下载文档原格式
制浆造纸工业中改性淀粉的应用论文制浆造纸工业中改性淀粉的应用论文1淀粉改性技术1．1化学改性化学改性是利用各种化学试剂处理原始淀粉，使之结构发生变化而导致它们的性质转变，从而得到造纸所需要应用的改性淀粉。
化学改性淀粉主要可以分为两大类:一类是使淀粉分子量下降，如酸解淀粉、氧化淀粉、焙烤糊精等;另一类是使淀粉分子量增加，如交联淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉、接枝淀粉等。
羧甲基淀粉能封闭分子上的活泼羟基，提高糊料的给色量，改善印花织物的手感。
赵扬等以乙醇为介质，接受有机溶剂氯乙酸的分步加碱法改性玉米淀粉自制羧甲基淀粉。
通过转变工艺条件，测试羧甲基淀粉黏度、流变性、印花得色量和脱糊率等物理性能和印花效果，发觉其具有假塑性好、热稳定性高的优势，某种程度上可取代海藻酸钠。
黄芳等在湿法条件下接受烯基琥珀酸酐(ASA)对淀粉进行改性，将ASA通过酯化反应接枝到淀粉上，引进疏水基团，合成新型的淀粉改性表面施胶剂。
改性淀粉长链疏水基在纸张上向外排列，降低了纤维的表面能，提高了施胶性能。
作为表面施胶剂具有显著的增加效果，且改性后的表面施胶剂为固体，易于保存运输。
Imti-azAli等争论了硼砂改性淀粉(BMS)作为湿部纸强度的添加剂，对纸张物理强度尤其是小麦秸秆基纸张的强化效果。
依据特种小麦秸秆生产的手抄纸的造纸配料，试验结果显示BMS显著提高了纸张的物理性能。
抗张指数、伸长率、抗张能量吸取和湿抗张指数分别增加了17%、23%、20%和21%。
笔者也进行了工厂试验，其与试验室试验具有相像的强度性质，但是利用BMS后，针叶木浆在造纸配料中从30%削减到25%，纸张的裂断长较长，抗张强度高，这项争论有力地表明BMS能显著改善纸张物理强度，削减针叶木浆的成本，作为湿部强度添加剂有着巨大的潜力。
1．2酶法改性(生物改性)酶法改性是通过各种酶制剂处理淀粉，从而转变淀粉的分子大小和结构，链长分布及糊的性质等特性，形成特定的颗粒或分子形态，如α、β、γ－环状糊精、麦芽糊精、直链淀粉、抗性淀粉、缓慢消化淀粉及多孔淀粉等。
淀粉衍生絮凝剂的研究进展近年来，合成有机高分子絮凝剂由于具有相对分子质量大、分子链官能团多的结构特点，在市场占绝对优势。
但随着石油产品价格不断上涨，其使用成本也相应增加，并且合成类有机高分子絮凝剂由于残留单体的毒性，也限制了其在水处理方面的应用。
20 世纪70 年代以来，美、英、日和印度等国结合本国天然高分子资源，开展了化学改性有机高分子絮凝剂的研制工作。
经改性后的天然高分子絮凝剂与合成有机高分子絮凝剂相比，具有选择性大、无毒、价廉等显著特点。
在众多天然改性高分子絮凝剂中，淀粉改性絮凝剂的研究、开发尤为引人注目。
因为淀粉来源广，价格低廉，并且产物完全可被生物降解，因此，进入20 世纪80 年代以来，改性淀粉絮凝剂的研制开发呈现出明显的增长势头，美、日、英等国家在废水处理中已开始使用淀粉衍生物絮凝剂，近几年，我国研究淀粉衍生物作为水处理絮凝剂也已取得了较大的进展。
1、淀粉衍生物絮凝剂研究现状淀粉分子带有很多羟基，通过这些羟基的醚化、氧化、酯化、交联、接枝共聚等化学改性，其活性基团大大增加，聚合物呈枝化结构，分散了絮凝基团，因而对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉与促沉作用。
改性淀粉絮凝剂性质比较稳定，能够进行生物降解，不会对环境造成二次污染，从而减轻污水后续处理的压力。
淀粉衍生物絮凝剂主要有以下4 种。
1.1 阳离子型淀粉衍生物絮凝剂阳离子型淀粉衍生物絮凝剂可以与水中微粒起电荷中和及吸附架桥作用，从而使体系中的微粒脱稳、絮凝而有助于沉降和过滤脱水。
它对无机物质悬浮液或有机物质悬浮液都有很好的净化作用，使用的pH 范围宽，用量少，成本低。
阳离子淀粉是在碱性介质中，由胺类化合物与淀粉的羟基直接发生亲核取代反应而得到的。
D.Sableviciene 等以N- ( 2， 3 - 环氧丙基) 三甲基氯化铵(CHPTAC) 为醚化剂，合成高取代度马铃薯阳离子淀粉，用其处理以高岭土配制成的50 g/L 的高浊度水，实验结果表明，在相同投加量条件下，取代度为0.27 ～0.32 的阳离子淀粉絮凝剂的絮凝效果最佳。
