改性天然高分子絮凝剂的研究与应用现状毕业设计
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《水处理絮凝剂研究与应用进展》篇一一、引言随着人类社会不断发展,水资源的污染问题逐渐加剧,因此,水处理成为了环保领域中的关键课题。
其中,水处理絮凝剂是水处理过程中不可或缺的重要物质。
本文旨在探讨水处理絮凝剂的研究与应用进展,以期为相关领域的研究和应用提供参考。
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的聚集和沉降的化学物质。
通过使用絮凝剂,能够有效地去除水中的悬浮物、胶体、细菌等污染物,从而改善水质。
常见的絮凝剂包括无机盐类、有机高分子等。
三、水处理絮凝剂的研究进展(一)新型无机絮凝剂近年来,研究人员在无机絮凝剂方面取得了显著进展。
如聚合氯化铝、聚合硫酸铁等新型无机高分子絮凝剂具有更好的凝聚性能和较低的污染性,能够更好地满足水处理的需求。
(二)有机高分子絮凝剂相较于无机絮凝剂,有机高分子絮凝剂具有更好的亲和性和适应性。
目前,研究热点包括天然高分子改性絮凝剂和合成高分子絮凝剂。
这些新型絮凝剂在提高水质的同时,降低了对环境的二次污染。
(三)复合型絮凝剂针对单一絮凝剂的局限性,研究人员开始尝试将多种絮凝剂进行复合,以获得更好的凝聚效果。
如将无机和有机高分子进行复合,既能发挥各自的优点,又能弥补彼此的不足。
四、水处理絮凝剂的应用进展(一)饮用水处理在饮用水处理中,絮凝剂被广泛应用于去除水中的悬浮物、胶体、细菌等污染物。
新型的絮凝剂在保证水质的同时,降低了对环境的二次污染,使得饮用水更加安全、健康。
(二)工业废水处理在工业废水处理中,絮凝剂被用于去除废水中的重金属、油污等有害物质。
针对不同行业的废水特点,研究人员开发了各种针对性的絮凝剂,有效提高了工业废水的处理效果。
(三)污水处理厂在污水处理厂中,絮凝剂被广泛应用于污泥的脱水、减量化和资源化利用等方面。
通过使用新型的絮凝剂,可以有效提高污泥的脱水效果,降低污泥的含水率,为后续的污泥处置和资源化利用提供了便利。
五、结论与展望水处理絮凝剂作为水处理过程中的关键物质,其研究和应用对于改善水质、保护环境具有重要意义。
天然高分子改性阳离子絮凝剂的絮凝性能和应用研究
陈捷;丁永生;曲有杰;公维民;李凤海
【期刊名称】《铁路节能环保与安全卫生》
【年(卷),期】2005(032)003
【摘要】介绍了以玉米芯为原料,以阳离子醚化剂为改性剂,合成阳离子型改性高分子絮凝剂(DSL)的方法,并对该絮凝剂的性能和应用进行了研究.结果表明,用玉米芯粉改性而成的高分子阳离子型絮凝剂絮凝性能优于六水氯化铝和国产的聚丙烯酰胺,具有产生絮体大,沉降速度快等特点,将其用于天然地下水、城市生活污水、工业污水的处理,获得了良好的絮凝效果.
