淀粉衍生物类絮凝剂
据统计,淀粉是自然界中人类可取用的最丰富的有机资源。淀粉结构中含有多个羟基,因此可以通过这些羟基发生接枝共聚、交联等反应进行化学改性,增加其活性基团,从而提高其絮凝及吸附性能。
接枝共聚类絮凝剂:近年来,接枝共聚类絮凝剂在国内外有了很大的发展。Karmakar N C等[8]以淀粉、藻酸钠、羧甲基纤维素、淀粉果胶4种物质为原料,与聚丙烯酰胺反应合成了 4种接枝共聚物,并将其分别用于铬铁矿废水的絮凝实验,结果表明:4种接枝共聚物都有优良的絮凝性能。淀粉-聚丙烯酰胺共聚物较其它3种接枝共聚物有较好的絮凝效果。同时还对几种接枝共聚物的絮凝机理进行了研究。常文月等[9]利用Ce(Ⅳ)/HNO3作为引发剂进行了丙烯酰胺-淀粉接枝共聚反应,接枝率达到94.9%,支链分子量超过300万,对多种工业污水絮凝效果不亚于聚丙烯酰胺300万产品。李淑红等以硝酸铈铵为引发剂,通过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,通过对高矿化度油田废水的处理实验表明:它对高矿化度油田废水中的浊度和COD去除率显示出了优良的性能。
阳离子淀粉类絮凝剂:阳离子淀粉具有良好的絮凝性能且无毒,可生物降解,因此倍受关注。美国的Tasset Emmell 等以淀粉为原料,在碱作催化剂条件下,以碱金属氧化物作引发剂,同卤代醇季铵盐反应合成了阳离子淀粉,而后再加入碱土金属氧化物或氯化氢来完成整个反应,该反应产物可以用来作为絮凝剂、悬浮剂和乳化剂。Klimenwiciete R等用阳离子改性淀粉季铵盐来处理高岭土,并与阳离子聚丙烯酰胺衍生物(CPAA)的絮凝性能进行比较,结果表明:阳离子淀粉季铵盐絮凝剂在合适的条件下,可以获得优良的絮凝效果。并且探讨了取代度以及用量对絮凝性能的影响。当取代度在0.3~0.45时达到高的絮凝效果。同时研究了该絮凝剂的絮凝机理,并探讨了两种絮凝剂的絮凝性能差别。杨通以淀粉为原料,合成阳离子型高分子絮凝剂,并用它对印染、酿酒、屠宰和印刷电路板等轻工业废水进行处理,结果表明: 悬浮物、COD去除率较高,且产污泥量较小,处理后的轻工废水水质得到了较大的改善。邰玉蕾等以硝酸铈铵-EDTA 氧化还原体系引发,用淀粉与二甲基二烯丙基氯化铵接枝共聚制得阳离子淀粉,并用于对各种污水进行实验,结果表明: 对炼油废水、生活污水的处理效果很好;COD去除率可达到 70%以上;色度残留率低于20%,是一种较好的絮凝剂。
两性及多功能淀粉衍生物类絮凝剂:以淀粉为原料合成各种改性聚合物,除了通过单一的接枝共聚、交联等反应外, 还可以通过多个反应共同作用制取多功能水处理絮凝剂。汪玉庭等以可溶性淀粉为基体,以环氧氯丙烷交联制备了交联淀粉,并以Fe2+/H2O2为引发剂,将丙烯腈单体接枝到交联淀粉上,再经皂化制得的水不溶性接枝羧基淀粉聚合物 (ISC),对去除Cd2+、Pb2+、Hg2+、Cu2+、Cr2+等有良好的效果。马希晨等以淀粉原料为基材,以二甲基二烯丙基氯化铵 (DMDAAC)、丙烯酰胺、甲基丙烯酸为原料,利用反相乳液聚合技术并采用四元聚合方法合成高分子两性絮凝剂,这种絮凝剂在处理污水时不仅可利用淀粉的半刚性链和柔性链将污水中悬浮的颗粒通过架桥作用下絮凝、沉降,而且因其带有极性基团,又可以通过物理、化学作用降低污水中的COD、 BOD负荷,在处理许多水质较复杂的污水,尤其是污泥脱水消化污泥处理上,有很好的发展前景。马希晨等还以淀粉为基材进行丙烯酰胺接枝共聚反应,再酸化羟甲基化,叔胺基化再季铵化制得SCAM系列产品。SCAM为非离子、阳离子、阴离子及季胺盐型4功能为一体之高效絮凝剂,该絮凝剂具有应用范围广、用量少、使用方便、无二次污染、价格低廉等特点,不仅是各种污水处理的良好絮凝剂、饮水净化剂,也是当今急需开发的油田废水优质破乳剂。
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