当前絮凝剂的发展趋势及应用研究的论文当前絮凝剂的发展趋势及应用研究的论文我国城市污水处理厂常用活性污泥法工艺，其中絮凝剂在废水处理中具有很重要的作用，它可以用来降低原水的浊度、色度等感观指标，去除多种高分子有机物，某些重金属和放射性物质，它可以自成独立的处理系统，又可以与其它处理单元过程进行组合，作为预处理、中间处理和最终处理过程，而且还常用于污泥脱水前的浓缩过程，以改善污泥的脱水性能．经过絮凝剂无害处理后的水可以回用．当前国内每年工业用水、城市给水、污水处理需求絮凝剂百万吨，因此研究絮凝剂具有很重要的意义．1单一絮凝剂1．1无机絮凝剂无机盐类絮凝剂主要分为铝盐和铁盐，它们存在很大的缺点：残留在水中的铝离子会导致二次污染；铁离子本身有颜色，并对设备有腐蚀作用，提高成本；投加量大，产泥量高，运行费用高．为克服二次污染及腐蚀设备问题，从20世纪6o年代开始无机盐聚合物的研究．使用无机盐聚合物类絮凝剂效果好，残留在水中的铝、铁离子少，而且易生产、价廉、使用范围广，在我国实际用量占絮凝剂总量的80％以上．1．2高分子絮凝剂1．2．1有机合成高分子絮凝剂合成高分子絮凝剂投加量少，一般在2％以下，效果好，形成的絮体大，而且强度大，不易破碎，不增加泥量，降低热值，无腐蚀性．它分非离子型、阳离子型、阴离子型和两性四种．常用有机絮凝剂有：聚丙烯酰胺(PAM)、聚丙烯酸钠、聚氧乙烯、聚乙烯胺、聚乙烯磺酸盐等，其中聚丙烯酰胺的应用最多，占合成高分子絮凝剂的8o％左右．然而这一类絮凝剂由于存在着一定量的残余单体丙烯酰胺，不可避免的带来毒性，所以限制了它的应用．高分子量(106以上)聚丙烯酸钠属阴离子型絮凝剂，有强烈的絮凝作用而且无毒；对悬浮于水中的细微粒产生非离子性吸附，使粒子之间产生交联；对具有金属氢氧化物这类正电荷的胶体粒子更显示出其优良性能．陆兴章等研制出二甲基二丙烯丙基氯化铵均聚物和一系列不同相对分子质量、不同阳离子的共聚物，对硅藻土或高岭土均有优良的絮凝效果．高华星等把以聚二甲基二烯丙基氯化铵为主体键节的阳离子高分子絮凝剂用于印刷油墨废水处理，试验结果表明处理后废水油污去除率高，沉渣少，废水的回用效果好1．2．2天然高分子絮凝剂天然高分子絮凝剂易生物降解，本身或中间降解产物对人体无毒，具有选择性大、价廉、产泥量少等优点．淀粉衍生物作为工业絮凝剂的研究始于6o年代．乙烯基单体与淀粉的接枝共聚反应是淀粉改性制备可生物降解的高分子材料的重要途径之一，其关键问题在于引发剂的筛选．曹炳明将木薯粉、催化剂、烯类单体反应，再加醛类和醇类反应制得一种网状的高分子物质，其分子链中所带的官能团多，吸附活性点多，可用于污水处理厂二级污水处理；若在生化系统中投加该类絮凝剂，可为城市污水处理后的回用提供符合要求的水质．另外淀粉磷酸酯和淀粉黄原酸脂也是良好的絮凝剂．壳聚糖、甲壳素类絮凝剂作为水处理剂在工业上已大量应用，美国主要用于给水及饮用水处理；日本主要用于水处理及污水处理，其中用于水处理的壳聚糖每年达500吨之多；目前清华大学着手壳聚糖作絮凝剂的中试生产研究，获得了一套适合我国国情的工业化生产的最佳工艺路线，其主要性能指标均达到了或超过国内外同类产品的水平．壳聚糖除了对水中的固体悬浮物(ss)有较好的絮凝作用外，还对水中的COD、色度和重金属离子等有较好的去除效果．由于该类聚合物具有无毒无味、抗菌、可生物降解等优点使其被大量应用于食品工业废水处理中，壳聚糖可使各种食品加工废水的固形物减少70％～98％．杜予民等总结了壳聚糖及其衍生物作为吸附剂、絮凝剂在印染废水中的应用，阐明小粒径、高脱乙酰度及珠状壳聚糖及其衍生物在低温、低pH值下对染料的吸附效果较好；脱乙酰度大的水溶性壳聚糖及其衍生物对染料的絮凝效果较好，其絮凝机理主要是电荷中和以及分子架桥作用．1．3微生物絮凝剂微生物絮凝剂是一类由微生物或其分泌物产生的代谢产物，它是利用微生物技术，通过细菌、真菌等微生物发酵、提取、精制而得的，是具有生物分解性和安全性的高效、无毒、无二次污染的水处理剂．它主要由微生物代谢产生的各种多聚糖类、蛋白质，或是蛋白质和糖类参与形成的`高分子化合物，能产生微生物絮凝剂的微生物种类很多，它们大量存在于土壤、活性污泥和沉积物中．J．Nak~m,ra等从霉菌、细菌、放线菌、酵母菌等菌株中筛选出l9种具有絮凝能力的微生物．H．Takagi等n人研究了拟青素微生物生产的絮凝剂PF01，对活性污泥、啤酒酵母等许多物质具有良好的絮凝效果．红平红球菌生产的絮凝剂NOC-1，是目前发现絮凝效果最好的微生物絮凝剂．K．