【总页数】4页(P112-115)
【作者】陈捷;丁永生;曲有杰;公维民;李凤海
【作者单位】大连海事大学,环境科学与工程学院,辽宁,大连,116026;大连海事大学,环境科学与工程学院,辽宁,大连,116026;大连海事大学,环境科学与工程学院,辽宁,大连,116026;大连海事大学,环境科学与工程学院,辽宁,大连,116026;大连海事大学,环境科学与工程学院,辽宁,大连,116026
【正文语种】中文
【中图分类】X703
【相关文献】
1.天然高分子改性阳离子絮凝剂的制备及其性能 [J], 邱会东;朱丽平;罗国兵;熊伟
2.天然高分子改性阳离子絮凝剂的合成及对工业废水的处理 [J], 潘碌亭;肖锦;赵建
夫;顾国维
3.天然高分子改性阳离子絮凝剂的合成及其性能与机理的研究 [J], 尹华;彭辉;肖锦
4.天然高分子改性阳离子絮凝剂的合成及其性能与机理的研究 [J], 尹华;彭辉
5.天然高分子改性阳离子絮凝剂SFC的制备及其絮凝性能的研究 [J], 夏晓明;侯文华;肖锦;周定
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改性阳离子型天然高分子絮凝剂的制备及应用改性阳离子型天然高分子絮凝剂的制备及应用一、引言天然高分子絮凝剂广泛应用于水处理、纸浆造纸、石油化工等领域,用于去除悬浮物、浊度和有机物等。
然而,传统的天然高分子絮凝剂在应用过程中存在着效果低、稳定性差等问题,因此需要对其进行改性,提高其絮凝性能。
本文旨在探讨改性阳离子型天然高分子絮凝剂的制备方法及其应用。
二、改性阳离子型天然高分子絮凝剂的制备方法1. 材料准备选择适量的天然高分子材料,如淀粉、壳聚糖等作为原料。
同时,还需要准备碱性物质、酸性物质和交联剂等。
2. 改性处理首先,将天然高分子材料溶解于适量的溶剂中,并在连续搅拌的条件下进行反应。
然后,加入适量的碱性物质,使溶液保持一定的碱性。
接下来,通过添加交联剂,使得高分子材料发生交联反应。
最后,采用酸性物质进行酸解处理,将不溶于水的改性产物进行沉淀分离、洗涤和干燥,即可得到改性阳离子型天然高分子絮凝剂。
三、改性阳离子型天然高分子絮凝剂的应用1. 水处理领域改性阳离子型天然高分子絮凝剂在水处理领域有着广泛应用。
通过合适的剂量添加到水中,改性絮凝剂能够迅速吸附水中悬浮物、有机物等,形成絮体,并通过重力沉降或过滤等方式使水澄清。
此外,改性絮凝剂还能有效去除水中的重金属离子、油污等有害物质,提高水质。
2. 纸浆造纸领域改性阳离子型天然高分子絮凝剂也广泛应用于纸浆造纸领域。
添加改性絮凝剂到纸浆中,能够促进纤维的吸附,增加纤维的粘附力,改善造纸质量。
此外,改性絮凝剂还能有效减少纸浆的流失,提高纸浆利用率。
3. 石油化工领域在石油化工领域,改性阳离子型天然高分子絮凝剂也发挥着重要作用。
添加改性絮凝剂到石油废水中,能够快速吸附石油等有机物,使废水澄清,减少对环境的污染。
此外,改性絮凝剂还能提高石油液体的过滤性能,减少杂质对设备的损害。
四、改性阳离子型天然高分子絮凝剂的优势和展望相比传统的天然高分子絮凝剂,改性阳离子型天然高分子絮凝剂具有以下优势:1. 结构稳定性好,耐酸、耐碱能力强,不易分解和失活,能够在宽范围的pH值下工作。
天然有机高分子改性絮凝剂的应用研究邱琳【摘要】以天然木薯为原料,用三乙胺与环氧氯丙烷共聚产物为阳离子单体进行改性,制得一种新型天然有机高分子改性絮凝剂.将制得的絮凝剂应用于生活废水、糖蜜酒精废液等进行处理效果研究.结果表明:该絮凝剂具有pH值适用范围宽,絮凝效果好等特点;对糖蜜酒精废液进行脱色处理,当絮凝剂投加量达600 mg/L时,脱色率达到最大值,为49.1%.%The natural cassava was used as the experimental material and the copolymer of triethylamine and epichlorohydrin was used as the cationic reagent to produce a new type natural organic macro -molecular modified flocculant. The modified flocculant was applied to treat living sewage and wastewater of molasses or alcohol, and the treating effects were researched. The results showed that this modified flocculant has some characters, such as wide range of pH value and good flocculating effect, etc.; using this modified flocculant to de-color the wastewater of molasses or alcohol, when the applying amount of this modified flocculant reached 600 mg/L, the decolorization rate reached the highest by 49.1%.【期刊名称】《湖南农业科学》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】3页(P101-102,106)【关键词】天然有机高分子;絮凝剂;应用【作者】邱琳【作者单位】西南科技大学,四川,绵阳,621010【正文语种】中文【中图分类】S533絮凝作为废水处理的一种重要方法,在水处理工艺中有着广泛的应用。
