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有机絮凝剂的四种分类

有机高分子絮凝剂大体可分为人工合成类有机高分子絮凝剂和天然改性类有机高分子絮凝剂两大类.前者是利用高分子有机物分子量大、分子链官能团多的结构特点经化学合成的一类有机絮凝剂,具有产品性能稳定、容易根据需要控制合成产物分子量等特点.根据有机絮凝剂所带基团能否离解及离解后所带离子的电性,可将其分为: 1)阴离子型人工合成类有机高分子絮凝剂,目前广泛应用的有聚丙烯酰胺(PAM)和聚丙烯酸钠(PAA),其中阴离子型PAM的阴离子基团是通过酰胺基水解制得,或通过酰胺基的反应接枝聚合上去的.PAM最早在1893年由Moureu用丙烯酰氯与氨在低温下反应制得的,1954年首先在美国实现商业化生产.它是一种线型水溶性有机高分子化合物,其聚合度高达20 000~90 000,相应的分子量高达50~1700万,聚丙烯酰胺易溶于冷水,而在有机溶剂中溶解度有限,分子链长,具有优良的絮凝性能.聚丙烯酸钠也是一种高效的阴离子型有机高分子絮凝剂,它是以丙烯酸钠为原料,在水溶液中以过氧化物为引发剂,经聚合、浓缩而得.由于具有相对高的分子量,使其在水溶液中有很好的溶解度,呈真溶液;它本身带电荷,可促使带有不同表面电荷的悬浮粒子凝聚;它还具有活性吸附机能,能将悬浮粒子吸附在其表面,使悬浮粒子互相凝聚,形成大块絮凝团.因此,具有净化、促进沉降和有利过滤等作用.在工业给水、废水处理,特别是在氯碱工业的盐水处理上,代替荷化麸皮或聚丙烯酰胺,可显著提高碱的质量.日本Kansai大学利用油酸钠作为絮凝剂处理水中的微细铁离子,研究表明,增加油酸钠的浓度不仅使絮凝物质更稳定而且能增加其使用的pH值范围.

2)阳离子型人工合成类有机高分子絮凝剂.一般通过阳离子基团与有机物接枝获得.常用的阳离子基团有季铵盐基、吡啶嗡离子基或喹啉嗡离子基.产品有聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDMDAAC)、环氧氯丙烷与胺的反应产物、胺改性聚醚和聚乙烯吡啶等.其中,聚二烯丙基二甲基氯化铵是一种高效阳离子型高分子絮凝剂,它在油田污水、含油污水和除浊处理中都有很好的性能,在油田污水处理中它可以克服国内常采用的碱式氯化铝或聚丙烯酰胺絮凝的弊端,如絮凝速度慢、净化效果差、加重杀菌工序负担等,因其自身的优点(去油力强,絮凝速度快),现广泛运用于油田污水处理;它对含色污水处理也有很好效果,同时也能降低COD值.与其他阳离子絮凝剂相比,环氧氯丙烷与胺的反应产物在含氯分散相的分散体中不与氯化物起作用,从而不会降低其絮凝效果.阳离子型有机絮凝剂近年来已成为国内外的研究热点,国内由于阳离子单体生产有限,对其发展产生一定阻碍.

3)非离子型人工合成类有机高分子絮凝剂.这类絮凝剂不具电荷,在水溶液中借质子化作用产生暂时性电荷,其凝集作用是以弱氢键结合,形成的絮体小且易遭受破坏.产品有非离子型聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯(PEO)等.其中,PEO是由环氧乙烷在催化剂存在下经开环聚合而成,高聚合度的PEO对水中悬浮的细小粒子具有絮凝作用,其相对分子质量越高絮凝效果越好.该化合物在用量大时表现出分散性,只有用量小时才表现出絮凝性.PEO可用于凝聚许多类型的煤的悬浮体.低至5 mgoL-1的用量就能明显加快洗煤水的沉降速度,处理后的泥浆比较紧密,易去垢,尤其对氧化煤悬浮液絮凝更有效,不需调pH值,在该方面它比PAM的絮凝能力强.PEO对黏土(如高岭土、蒙脱土、利伊石、活性白土)的絮凝沉降特别有效,用量为5mgoL-1至黏土量的012%不等。

4)两性型人工合成类有机高分子絮凝剂.两性型有机絮凝剂兼有阴、阳离子基团的特点,在不同介质条件下,其离子类型可能不同,适于处理带不同电荷的污染物,特别是对于污泥脱水,它不仅有电性中和、吸附架桥、而且有分子间的“缠绕”包囊作用,使处理的污泥颗粒粗大,脱水性好.同时,其适应范围广,酸性、碱性介质中均可使用,抗盐性也较好.Corpart等采用苯乙烯-丙烯酰胺共聚物,在不同条件下分别进行Hofmann反应和酰胺基的水解反应,制得相同颗粒大小、不同电荷密度、不同等电点的含羧基和胺基的乳胶共聚物.丙烯腈或腈纶废丝(PAN)-双腈双胺(DCD)类两性有机絮凝剂在国外发展迅速,其基本制备工艺是将PAN与DCD在N,N-二甲基甲酰胺溶液中,于碱性条件下反应,然后在酸性条件下水解制得.PAN-DCD类有机絮凝剂对染料废水有较好的脱色和去除COD的效果.

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