toeda和K．UraneL9从土壤中分离出革兰氏阴性菌——产碱性菌AlcaligenecupidusA1201，它在含有蔗糖的培养基中生长并分泌絮凝物质．我国也已涉及这方面的研究，但起步较晚．南开大学庄源益们筛选出6株对水中染料有较好的絮凝作用的菌株(NAT一1至NAT一6)，用NAT型生物絮凝剂处理直接黑染料生产废水，其脱色率可达60％．从微生物组织中提取的7一谷氨酸聚合物具有一定的絮凝作用n，如从bacillussp．PY一90中提取的聚7一谷氨酸，在浓度为20nv,／L时，对高岭土悬浊液絮凝效果最好，当加入c、M、Fd时，可提高其絮凝效果；从B．subtillisIFO3335和B．1icheniformisCCRC12826中提取的聚7一谷氨酸，对不同的无机和有机悬浊液均具有较好的絮凝作用．絮凝剂通过离子键、氢键的作用与悬浮颗粒结合，由于絮凝剂的分子量很大，一个絮凝剂分子可同时与几个悬浮颗粒结合，在适宜条件下迅速形成网状结构而沉积，从而表现出很强的絮凝能力．微生物絮凝性与分子结构、分子量、活性基团等多种内部环境因素有关，另外，外界环境因素如pH值、温度、离子种类、离子强度等对微生物絮凝剂的活性也有影响．微生物絮凝剂广泛应用于畜产废水处理、染料废水的脱色、高浓度无机物悬浮液废水的处理、活性污泥的沉降性能的改善、污泥脱水、浮化液的油水分离等方面．然而目前微生物絮凝剂的研究还处于菌种筛选的实验室研究阶段，所用成本较高，一些工艺条件不太成熟，离工业化生产还有一定的距离．2复合絮凝剂复合型絮凝剂是近年才开始研制的新型絮凝剂，能克服使用单一絮凝剂的许多不足，适应范围广，对低浓度或高浓度水质、有色废水、多种工业废水都有良好的净水效果，脱污泥性好，pH使用范围大．然而复合在有机合成制备上手续复杂，成本较高，并有可能存在二次污染．目前还未见复合絮凝剂有工业化生产和使用的报道．污水或活性污泥中，有机固体颗粒带负电荷，无机固体颗粒带正电荷，混合固体颗粒呈电中性。
《水处理絮凝剂研究与应用进展》篇一一、引言随着工业化和城市化的快速发展，水资源的污染问题日益严重，水处理技术的研究与应用显得尤为重要。
其中，絮凝剂作为水处理过程中的关键环节，对于提高水质、减少水体污染具有重要作用。
本文将就水处理絮凝剂的研究与应用进展进行详细阐述。
二、水处理絮凝剂概述水处理絮凝剂是一种用于加速水中悬浮颗粒物凝聚、沉降的化学药剂。
在水处理过程中，絮凝剂能够使水中的胶体颗粒物通过电性中和、吸附架桥等作用，形成较大的絮凝体，从而便于从水中去除。
三、水处理絮凝剂的研究进展1. 无机絮凝剂研究无机絮凝剂因其价格低廉、来源广泛等特点，在水处理中得到了广泛应用。
近年来，研究者们针对无机絮凝剂的缺点，如产生大量污泥、对环境造成二次污染等问题，进行了大量研究。
通过改进制备工艺、优化使用条件等手段，提高了无机絮凝剂的性能，降低了其对环境的负面影响。
2. 有机絮凝剂研究与无机絮凝剂相比，有机絮凝剂具有更好的絮凝效果和较低的污泥产量。
近年来，研究者们针对有机絮凝剂的生物降解性、环境友好性等方面进行了大量研究。
通过合成新型有机分子、改进制备工艺等手段，提高了有机絮凝剂的性能和生物降解性，进一步拓展了其在水处理领域的应用。
3. 复合型絮凝剂研究为了充分利用无机和有机絮凝剂的优点，研究者们开始研究复合型絮凝剂。
复合型絮凝剂结合了无机和有机絮凝剂的优点，具有较高的絮凝效果、较低的污泥产量和较好的生物降解性。
目前，复合型絮凝剂已成为水处理领域的研究热点。
四、水处理絮凝剂的应用进展1. 在饮用水处理中的应用饮用水安全是关系到人民群众身体健康的重要问题。
在饮用水处理中，絮凝剂被广泛应用于去除水中的悬浮颗粒物、胶体物质等污染物。
随着新型絮凝剂的研发和应用，饮用水处理效果得到了显著提高，确保了饮用水的安全性。
2. 在工业废水处理中的应用工业废水中含有大量的有害物质，对环境造成严重污染。
絮凝剂在工业废水处理中发挥着重要作用，能够去除废水中的悬浮物、重金属等污染物。
《水处理絮凝剂研究与应用进展》篇一一、引言随着工业的快速发展和城市化进程的加速，水资源的污染问题日益严重，如何高效、安全地处理废水成为了环保领域亟待解决的难题。
在各种水处理方法中，絮凝剂作为实现水质改善的重要手段，得到了广泛的关注和研究。
本文旨在阐述水处理絮凝剂的研究进展和应用情况，探讨其在环保领域的潜在应用价值。
