淀粉衍生物類絮凝劑
據(jù)統(tǒng)計,淀粉是自然界中人類可取用的最豐富的有機(jī)資源。淀粉結(jié)構(gòu)中含有多個羥基,因此可以通過這些羥基發(fā)生接枝共聚、交聯(lián)等反應(yīng)進(jìn)行化學(xué)改性,增加其活性基團(tuán),從而提高其絮凝及吸附性能。
接枝共聚類絮凝劑:近年來,接枝共聚類絮凝劑在國內(nèi)外有了很大的發(fā)展。Karmakar N C等[8]以淀粉、藻酸鈉、羧甲基纖維素、淀粉果膠4種物質(zhì)為原料,與聚丙烯酰胺反應(yīng)合成了 4種接枝共聚物,并將其分別用于鉻鐵礦廢水的絮凝實驗,結(jié)果表明:4種接枝共聚物都有優(yōu)良的絮凝性能。淀粉-聚丙烯酰胺共聚物較其它3種接枝共聚物有較好的絮凝效果。同時還對幾種接枝共聚物的絮凝機(jī)理進(jìn)行了研究。常文月等[9]利用Ce(Ⅳ)/HNO3作為引發(fā)劑進(jìn)行了丙烯酰胺-淀粉接枝共聚反應(yīng),接枝率達(dá)到94.9%,支鏈分子量超過300萬,對多種工業(yè)污水絮凝效果不亞于聚丙烯酰胺300萬產(chǎn)品。李淑紅等以硝酸鈰銨為引發(fā)劑,通過接枝共聚在淀粉骨架上引入聚丙烯酰胺,制得了淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物,通過對高礦化度油田廢水的處理實驗表明:它對高礦化度油田廢水中的濁度和COD去除率顯示出了優(yōu)良的性能。
陽離子淀粉類絮凝劑:陽離子淀粉具有良好的絮凝性能且無毒,可生物降解,因此倍受關(guān)注。美國的Tasset Emmell 等以淀粉為原料,在堿作催化劑條件下,以堿金屬氧化物作引發(fā)劑,同鹵代醇季銨鹽反應(yīng)合成了陽離子淀粉,而后再加入堿土金屬氧化物或氯化氫來完成整個反應(yīng),該反應(yīng)產(chǎn)物可以用來作為絮凝劑、懸浮劑和乳化劑。Klimenwiciete R等用陽離子改性淀粉季銨鹽來處理高嶺土,并與陽離子聚丙烯酰胺衍生物(CPAA)的絮凝性能進(jìn)行比較,結(jié)果表明:陽離子淀粉季銨鹽絮凝劑在合適的條件下,可以獲得優(yōu)良的絮凝效果。并且探討了取代度以及用量對絮凝性能的影響。當(dāng)取代度在0.3~0.45時達(dá)到高的絮凝效果。同時研究了該絮凝劑的絮凝機(jī)理,并探討了兩種絮凝劑的絮凝性能差別。楊通以淀粉為原料,合成陽離子型高分子絮凝劑,并用它對印染、釀酒、屠宰和印刷電路板等輕工業(yè)廢水進(jìn)行處理,結(jié)果表明: 懸浮物、COD去除率較高,且產(chǎn)污泥量較小,處理后的輕工廢水水質(zhì)得到了較大的改善。邰玉蕾等以硝酸鈰銨-EDTA 氧化還原體系引發(fā),用淀粉與二甲基二烯丙基氯化銨接枝共聚制得陽離子淀粉,并用于對各種污水進(jìn)行實驗,結(jié)果表明: 對煉油廢水、生活污水的處理效果很好;COD去除率可達(dá)到 70%以上;色度殘留率低于20%,是一種較好的絮凝劑。
兩性及多功能淀粉衍生物類絮凝劑:以淀粉為原料合成各種改性聚合物,除了通過單一的接枝共聚、交聯(lián)等反應(yīng)外, 還可以通過多個反應(yīng)共同作用制取多功能水處理絮凝劑。汪玉庭等以可溶性淀粉為基體,以環(huán)氧氯丙烷交聯(lián)制備了交聯(lián)淀粉,并以Fe2+/H2O2為引發(fā)劑,將丙烯腈單體接枝到交聯(lián)淀粉上,再經(jīng)皂化制得的水不溶性接枝羧基淀粉聚合物 (ISC),對去除Cd2+、Pb2+、Hg2+、Cu2+、Cr2+等有良好的效果。馬希晨等以淀粉原料為基材,以二甲基二烯丙基氯化銨 (DMDAAC)、丙烯酰胺、甲基丙烯酸為原料,利用反相乳液聚合技術(shù)并采用四元聚合方法合成高分子兩性絮凝劑,這種絮凝劑在處理污水時不僅可利用淀粉的半剛性鏈和柔性鏈將污水中懸浮的顆粒通過架橋作用下絮凝、沉降,而且因其帶有極性基團(tuán),又可以通過物理、化學(xué)作用降低污水中的COD、 BOD負(fù)荷,在處理許多水質(zhì)較復(fù)雜的污水,尤其是污泥脫水消化污泥處理上,有很好的發(fā)展前景。馬希晨等還以淀粉為基材進(jìn)行丙烯酰胺接枝共聚反應(yīng),再酸化羥甲基化,叔胺基化再季銨化制得SCAM系列產(chǎn)品。SCAM為非離子、陽離子、陰離子及季胺鹽型4功能為一體之高效絮凝劑,該絮凝劑具有應(yīng)用范圍廣、用量少、使用方便、無二次污染、價格低廉等特點,不僅是各種污水處理的良好絮凝劑、飲水凈化劑,也是當(dāng)今急需開發(fā)的油田廢水優(yōu)質(zhì)破乳劑。
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