有机高分子絮凝剂的研究进展有机高分子絮凝剂的研究进展马永生乔万昌(黑龙江省造纸公司,黑龙江哈尔滨150001) [摘要]综述了有机高分子絮凝剂的种类、絮凝化学、影响其作用效果的因素,并分析、展望了有机高分子絮凝剂的发展趋势。
[关键词]有机高分子絮凝剂;絮凝化学;影响因素絮凝剂效果的优劣直接决定着许多造纸单元过程的运行工况、生产成本、产品质量和出水的水质, 絮凝剂的选择直接影响絮凝效果。
造纸工作者越来越认识到深入开展絮凝基础理论研究、开发新型高效絮凝剂、优化絮凝过程控制的重要性。
1有机高分子絮凝剂的种类1.1人工合成类有机高分子絮凝剂人工合成类有机高分子絮凝剂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,可将其分为阴离子型、阳离子型、非离子型和两性型人工合成类有机高分子絮凝剂。
1.1.1阴离子型人工合成类有机高分子絮凝剂阴离子型有机高分子絮凝剂研制开发较早,技术比较成熟,但由于受应用范围的限制,有关阴离子型有机高分子絮凝剂新产品的研究报道较少。
常见的有聚丙烯酸钠、丙烯酰胺与丙烯酸钠共聚物、聚苯乙烯磺酸钠等。
1.1.2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、喹啉鎓离子基、吡啶鎓离子基。
产品有阳离子聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)的均聚物以及与丙烯酰胺(AM)的共聚物、乙烯基三甲氧基硅烷(VTMS)与DADMAC的共聚物,VTMS与DADMAC和AM的三元共聚物、聚亚胺等。
阳离子絮凝剂不仅可以通过电荷中和、架桥机理使微粒脱稳、絮凝,而且还可以与带负电荷的溶解物进行反应,生成不溶物,从而有利于沉降和过滤脱水,pH值使用范围宽,用量少,毒性也小。
近年来,我国对此类絮凝剂的研究主要集中在聚丙烯酰胺接枝共聚物、烷基烯丙基卤化铵、环氧氯丙烷与胺的反应产物三大类上,已经取得了显著进展。
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。
《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,其中尤以水中的悬浮物、胶体和有机物等污染物成为水处理的重要难题。
而水处理絮凝剂作为一种重要的水处理方法,其在水处理领域的应用越来越广泛。
本文旨在探讨水处理絮凝剂的研究与应用进展,以期为水处理技术的发展提供参考。
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、桥联等作用,使水中的悬浮物、胶体等颗粒物发生凝聚、沉淀的化学物质。
其作用原理主要是通过改变颗粒物的表面电荷和结构,使其在相互碰撞时产生聚集作用,从而达到净化水质的目的。
根据其化学成分的不同,可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。
三、无机絮凝剂的研究与应用进展1. 传统无机絮凝剂传统的无机絮凝剂主要包括铁盐、铝盐等。
这类絮凝剂具有价格低廉、使用方便等优点,但其对环境的二次污染问题也较为突出。
近年来,学者们通过改进制备工艺、优化使用条件等方式,提高了传统无机絮凝剂的使用效果,并降低其对环境的二次污染。
2. 新型无机絮凝剂随着研究的深入,新型无机絮凝剂逐渐成为研究热点。
如纳米级无机絮凝剂,因其具有高效、环保等优点,受到了广泛关注。
此外,复合型无机絮凝剂也得到了广泛研究,如铁铝复合、铁硅复合等,这类絮凝剂具有协同效应,可提高絮凝效果。
四、有机絮凝剂的研究与应用进展1. 天然有机絮凝剂天然有机絮凝剂主要包括生物多糖类、蛋白质类等。
这类絮凝剂具有生物相容性好、环保等优点,但其缺点是易受环境条件影响,如温度、pH值等。
近年来,学者们通过对其进行改性处理,提高了其稳定性和使用效果。
2. 合成有机絮凝剂合成有机絮凝剂具有高效、快速等特点,但其对环境的二次污染问题也较为突出。
近年来,学者们通过优化合成工艺、降低毒性等方式,降低了合成有机絮凝剂的二次污染问题。
同时,针对不同水质特点,开发了多种新型合成有机絮凝剂,如聚丙烯酰胺类、聚季铵盐类等。
五、水处理絮凝剂的应用前景随着科技的进步和环保意识的提高,水处理絮凝剂的研究与应用将呈现出以下几个趋势:一是新型无机和有机絮凝剂的研发与应用;二是多种不同类型絮凝剂的复配使用;三是智能型、多功能型水处理絮凝剂的研发与使用;四是环境保护意识的提高和法规政策的完善将进一步推动水处理技术的发展。
改性天然高分子絮凝剂的研究与应用现状展望
彭伟;周达江;谢家理
【期刊名称】《四川环境》
【年(卷),期】2003(022)001
【摘要】改性天然高分子絮凝剂因具有原料来源广泛、价格低廉、无毒、易于生物降解、无二次污染等优点,受到了国内外众多研究工作者的重视和开发应用.本文扼要的介绍了国内近年来在改性天然高分子絮凝剂方面的研究和应用情况,对其前景进行了展望,并就我国今后在此方面的研究工作提出了一些建议.