二、水处理絮凝剂概述水处理絮凝剂是一种通过吸附、电性中和等作用，使水中的悬浮物、胶体等颗粒物凝聚成大颗粒，从而方便从水中去除的化学物质。
根据其化学成分，水处理絮凝剂可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
三、无机絮凝剂研究与应用进展无机絮凝剂主要包括铁盐、铝盐等，具有价格低廉、制备简单等优点。
近年来，研究者们对无机絮凝剂进行了诸多改进和优化。
1. 新型无机复合絮凝剂：针对单一无机絮凝剂的局限性，研究者们开发了多种新型无机复合絮凝剂，如聚合氯化铝铁（PAFC）、复合铁盐等。
这些新型絮凝剂具有更好的絮凝效果和更低的毒性。
2. 纳米无机絮凝剂：纳米技术为无机絮凝剂的开发提供了新的方向。
纳米无机絮凝剂具有更大的比表面积和更强的吸附能力，能有效提高絮凝效果。
四、有机絮凝剂研究与应用进展有机絮凝剂主要包括天然有机高分子絮凝剂和合成有机高分子絮凝剂两大类。
1. 天然有机高分子絮凝剂：如淀粉、壳聚糖等，具有生物相容性好、易降解等优点。
研究者们通过改性等方法，提高了其絮凝效果和稳定性。
2. 合成有机高分子絮凝剂：如聚丙烯酰胺（PAM）等，具有优异的水溶性和分子链柔韧性。
针对其安全性问题，研究者们正在开发新型的、低毒性的合成有机高分子絮凝剂。
五、新型水处理技术中的絮凝剂应用随着水处理技术的发展，一些新型技术如膜分离技术、生物处理技术等也开始应用絮凝剂。
这些技术结合了絮凝剂的优点，进一步提高了水处理的效率和质量。
六、水处理絮凝剂的未来发展趋势未来，水处理絮凝剂将朝着高效、安全、环保的方向发展。
一方面，研究者们将继续开发新型的、低毒性的絮凝剂；另一方面，将更加注重对现有絮凝剂的优化和改进，提高其性能和降低成本。
《纤维素的改性及在废水处理中的应用研究进展》篇一一、引言纤维素作为一种天然的生物高分子，广泛存在于植物、微生物和动物组织中，具有优异的物理和化学性质。
近年来，随着环保意识的增强和科技的进步，纤维素的改性及其在废水处理中的应用逐渐成为研究热点。
本文旨在探讨纤维素的改性方法及其在废水处理中的应用研究进展。
二、纤维素的改性方法纤维素的改性主要分为物理改性、化学改性和生物改性三种方法。
1. 物理改性：物理改性主要是通过物理手段改变纤维素的形态、结构或表面性质，如通过机械研磨、热处理、电离辐射等方法改变纤维素的结晶度、孔隙结构和表面形态。
2. 化学改性：化学改性是通过化学试剂与纤维素分子中的羟基发生反应，引入其他官能团或改变纤维素的结构，从而改善其性能。
常见的化学改性方法包括酯化、醚化、接枝共聚等。
3. 生物改性：生物改性是利用微生物或酶对纤维素进行降解或修饰，以改善其性能。
这种方法具有环保、高效等优点，但需要较长的反应时间和较高的技术要求。
三、纤维素在废水处理中的应用纤维素及其改性产物在废水处理中具有广泛的应用，主要包括吸附、絮凝、生物载体等方面。
1. 吸附：纤维素的吸附性能主要源于其丰富的羟基和三维网状结构。
经过改性后，纤维素的吸附性能得到进一步提高，可用于去除废水中的重金属离子、有机物等污染物。
2. 絮凝：纤维素及其衍生物可以作为天然的絮凝剂，通过电性中和、网捕卷扫等作用使废水中的悬浮物、胶体等凝聚沉淀，从而降低废水的浊度和有机物含量。
3. 生物载体：纤维素具有良好的生物相容性和生物活性，可作为微生物的载体，提高微生物的附着能力和生物活性，从而强化废水处理效果。
四、研究进展近年来，纤维素的改性及其在废水处理中的应用研究取得了显著的进展。
一方面，新的改性方法不断涌现，如纳米纤维素、纤维素基复合材料等，为纤维素的应用提供了更广阔的空间。
另一方面，纤维素在废水处理中的应用领域也在不断扩大，如用于处理重金属废水、染料废水、石油化工废水等。
·91絮凝剂在水处理中的应用与研究进展文_王瑞 许婷婷 张逸飞 南京科技职业学院生物与环境学院摘要：本文介绍了几种絮凝剂发展与应用现状，分析了它们的优点、缺点和未来研究方向，提出应根据不同的废水水质特征，开发针对性强、絮凝效果好、处理成本低、环境友好的绿色复合絮凝剂。
关键词：无机絮凝剂；有机絮凝剂；微生物絮凝剂；复合絮凝剂基金项目：2019年江苏省高等学校大学生创新创业训练计划项目（编号：201912920013Y）；南京科技职业学院科研项目（编号：NHKY-2018-11）。
