多的是阳离子、阴离子和非离子型聚合物。 表1.1不同类型的有机高分子絮凝剂[3] 离子类型 官能团 絮凝剂实例 阳离子型 羧酸、- COOH -SO3 H 磺酸、 -OSO3 H 硫酸酯 聚丙烯酸、海藻酸、羧酸乙烯共聚物、聚乙烯苯磺酸 阴离子型 - NH2伯胺、- NH- R仲胺、- NR2叔胺、- NR3季胺 聚乙烯吡啶、胺与环氧氯丙烷缩聚物、聚丙烯酸胺阳离子化衍生物 非离子型 - OH羟基、- CN腈、- CONH2 聚丙烯酰胺、硝酸铵甲醛聚合物、水溶性淀粉 ,聚氧乙烯 两性型 同时有阴阳两种离子官能团 明胶、蛋白素、干乳酪等蛋白质、改性聚丙烯酰胺 ①阳离子型高分子絮凝剂 阳离子型有机高分子絮凝剂适合于除去废水中的有机物,pH 值适用范围为中至镪水性。阳离子絮凝剂不仅可通过电荷中和、架桥脱稳、絮凝 ,而且还可与带负电荷的溶解物反应,生成不溶物,从而有利于沉降脱水 ,并且有脱色功能 ,对有机物和无机物都有很好的净化效用 ,且更适合于有机物含量高的废水,pH 值施用范围宽,用量少,毒性也小。近年来 ,我国对此类絮凝剂的研究首要集中于聚丙烯酰胺接枝共聚物 ,烷基烯丙基硇砂 ,聚环氧丙烷与胺的反应产物三大类上 , 并已取得显著进展 。 ②阴离子型高分子絮凝剂 阴离子型有机高分子絮凝剂研究制造开发较早,技术比较成熟 ,但因应用范围的限制 ,涉及的新产品研究报道较少。常用的有聚丙烯酸钠、丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚物 ,聚苯乙烯磺酸钠等。聚丙烯酰胺水解或者将丙烯酰胺与丙烯酸盐共聚 ,都能生成阴离子型聚丙烯酰胺 ,但容易受pH值和盐类的影响 ,在酸性介质中羧基解离受限 ,对某些矿物的吸附活性较低。若用镪水性的磺酸基代替弱酸性的羧基,则可得以改善 。 ③非离子型高分子絮凝剂 这类高分子絮凝剂是在合成中不引入带电基团的有机高分子聚合物,重要的有聚丙烯酰胺、聚氧化乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯pyrrole烷酮 ,聚乙烯基甲基醚、聚烷基酚- 环氧乙烷等。非离子型聚丙烯酰胺可通过水溶液、沉淀、反向悬浮、反向乳液、反向微乳液等聚合方法制备。传统聚丙烯酰胺水溶液聚合体系粘度较大 ,产品分子量较低 ,固含量也不高。有人采用在聚合体系中加入分散剂聚乙二醇的方法 ,使固含量提高到20 %,聚合物分子量到达300万以上。 ④两性型高分子絮凝剂 以上三种离子型高分子絮凝剂因受施用范围的限制有逐渐被水溶性两性高分子絮凝剂所代替的趋势。两性型絮凝剂高分子链节上同时含有正、负两种电性基团 ,适用于阴、阳离子共存的污水 ,絮凝和污泥脱水功效良好。pH 值施用范围宽 ,抗盐性好 ,现已成为国内外研究的热门。与其它絮凝剂比拟,两性高分子絮凝剂在以下几个方面表现出良好的应用前景: A.污泥脱水。经过两性高分子絮凝剂处理的污泥 ,沉淀性能好 ,且泥饼含水量少。B.去除金属离子。因其分子中阴、阳离子基团能与金属离子螯合 ,在等电点时又可释放 ,利用此性质可分离回收金属离子。C.去除中、小分子有机事物。如色度事物、腐殖酸类天然有机事物以及表面活性剂等。今朝国内外已有不少用于印染废水处理的报道。D.去除可溶性分子量低的有机事物 ,两性新型高分子絮凝剂的阴、阳离子活性基团能与该事物产生络合(螯合)效用到达去除目的。 ⑵天然高分子絮凝剂 天然高分子絮凝剂用量远小于合成高分子絮凝剂 ,原因是其电荷疏密程度小 ,分子量低且易被生物降解而失去絮凝活性。天然高分子化合物含有各种活性基团 ,如羟基、酚羟基等 ,具有较活泼的化学性质。通过羟基的酯化、醚化、氧化、交联、接枝共聚等化学改性 ,使活性基团大大增加 ,聚合物呈枝状结构 ,分散了絮凝基团 ,对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉与促沉效用。天然高分子絮凝剂与合成有机高分子絮凝剂比拟 ,具有原料来源丰富、选择性大、投药量少、安全无毒、价格低廉、可纯粹生物降解等显著优点。 ①淀粉衍生物絮凝剂 在浩繁改性天然高分子絮凝剂中 ,改性淀粉絮凝剂的研究、开发尤为惹人注目。因为淀粉来源广、价格低廉 ,并且产物纯粹可被生物降解 ,在自然界中形成良好循环。淀粉是由许多脱水葡萄糖单元经糖甙键连接而成 ,每个脱水葡萄糖单元的 二、3、6 三个位置上各有一个醇羟基 ,因此淀粉分子中存在大量活性基团 ,其衍生物由分子中葡萄糖单元上羟基与某些化学试剂在一定条件下反应而制得。阳离子淀粉就是非常重要的淀粉衍生物之一 ,它是胺类化合物与淀粉分子的羟基在碱催化效用下反应生成的具有氨基的醚衍生物 ,使氮原子带正电荷。季铵型阳离子淀粉因具有阳离子性强 ,适应 pH 范围广等特点 ,成为各国学者研究的重点。除季铵型阳离子淀粉外 ,其它阳离子淀粉如叔胺型阳离子淀粉、交联阳离子淀粉 ,阳离子双醛淀粉、两性阳离子淀粉等的合成及应用均有报道。阳离子淀粉在工业废水处理中是优良的高分子絮凝剂和阴离子交换剂。近年来 ,各类淀粉与丙烯酰胺、丙烯酸、丙烯酸酯、丙烯腈等的接枝共聚反应的研究和产品开发应用 ,已经广泛开展。它与聚丙烯酰胺比拟具有稳定性强、适应范围广、絮凝能力强等特点。因此 ,淀粉接枝聚丙烯酰胺类具有广泛的应用前景。 ②木质素衍生物絮凝剂 木质素是存在于植物纤维中的一种芳香族高分子 ,利用木质素与低级脂肪醛聚合或氧化缩聚 ,可得到性能良好的絮凝剂。有文献报道木质素改性产品可用作含蛋白质废水的絮凝剂 ,而回收蛋白质的最佳去处是用作家畜养料 ,所以不宜用有毒事物絮凝 ,Mckague 报道了硫酸盐木质素按 Mannich 反应 ,与二甲胺和甲醛效用 ,进行甲基化和氯甲基化后 ,生成的木质素季铵盐衍生物可用作硫酸盐浆厂漂白废水的絮凝剂 ,效果显著。我国朱建华等人利用造纸蒸煮废液中的木质素合成了木质素阳离子表面活性剂 ,用其处理阳离子染布材料、直接染布材料及酸性染布材料废水 ,测试成果表白:这种药剂具有良好的絮凝性能 ,对各种染布材料的脱色率均超过 90 % [4]。
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