【总页数】5页(P18-22)
【作者】彭伟;周达江;谢家理
【作者单位】四川大学化学学院,四川,成都,610064;四川大学化学学院,四川,成都,610064;四川大学化学学院,四川,成都,610064
【正文语种】中文
【中图分类】X789
【相关文献】
1.改性阳离子型天然高分子絮凝剂制备条件的响应面法优化 [J], 杨辉;李聪;
2.榆树皮胶粉制备改性天然高分子絮凝剂 [J], 潘碌亭
3.天然有机高分子絮凝剂研究与应用 [J], 陈元彩;肖锦
4.改性天然高分子絮凝剂的研究与应用进展 [J], 黄海金
5.天然有机高分子絮凝剂研究与应用 [J], 陈元彩;肖锦
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《水处理絮凝剂研究与应用进展》篇一一、引言水是人类生活与生产中不可或缺的资源,而随着工业化和城市化的快速发展,水体污染问题日益严重,水质恶化成为亟待解决的问题。
其中,水处理技术是解决水体污染、改善水质的重要手段之一。
絮凝剂作为水处理过程中的关键化学品,对于提高水处理效率、降低处理成本具有重要作用。
因此,研究与应用进展的絮凝剂成为了水处理领域的研究热点。
二、水处理絮凝剂的研究进展1. 传统絮凝剂的研究传统絮凝剂主要包括无机盐类、天然有机物等。
其中,无机盐类絮凝剂如明矾、硫酸铝等,因其价格低廉、来源广泛而得到广泛应用。
然而,传统絮凝剂存在一些缺点,如絮凝效果不稳定、易产生二次污染等。
因此,研究者们开始对传统絮凝剂进行改进和优化。
2. 新型絮凝剂的研究随着科技的发展,新型絮凝剂逐渐成为研究热点。
新型絮凝剂主要包括合成有机高分子絮凝剂和生物絮凝剂。
合成有机高分子絮凝剂具有高效、快速、用量少等优点,如聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺等。
生物絮凝剂则具有无毒、无二次污染等优点,如微生物合成的多糖类絮凝剂等。
3. 纳米材料在水处理中的应用近年来,纳米材料因其特殊的物理化学性质在水处理领域得到广泛应用。
纳米材料可以作为絮凝剂或催化剂,通过增强其表面活性、增大其比表面积等特性提高水处理效果。
例如,纳米氧化铝、纳米二氧化硅等材料可以作为高效絮凝剂使用。
三、水处理絮凝剂的应用进展1. 饮用水处理饮用水处理是水处理领域的重要应用之一。
传统的饮用水处理方法主要采用明矾等无机盐类絮凝剂进行混凝沉淀和过滤消毒。
随着新型絮凝剂的研发和应用,如生物絮凝剂等无毒无害的絮凝剂逐渐成为饮用水处理的优选。
2. 工业废水处理工业废水处理是水处理领域的另一个重要应用领域。
工业废水含有大量的有害物质和重金属离子等污染物,需要采用高效的絮凝剂进行处理。
新型合成有机高分子絮凝剂和纳米材料在工业废水处理中得到了广泛应用。
3. 污水处理厂应用污水处理厂是城市污水处理的重要场所,也是水处理絮凝剂的重要应用领域。
《新型无机—有机复合高分子絮凝剂的制备及性能研究》篇一一、引言随着工业和城市化进程的快速发展,水污染问题日益严重,如何高效地处理和净化水体已成为全球关注的焦点。
其中,絮凝剂在水处理过程中扮演着至关重要的角色。
近年来,新型无机—有机复合高分子絮凝剂因其优异的性能和广泛的应用前景,受到了广泛关注。
本文旨在研究新型无机—有机复合高分子絮凝剂的制备方法及其性能,为水处理技术的发展提供理论支持和实践指导。
二、文献综述在过去的几十年里,絮凝剂的发展经历了从无机絮凝剂到有机絮凝剂,再到无机—有机复合高分子絮凝剂的演变。
无机絮凝剂具有价格低廉、来源广泛等优点,但存在易产生二次污染、絮凝效果不稳定等缺点。
有机絮凝剂虽然具有较好的絮凝效果,但往往存在分子量大、难以降解等环境问题。
而新型无机—有机复合高分子絮凝剂结合了无机和有机絮凝剂的优点,具有较好的絮凝效果、较低的毒性以及较好的生物降解性。
因此,新型无机—有机复合高分子絮凝剂成为了当前研究的热点。