Application and Research Progress of Flocculant in Water TreatmentWang Rui Xu Ting-ting Zhang Yi-fei[ Abstract ] The development and application of several flocculants were introduced, and their advantages, disadvantages and future research directions were analyzed. Finally, according to different characteristics of wastewater quality, it is suggested to develop green composite flocculant with strong pertinence, good flocculation effect, low treatment cost and friendly environment.[ Key words ] inorganic flocculant; organic flocculant; microbial flocculant; composite flocculant絮凝法具有投资成本低、操作简便、运行稳定、处理效果好等优点，在水处理领域具有较大的优势，被广泛用于污水预处理、深度处理和微污染水源处理等方面。
离子化改性淀粉絮凝剂的研究进展【摘要】改性淀粉絮凝剂具有绿色、无毒、价廉、易于生物降解、来源广泛等特点。
离子化改性淀粉絮凝剂主要包括阴离子型改性淀粉絮凝剂、阳离子型改性淀粉絮凝剂、两性淀粉絮凝剂以及非离子型改性淀粉絮凝剂等。
这几种不同类型的改性淀粉絮凝剂在不同类型的废水处理中取得了明显的效果。
【关键词】改性淀粉絮凝剂水处理研究进展当前国内外普遍采用的水处理技术是絮凝沉降技术。
在水处理中经常用的絮凝剂中改性淀粉高分子絮凝剂的开发、研究与应用尤为引人注目。
淀粉分子带有很多羟基，通过对羟基进行酯化、醚化、氧化、交联等化学反应，能够改变淀粉的性质。
其中离子化改性淀粉絮凝剂具有天然改性有机高分子絮凝剂的特点，包括选择性大、绿色、无毒、价廉、可以完全被生物分解、在自然界形成良性循环等显著特点。
离子化改性淀粉絮凝剂主要包括阴离子型改性淀粉絮凝剂、阳离子型改性淀粉絮凝剂、两性淀粉絮凝剂以及非离子型改性淀粉絮凝剂等。
近几年这几种不同类型的改性淀粉絮凝剂在不同类型的废水处理中取得了明显的效果。
1 阴离子型改性淀粉絮凝剂阴离子型改性淀粉絮凝剂包括：磷酸酯淀粉絮凝剂、黄原酸酯淀粉絮凝剂和含羧基淀粉絮凝剂等。
将多种磷酸化试剂和淀粉起反应可以生成酯，如：磷酸、正磷酸盐、焦磷酸盐、三偏磷酸钠、三聚磷酸钠、三氯氧磷、五氧化二磷、和有机磷化试剂等，其中有些试剂可以混和使用。
庄云龙等人研制的磷酸酯淀粉絮凝剂，对废纸脱墨废水和精细化工厂的工业废水进行处理收到了明显的效果。
得出絮凝的最佳条件为：投加量为0.2%，ph值在7-10，作用时间在24小时左右。
对改性淀粉絮凝剂的研究，英国、日本等国家起步较早，曾先后研究过淀粉的磷酸衍生物，将之作为阴离子絮凝剂应用于选煤尾矿水处理。
淀粉的醚化产物特别是阴离子型淀粉醚曾引起过相当的重视，日本就曾经研究过淀粉的氨基乙醚衍生物，用于高岭土矿桨和纤维素桨粕的废水处理。
随后，美国、德国等国家的研究机构对多种铵盐和吡啶盐的淀粉醚衍生物，淀粉和氯甲代氧丙烷以及淀粉与二羟基丙基-三甲胺氯化物的醚化反应产物进行了研究，得到了多种改性淀粉絮凝剂用于工厂废水、生活污水等的处理。
毕业论文文献综述化学工程与工艺改性淀粉水处理絮凝剂的研究进展一、前言部分近年来, 合成有机高分子絮凝剂由于具有相对分子质量大、分子链官能团多的结构特点, 在市场占绝对优势。
但随着石油产品价格不断上涨, 其使用成本也相应增加, 并且合成类有机高分子絮凝剂由于残留单体的毒性, 也限制了其在水处理方面的应用。
20 世纪70 年代以来, 美、英、日和印度等国结合本国天然高分子资源, 开展了化学改性有机高分子絮凝剂的研制工作。
经改性后的天然高分子絮凝剂与合成有机高分子絮凝剂相比, 具有选择性大、无毒、价廉等显著特点。
在众多天然改性高分子絮凝剂中, 淀粉改性絮凝剂的研究、开发尤为引人注目。
因为淀粉来源广,价格低廉, 并且产物完全可被生物降解, 因此, 进入20 世纪80 年代以来, 改性淀粉絮凝剂的研制开发呈现出明显的增长势头, 美、日、英等国家在废水处理中已开始使用淀粉衍生物絮凝剂, 近几年, 我国研究淀粉衍生物作为水处理絮凝剂也已取得了较大的进展。
二、主题部分改性淀粉的制备及在水处理中的应用1糊精淀粉的水解产物———糊精的相对分子质量为800～79000,可用作絮凝剂和抑制剂。
在浮选金矿时,加入糊精可以降低矿物的可浮性。
在煤和焦油砂等矿藏开采时,糊精作为絮凝剂可使淤泥沉积下来。
2丙烯酰胺接枝淀粉乙烯基单体与淀粉的接枝共聚反应是淀粉改性制备生物可降解高分子材料的重要途径之一。
近年来,国内化学家在此领域也取得了一些进展。
常文越等[1]研究了在高锰酸钾/草酸引发体系下,淀粉与丙烯酰胺的接枝共聚合反应,并将该接枝共聚物作为絮凝剂用于城市污水、造纸污水等的絮凝实验中,实验结果表明,其CODCr去除率均略高于聚丙烯酰胺(300万)产品。
刘全校等[ 2 ]研究了淀粉接枝聚丙烯酰胺作为絮凝剂对漂白废水进行处理,通过实验比较了淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝剂与其他絮凝剂对漂白废水的絮凝效果,确定了淀粉接枝聚丙烯酰胺絮凝剂和明矾[Al2 ( SO4 ) 3 ]配合使用的合适比例。
郑第研究了阳离子淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应制备阳离子型絮凝剂的工艺,并以油脂废水为实验对象对絮凝剂的絮凝性能进行了考察。
宋晶晶等[ 3 ]采用自制的过硫酸盐引发剂,通过溶液聚合反应制备了淀粉/丙烯酰胺(AM) /丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)三元共聚物,该共聚物用于处理炼油污水效果好于聚丙烯酰胺类絮凝剂。
王玉芹等[ 4 ]对此复合引发体系引发的聚合产物进行了研究,研究结果表明由Ce4 +- S2O2 -复合引发体系引发的接枝反应的接枝率略低于Ce4 +离子引发体系,但远高于S2O2 -离子引发体系。
张一峰等[ 5 ]以CS2 /H2O2为引发剂,在碱性条件下合成淀粉与丙烯酰胺接枝共聚物,用于去除印染废水、造纸废水中的重金属离子。
3磷酸酯淀粉淀粉磷酸酯可以作为鱼类加工厂废水、屠宰场废水、发酵工厂废水、蔬菜水果浸泡水、纸浆废水泥浆的絮凝剂,还可以作为浮游选矿的沉降剂,回收铝矿石中的铝,沉降煤矿洗煤废水中的煤粉。
庄云龙等[ 6 ]研制的磷酸酯淀粉絮凝剂,对废纸脱墨废水和精细化工厂的工业废水进行处理,收到了明显的效果,并探讨了磷酸酯淀粉的加入量、废水的pH值及絮凝时间对絮凝效果的影响,确定了磷酸酯淀粉处理黑液和精细化工厂工业废水的最佳条件。
4黄原酸酯阴离子型淀粉将天然淀粉采用乙酰化交联、酯化交联或醚化交联,再进行黄原酸化就可得到不溶性交联淀粉黄原酸酯( ISX) ,主要用于处理金属废水。
美国早在1975年就以淀粉为原料制成不溶性淀粉黄原酸酯,并1980年开始工业化生产。
ISX不仅能脱除多种重金属离子,而且在酸性条件下还能将Cr6 +还原为Cr3 +。
不溶性淀粉黄原酸钠镁能以铬、钴、锰、镍、锌和其他重金属离子生成配合物而沉淀,钠、镁离子则进入水中,因此可将其用于工业废水处理,除去重金属离子。
郝学奎等[ 7]以玉米淀粉为基体,环氧氯丙烷为交联剂,硝酸铈铵为引发剂,丙烯酰胺为单体, CS2和NaOH为磺化剂,合成了交联淀粉聚丙烯酰胺- 黄原酸酯(CSAX)高分子絮凝剂,用CSAX处理实际废水的实验表明,当CSAX的投加剂量为100mol·L- 1时, Cu2+和Ni2 +的去除率分别达99. 1%和82. 3% ,浊度的去除率达96. 6%。
吕延文等以环氧氯丙烷为交联剂,以玉米淀粉作原料,合成不溶性淀粉黄原酸酯,研究了交联剂、碱的用量等对样品处理Ag+的影响。
龚盛昭[ 8 ]研究了淀粉黄原酸盐的合成新工艺,选定了最佳工艺条件,对淀粉基黄原酸盐处理重金属废水的条件进行了优化研究。
祝社民等[ 9 ]对ISX在若干废水中去除Cu2 +和Fe2 +离子的影响因素和工艺条件做了研究,探索了ISX合成过程中的反应废液的回用及处理废水后的污泥回收再利用技术。