三、实验部分(一)材料与方法1. 材料:实验所需的无机原料、有机原料及其他辅助材料。
2. 方法:详细介绍新型无机—有机复合高分子絮凝剂的制备方法,包括原料配比、反应条件、制备工艺等。
(二)制备过程详细描述新型无机—有机复合高分子絮凝剂的制备过程,包括原料混合、反应、分离、干燥等步骤。
(三)性能测试介绍性能测试的方法和过程,包括对絮凝效果、稳定性、毒性、生物降解性等方面的测试。
四、结果与讨论(一)制备结果详细描述新型无机—有机复合高分子絮凝剂的制备结果,包括产物形态、分子量、元素组成等。
(二)性能分析1. 絮凝效果:通过实验数据和图表,分析新型无机—有机复合高分子絮凝剂的絮凝效果,包括对不同类型污水的处理效果。
2. 稳定性:分析新型无机—有机复合高分子絮凝剂的稳定性,包括在不同环境条件下的稳定性。
3. 毒性:通过实验数据和图表,分析新型无机—有机复合高分子絮凝剂的毒性,与传统的无机和有机絮凝剂进行对比。
高分子絮凝剂的研究发展摘要:高分子絮凝剂广泛应用于多个领域,高分子絮凝剂又分为无机高分子絮凝剂:聚合铝类、聚合铁类、活性硅酸类;有机高分子絮凝剂:天然高分子和合成高分子及其应用举例和发展前景。
关键字:絮凝剂;高分子絮凝剂;类别;应用;发展前景;Polymer flocculants research and developmentAbstract;Polymer flocculants are widely used in many fields,Polymer floccu lant is divided intoInorganic polymer flocculants:PACl class、Polyferric class、Activity of silicic acid class;Organic polymer flocculant:Natural polymer an d synthetic polymer and application examples and ProspectsKey words:coagulants;Polymer flocculant;Categories;Apply;Prospects;絮凝剂理论基础是;“聚并”理论,絮凝剂主要是带有正电(负)性的基团中和一些水中带有负(正)电性难于分离的一些粒子或者叫颗粒,降低其电势,使其处于不稳定状态,并利用其聚合性质使得这些颗粒,集中,并通过物理或者化学方法分离出来。
一般为达到这种目的而使用的药剂,称之为絮凝剂。
絮凝剂主要应用于给水各污水处理领域。
絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。
其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂;有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。
1、无机高分子絮凝剂1.1无机絮凝剂分类无机絮凝剂按其分子量的大小可分为低分子絮凝剂和高分子絮凝剂两大类。
《新型无机—有机复合高分子絮凝剂的制备及性能研究》篇一摘要本论文着重研究新型无机—有机复合高分子絮凝剂的制备及其性能,以期通过科学的制备工艺及良好的性能达到环境保护及水资源再利用的目标。
文章详细探讨了新型复合絮凝剂的合成方法、结构特性、应用效果及环境影响,为该类絮凝剂的实际应用提供了理论依据。
一、引言随着工业化的快速发展,水体污染问题日益严重,尤其是有机污染物及悬浮物的治理显得尤为重要。
高分子絮凝剂作为有效的水处理剂,近年来备受关注。
然而,传统絮凝剂多以单一的无机或有机高分子为主,难以同时解决处理效率和处理后水的回用问题。
因此,开发新型无机—有机复合高分子絮凝剂成为当前研究的热点。
二、新型无机—有机复合高分子絮凝剂的制备本部分详细介绍了新型无机—有机复合高分子絮凝剂的合成方法。
通过选择合适的无机与有机组分,设计出高效的反应工艺,利用适当的催化剂及控制适当的反应条件,制备出目标絮凝剂。
其中,反应机理的探究及工艺条件的优化是制备过程的关键环节。
三、结构特性分析本部分通过现代分析手段对新型无机—有机复合高分子絮凝剂的结构特性进行了详细分析。
包括红外光谱(IR)、核磁共振(NMR)、X射线衍射(XRD)等手段的应用,揭示了其分子结构、官能团分布及空间构型等关键信息。
这些信息对于理解其性能及优化制备工艺具有重要意义。
四、性能研究本部分主要研究了新型无机—有机复合高分子絮凝剂的性能,包括其絮凝效果、稳定性、环境友好性等方面。
通过实验室模拟及实际水样处理实验,验证了其良好的絮凝效果及较高的处理效率。
同时,对其稳定性及环境友好性进行了评估,为实际应用提供了重要依据。
五、应用效果及环境影响本部分通过实际应用案例,探讨了新型无机—有机复合高分子絮凝剂在污水处理、饮用水净化、工业废水处理等领域的应用效果。
同时,对其环境影响进行了评估,包括对水体生态系统的保护作用、对环境的长期影响等方面。
结果表明,该类絮凝剂具有良好的应用前景及环境友好性。
改性天然高分子絮凝剂的研究与应用现状毕业设计目录1。
概述 (1)2。
絮凝剂絮凝机理研究概况 (1)3。
絮凝剂研究应用现状 (1)3。
1碳水化合物类絮凝剂 (2)3。
1。
1以淀粉为原料的改性絮凝剂 (2)3。
1。
2魔芋葡甘聚糖磷酸酯改性絮凝剂 (8)3。
1。
3丹宁为原料的改性絮凝剂 (9)3。
1。
4以木质素为原料的改性絮凝剂 (9)3。
2甲壳素类絮凝剂 (14)3。
2。
1甲壳素和壳聚糖的应用 (14)3。
2。
2壳聚糖改性 (15)4。
结论 (17)5。
展望 (18)参考文献 (18)1。
概述随着人们环境意识的增强,以及我国可持续性发展战略的实施,防止污染、保护环境的工作已引起各级政府的高度重视。
目前,我国水环境的污染已比较严重,水体污染和水源危机是关系到国计民生的重要问题,今后几年供水紧和污水净化将成为我国乃至世界各地面临的主要难题之一。
城市生活污水和工业废水在排放到天然水体之前,须经过处理,以除去水中的悬浮物、杂质、粒子等。
在废水处理过程中,絮凝沉降法是目前国外普遍采用的处理废水的一种既经济又简便的水质处理方法,而改性天然高分子絮凝剂由于原料来源广泛、价格低廉、无毒、易于生物降解、无二次污染等特点,显示了良好的应用前景,受到了国外众多研究工作者的重视和关注。
2。
絮凝剂絮凝机理研究概况自20世纪50年代以来,人们对絮凝作用机理作了大量深入的研究,先后提出了许多理论。
总的来说,大致经历了三个主要的发展阶段。
20世纪60年代以前,有关絮凝的理论主要以胶体化学理论作为其理论基础,有根据经典胶体化学理论的Gwoy一Chap man双电层模型而建立的DLVO凝聚物理理论,以及由Smolu- chowski提出并由Camp和Stein加以实用化的絮凝速度梯度理论,该理论强调了压缩颗粒双电层的扩散层机理,降低或消除颗粒间的势能峰垒的凝聚作用机理以及层流速度梯度决定着颗粒间碰撞效率的机理。
20世纪60年代后,相继提出了电中和吸附凝聚、吸附架桥理论以及微涡旋混凝动力学理论,强调了凝聚絮凝过程中的化学作用3。
絮凝剂研究应用现状改性天然有机高分子絮凝剂按其原料来源可分为碳水化合物类、甲壳素类和微生物絮凝剂类。
4碳水化合物类絮凝剂这类物质广泛的存在于植物中,包括淀粉、纤维素、木素和丹宁等。
由于它们含有活性基团,如羟基、酚羟基等,表现出较活泼的化学性质,通过羟基的酯化、醚化、氧化、交联、接枝、共聚等化学改性,其活性基团大量增加,对悬浮体系的悬浮物有更强的捕捉与促沉作用,可提高絮凝效果。
在这类物质中,淀粉改性絮凝剂的研究尤为引人注目,因为天然淀粉资源十分丰富,如土豆、玉米、木薯、菱角、小麦等均有高含量的淀粉,它们可以通过羟基的酯化、醚化、氧化、交联等改变其性质。