钱欣等[ 10 ]研究了淀粉黄原酸盐对重金属离子吸附性能的各个影响因素,表明淀粉黄原酸A的制备条件、用量及金属离子对吸附性能影响很大,吸附剂的吸附容量可达到4mmo1 /g 左右Chaudhair 等[ 11 ] 研究了用可溶性淀粉黄原酸酯( SSX)去除重金属离子Hg2 + , Cu2 + , Cd2 +和Ni2 + ,表明SSX去除重金属离子的效率取决于金属离子与SSX之间的特殊化学反应和金属黄原酸酯沉淀物从水相中的分离。
常青等[ 12 ]研究了淀粉接枝共聚乙酰胺和黄原酸酯( St - g - AM - co - SX)去除水溶液中的Cu2 + ,结果表明去除Cu2 +的效率分别优于淀粉- 乙酰胺共聚物和淀粉黄原酸酯。
5羧基阴离子型淀粉羧甲基淀粉醚一般是指羧甲基淀粉钠(CMC) ,可用于重金属污水处理。
全易等[ 13 ]将玉米淀粉与环氧氯丙烷交联后,再用Ce4 +为引发剂,把丙烯腈接枝到交联淀粉上,随后通过皂化将腈基转化为羧基,制得羧基淀粉接枝共聚物( ISC) ,它对去除废水中的重金属离子(如Cu2 +、Pb2 + )特别有效; 全易等[ 13 ]还以玉米淀粉为骨架,用环氧氯丙烷与之反应制成高交联淀粉后,再跟氯乙酸反应,得到在淀粉骨架上CH2COO- 基团的产物———羧甲基交联淀粉(CCMS) 。
CCMS具有优良的吸附重金属离子的能力,且可再生重复使用,是一种值得推广使用的含重金属离子的废水处理剂。
汪玉庭等[ 14 ]以可溶性淀粉为基体,经环氧氯丙烷交联,制备了交联淀粉,以Fe2 + - H2O2为引发剂将丙烯腈单体接枝到交联淀粉上,再经过皂化制得水不溶性接枝羧基淀粉聚合物。
它对去除水体中Cd2 + , Pb2 + , Cu2 + ,Hg2 + , Cr3 +等离子有极好效果。
Amal[ 15 ]制备了柠檬酸改性淀粉,并研究了该产物去除水体中金属离子的能力, 结果表明它的去除效率顺序为: Hg2 + >Cu2 + >Co2 + >Mg2 +。
6铵类阳离子淀粉胺类化合物与淀粉分子的羟基起醚化反应生成具有氨基的醚衍生物,其氮原子上带有正电荷得到的醚衍生物具有许多原淀粉所不具备的性质,有与带负电荷物质相吸的趋向,称为阳离子淀粉。
由于废水处理中大部分微细颗粒和胶体都有负电荷,对淀粉进行阳离子改性是一个重要研究方向。
阳离子改性淀粉包括季铵型、叔铵型、交联型、双醛和两性型等。
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,可以吸附带负电荷的有机或无机悬浮物质,如悬浮泥土、二氧化钛、煤粉、碳、铁矿砂等,可有效地除去废水中的铬酸盐、重铬酸盐、亚铁氰化钠、钼酸盐、高锰酸盐、阴离子表面活性剂等。
闫慧慧等[ 16 ]以玉米淀粉为原料,经糊化后,加入阳离子化试剂,合成了阳离子改性淀粉絮凝剂SF,以生活污水为处理体系,探讨了SF的絮凝性能。
在30 mg/L时, SF对高浊度207 NTU高岭土悬浮液达到最好的处理效果,出水浊度在10 NTU 以下,对生活污水中COD 有一定的去除效果。
SF 作PAC的助凝剂处理湖水,比单独投加PAC絮凝剂有更好的处理效果,浊度去除率都在90%以上。
曹炳明[ 17]将木薯粉、催化剂、烯类单体反应,再加醛类和醇类反应,制得了新型的阳离子CS - 1型絮凝剂。
这是一种网状长链的高分子物质,其分子链中所带的官能团多,吸附活性点多,用于污水处理厂二级污水处理,可缩短泥水分离的絮凝沉降过程。
张永华等用季铵盐作相转移催化剂,室温下合成3 - 氯- 2- 羟丙基三甲基氯化铵(CHPTMA) ,产率达97%以上。
具本植[ 18 ]等在碱催化剂存在下,以N - (2, 3 -环氧氯丙基)三甲基氯化铵( GTA)为阳离子化试剂,制备了交联高取代度季铵型阳离子淀粉,该产品对活性染料有优异的脱色效果。
阳离子淀粉还可以进行阴离子化,合成两性淀粉,邹新禧采用玉米和红薯淀粉,经环氧氯丙烷交联、醚化剂(氯乙酸和3 -氯- 2 - 羟丙基三甲基氯化铵)阴阳离子化,制得两性淀粉,实验证明该两性淀粉螯合剂是一种高效的污水处理剂,并且对重金属有极好的吸附作用。
尹华等[ 19 ]以淀粉丙烯酰胺接枝共聚物为母体,加入阳离子化试剂,合成了阳离子型改性高分子絮凝剂( FNQE) ,该絮凝剂对高岭土悬浊液、城市污水及餐饮废水都有良好的处理效果。
三、总结部分综上所述,改性淀粉絮凝剂的研究开发正逐步得到国内外研究者的广泛重视,并已取得了一定的研究成果。
但是,在实际应用中仍存在一些不足,尤其是对水处理工艺的研究较少,而且许多产品还没有及时转化为实际应用。