在国外水处理剂市场中,有不少改性淀粉絮凝剂,如美国氨氰公司的Aerofloc,Buckman 公司的Budond,国家淀粉化学公司的Zfloc- Aid 和 Starch -es613- 45 以及Zyork Shiree、Dyew are 公司的 Wispro -loc。
我国研究淀粉衍生物作为水处理絮凝剂近年来也已取得了较好的成果。
我国也有从其它天然高分子化合物改性而得的絮凝剂,如魔芋葡甘聚糖磷酸酯絮凝剂、丹宁絮凝剂、木素絮凝剂等。
4。
1以淀粉为原料的改性絮凝剂天然淀粉资源十分丰富,如土豆、玉米、木薯、菱角、小麦等均有高含量的淀粉,据统计,自然界中含淀粉的天然碳水化合物年产量达 5000 亿吨,是人类可以取用的最丰富的有机资源。
淀粉及其衍生物是一种多功能的天然高分子化合物,具有无毒、可生活降解等优点。
它是一种六元环状天然高分子,含有许多羟基,通过这些羟基的化学反应生产改性淀粉,另外,淀粉还能与乙烯类单体如丙烯腈、丙烯酸、丙烯酰胺等起接枝共聚反应生成共聚物,可用作絮凝剂、增稠剂、黏合剂、造纸助留剂等。
淀粉作为一种天然资源目前已广泛应用于各个工业领域。
通过分子切断、重排、氧化或在淀粉分子中引入取代基,所制得的性质发生变化的淀粉衍生物,被广泛地用于水处理、食品、造纸和纺织等行业。
随着淀粉工业的发展,变性淀粉的研究和生产日趋旺盛起来,在工业中的应用也愈加广泛。
早在1941年,W。
E。
Raybould发现碱化淀粉有一定的絮凝作用。
此后,越来越多的研究工作者致力于改性淀粉絮凝剂的研究工作。
本文分别就絮凝剂中常用的非离子型变性淀粉絮凝剂、阳离子型变性淀粉絮凝剂、阴离子型变性淀粉絮凝剂、两性变性淀粉絮凝剂和复合型变性淀粉絮凝剂等进行介绍,综述其生产和研究进展,展望了淀粉类絮凝剂在污水处理中的发展趋势。
4。
1。
1常用的淀粉衍生物的生产及应用淀粉变性一般可采取物理、化学和酶法等方法生产。
经过不同方法处理的变性淀粉可作为多功能污水絮凝剂用于水处理,按所带电荷的不同,淀粉类絮凝剂可分为非离子型、阳离子型、阴离子型、两性和复合型等。
(1)非离子型淀粉衍生物絮凝剂丙烯酰胺接枝淀粉淀粉接枝共聚物是以亲水的、半刚性的淀粉大分子为骨架,与柔性的聚丙烯酰胺支链相配合形成接枝共聚物,其在水中充分溶胀,有很大的分子空间体积和细长支链,使其具有比聚丙烯酰胺更大的絮凝能力,较强的适应能力和稳定性。
因其聚合物侧链基团与许多物质亲和、吸附,形成氢键;或这种侧链与被絮凝物质形成物理交联状态,使被絮凝物质沉淀下来,常用于处理印染废水中的染料、造纸厂水的短纤维及其他悬浮物。
但单纯丙烯酰胺接枝淀粉的絮凝效果不太理想,近年来的研究趋向于淀粉接枝丙烯酰胺共聚物与其他絮凝剂的复合应用,或者将其再进行复合变性以适应工业需求。
如曾媛等以聚合氯化铝(PAC)和淀粉-丙烯酰胺接枝聚合物(ST-AM)为原料,合成了一种新型的无机-有机复合絮凝剂(PACSAM)。
结果表明在很宽的pH围,PAC-SAM均表现出了良好的脱色性能。
在PACSAM加入量为25 mg/L时, PACSAM对实际印染废水的脱色率、COD去除率、浊度去除率分别为96。
4%、92。
1%、98。
5%,废水处理效果明显。
羟丙基淀粉羟丙基淀粉是环氧丙烷与淀粉在碱性条件下发生醚化反应制得的。
其高取代度产物呈非离子状态,淀粉糊十分稳定,甚至在高pH的条件下也能保持醚键的稳定性,且制备工艺简单,在水中通过化学搭桥和捕集清扫作用与被絮凝物质发生共沉,能在较宽的pH条件下处理各种工业废水。
目前将其用于污水处理报道很少,原因是羟丙基淀粉较之其他淀粉衍生物,絮凝效果并不十分理想。
其他类型的非离子型淀粉衍生物以N,Nc-亚甲基双丙烯酰胺为交联剂,与可溶性淀粉发生交联反应,使其与多个淀粉分子/架桥0在一起,形成的N,Nc-亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球(ASM)。