建议今后加强实际工艺的研究,充分考虑到影响絮凝剂对废水处理效果的因素,如pH值、温度、水处理剂的用量和使用方法及水中离子的影响,开发出更加有效的絮凝剂。
四、参考文献[ 1 ] 常文越,林阳,王英健. 淀粉- 丙烯酰胺接枝共聚物的合成及其污水絮凝实验研究[ J ]. 环境保护科学, 2000,26 (3) : 9 - 10.[ 2 ] 刘全校,曹国荣,许文才. 淀粉接枝聚丙烯酰胺用于漂白废水处理[ J ]. 纸和造纸, 2008, 27 (5) : 53 - 54.[ 3 ] 宋晶晶,马希晨. 淀粉/丙烯酰胺/丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵多元共聚物的合成[ J ]. 精细石油化工, 2006, 23(2) : 7 - 10.[ 4 ] 王玉芹. 铈盐- 过硫酸盐复合引发淀粉与丙烯酰胺接枝共聚合产物研究[ J ]. 高分子学报, 1996, 90 ( 1) : 111 -115.[ 5 ] 张一峰,殷雄,沈之荃. 淀粉在CS2 /H2O2 体系中与烯烃接枝共聚[ J ]. 高分子材料科学与工程, 2000, 16 (2) : 47- 50.[ 6 ] 庄云龙,石荣莹,原义光. 磷酸酯淀粉絮凝剂在废水处理中的应用[ J ]. 纸和造纸, 2000, 19 (4) : 47 - 48.[ 7 ] 郝学奎,常青. 高分子重金属絮凝剂CSAX的制备及性能[ J ]. 环境科学学报, 2008, 28 (9) : 1867 - 1871.[ 8 ] 龚盛昭. 淀粉基黄原酸盐处理重金属废水的条件优化研究[ J ]. 环境污染治理技术与设备, 2002, 3 (10) : 55 - 57.[ 9 ] 祝社民,袁俊红,陈英文,等. 淀粉黄原酸酯的合成改进及其应用研究[ J ]. 离子交换与吸附, 2005, 21 ( 6) : 499- 506.[ 10 ] 钱欣,郑荣华,钱伟江,等. 淀粉黄原酸酯吸附性能研究[ J ]. 浙江化工, 2002, 33 (1) : 35 - 36.[ 11 ] Chaudhari S, Tare V. Heavymetal soluble starch xanthateinteractions in aqueous environments [ J ].Journal ofApp lied Polymer Science, 1999, 71: 1325 - 1332.[ 12 ] Chang Q, Hao X K, Duan L L. Synthesis of crosslinkedstarch - graft - polyacrylamide - co - sodium xanthateand its performances in wastewater treatment[ J ]. Journalof HazardousMaterials, 2008, 159: 548 - 553.[ 13 ] 全易,夏天喜,顾浩,等. 羧基高交联淀粉阳离子交换剂的合成及应用[ J ]. 环境工程, 1991, 9 (4) : 57 - 59.[ 14 ] 汪玉庭,程格. 接枝羧基淀粉去除水体中重金属离子的研究[ J ] ,环境污染与防治, 1996, 18 (2) : 15 - 18.[ 15 ] AmalA A. Preparation, characterization and evaluation ofanionic starch derivatives as flocculants and for metalremoval[ J ]. Starch, 2006, 58: 391 - 400.[ 16 ] 闫慧慧,盛力,李胜男,等. 玉米淀粉改性阳离子絮凝剂的制备[ J ]. 辽宁化工, 2008, 37 (9) : 592 - 594.[ 17 ] 曹炳明. CS - l型絮凝剂的制备及其在污水处理方面的应用[ J ]. 工业水处理, 1987, 7 (6) : 27 - 29.[ 18 ] 具本植,张淑芬,杨锦宗. 交联阳离子淀粉的制备及其脱色性能[ J ]. 应用化学, 2001, 18 (6) : 477 - 480.[ 19 ] 尹华,彭辉,刘慧璇,等. 淀粉改性阳离子絮凝剂的制备及其絮凝性能的研究[ J ]. 环境科学与技术, 2000(1) : 13 - 15.。