新法等用反相悬浮法合成了N,N -'亚甲基双丙烯酰胺交联淀粉微球,并以其对Cu2+、Cr3+、Cd2+、Pb2+吸附性能做了研究。
结果显示ASM对金属离子具有良好的吸附性能。
此研究也表明ASM在含重金属离子废水的处理中也有较好的应用前景。
虽然目前国外对其在水处理中的应用研究不多,但ASM合成工艺条件简单且易于控制,反应时间短,与其他吸附剂相比具有明显的成本优势,在含重金属离子废水的处理中具有广阔的市场潜力。
2)阳离子淀粉衍生物絮凝剂阳离子改性淀粉是胺类化合物与淀粉分子的羟基在碱催化作用下反应生成的具有氨基的醚衍生物,使氮原子带正电荷,其对负电荷物质的亲和性可以吸附絮凝工业废水中带负电荷的有机或无机悬浮物质。
阳离子淀粉一般分为季铵型和叔胺型,季铵型阳离子淀粉絮凝剂一般采用淀粉和季铵盐醚化剂(GTA或CTA等)反应制得, pH适应围广,在工业废水处理中是优良的高分子絮凝剂。
叔胺型阳离子淀粉是较早开发的品种,但因其只能在酸性条件下呈电性,相对与可在较大pH围呈电性的季铵型阳离子淀粉絮凝剂有明显缺陷,所以对其研究不多。
近年来有关阳离子型淀粉絮凝剂的研究报道很多,如Svetlana Bratskaya等采用浊度测量和胶体滴定的方法,研究了取代度为1。
54阳离子马铃薯淀粉衍生物高岭土分散体系中的絮凝性能。
发现絮凝剂用量随着取代度的增加而减少。
Chen 等用高岭土研究了阳离子淀粉的絮凝机理,发现阳离子淀粉主要依靠静电相互作用对废水中的离子进行吸附。
因此阳离子淀粉絮凝剂可用于去除含重铬酸盐、氰化物等有害物质及阴离子表面活性剂的各种污水,此外也能对含煤粉、碳、矿沙纤维素等悬浮液进行沉降,且具有较强的脱色能力,对COD有较高的去除率。
鲁娇等研究发现阳离子淀粉对油、聚合物、悬浮物的去除也有比较理想的处理效果。
由此可见,阳离子淀粉絮凝剂在水处理工业上应用十分广泛。
也有采用其他醚化剂制备的,如YupingWei等分别以缩水甘油基辛基二甲基氯化铵(GODAC)、缩水甘油基十二烷基二甲基氯化铵(GDDAC)和缩水甘油基十四烷基二甲基氯化铵(GTDAC)等为阳离子化试剂合成了系列阳离子型淀粉衍生物。
通过研究高岭土悬浮液清液层的透射率发现,产物中含长链的S-GTDAC的絮凝效果最好,透射率为93。
9%(S-GODAC为90。
4%,S-GDDAC为92。
7% ),絮凝性能优于商业产品MP-584。
一般阳离子型淀粉絮凝剂的絮凝效果与其取代度有很大的关系。
如Krentz等研究了不同取代度(DS)淀粉衍生物的絮凝效率,比较了其结构性质。
发现取代度为0。
6的阳离子淀粉具有较好的脱水效率、成本效率和生态安全性。
由此可见,阳离子改性淀粉絮凝剂相对于其他类型的淀粉絮凝剂优势比较明显,所以近几年对这方面的报道很多。
不过目前阳离子淀粉醚化剂的种类较少,一般采用季铵盐进行醚化反应,但季铵盐性质不稳定、难合成、吸水性极强,且价格较高。
因此,开发更多类型的醚化剂以拓展阳离子淀粉的生产工艺将成为今后的发展趋势。
阴离子型变性淀粉絮凝剂淀粉磷酸酯淀粉与磷酸盐酯化反应得到淀粉磷酸脂。
淀粉磷酸双脂是主要的食品添加剂,而单脂的取代度一般在0。
02~0。
2之间,被广泛应用于许多工业中。
在废水处理方面,常作为洗煤厂尾水的处理。
若与其他絮凝剂混合使用不但能够提高絮凝效果,还可应用于各种生活污水、食品生产废水、纸浆废水、油钻井水及矿物加工的高悬浮物废水的处理。
RandalL。
Shogren研究发现磷酸化玉米淀粉作为絮凝剂虽不能有效地去除水中的高岭土离子,但若有少量的Ca2+存在,磷酸化淀粉可有效降低高岭土浓度至3~4 ppm。
虽然常用的人工聚合絮凝剂(聚丙烯酰胺/聚丙烯酸)的处理效果可达到1ppm,但是这种淀粉成本低廉,经济优势明显。
淀粉磷酸脂在直接用于污水处理效果并不十分突出,但将磷酸酯淀粉与其他类絮凝剂混合使用,处理效果明显。
如含4~10 mg/kg磷酸酯淀粉与聚丙烯酰胺配合使用,每吨洗煤厂废水只需0。
28 kg磷酸酯淀粉与0。