有机高分子絮凝剂的研究及应用

李 凯

（兰州资源环境职业技术学院 甘肃兰州 730021）

近年来我国科学技术的不断进步也催生出多种水处理方法，包括：物理吸附法、絮凝沉淀法、离子交换法、电渗析法等等。在多种水处理方法中，沉淀法可以有效改善废水的浑色度、浊度，并可理想地去除部分重金属离子和多种有机高分子物质，从而达到改善污泥的脱水性能的目的。絮凝剂作为沉淀法中的重要因素直接影响最终的污水处理结果。高分子絮凝剂拥有良好的絮凝性能并兼具操作简便的优点，目前主要应用于废水处理的预处理过程和深度处理过程。常用的絮凝剂主要分为两种类型：无机和有机高分子絮凝剂。有机高分子絮凝剂具有絮凝速度快、用量少等优点而被广泛推广，吸引了越来越多的关注。本文主要从人工有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂的合成以及有机高分子絮凝剂在废水处理中的应用进行探讨。

1 人工有机高分子絮凝剂的合成

1.1 水溶液聚合

水溶液聚合是目前为止应用最广泛的一种合成有机高分子絮凝剂的方法，这种合成方法属于均相体系，方法中应用的单体以及引发剂都可以溶于水溶剂当中。陈密峰等运用了水溶液自由基的聚合反应合成了一种两性絮凝剂，能够有效改善洗煤水、污泥的脱水性能；赵娜娜等人则运用水溶液聚合法成功合成一种疏水缔合阳离子有机高分子絮凝剂，可大力提高絮凝剂净化含油废水的处理能力；还有人合成了一种改性阳离子絮凝剂，如果将这种絮凝剂与五其他种无机絮凝剂混合使用来处理污水，在最理想的条件下SS、COD去除率可分别高达98.0%和96.3%。

1.2 反相乳液、反相悬浮聚合

将水溶性单体拆散成W/O乳液所采取的聚合方法便是反相乳液聚合合成法。王玮等采用这种聚合法成功研制出阳离子聚丙烯酰胺，无机絮凝剂明矾与这种物质复配使用时可有效提高絮凝的效果；顾学芳等采用反相乳液聚合研制出了PDA，采用PDA处理废水可将降低废水的浊度至2NTU以下；Gemma等采用这种聚合法在反应器中合成一种阳离子有机高分子絮凝剂，并得出一个结论：两个串联使用的反应器合成的有机高分子絮凝剂处理效果要比单个反应器合成的有机高分子絮凝剂絮凝好。

反相悬浮聚合合成法与反相乳液聚合合成法差别不大，主要是分散粒子的粒径不同。我国目前采用反相悬浮聚合合成法合成有机高分子絮凝剂的应用不多。类似的DMDAAC／AM絮凝剂、阴离子淀粉接枝改性共聚物等物质都是通过此类方法研制的。

除了以上常见的几种聚合法之外，人工合成有机高分子絮凝剂还包括碱性水解法、微波聚合法等。

2 天然有机高分子絮凝剂

2.1 淀粉衍生物

淀粉分子中包括两种结构，即直链与支链。一般来说，支链淀粉所占比例较大，不过支链淀粉的絮凝性能较差，因此，天然的淀粉得到的絮凝效果不够好，一般利用淀粉分子的改性反应得到的絮凝效果较理想。如果醚化淀粉或其衍生物，就能够得到一种天然高分子絮凝剂，能够较好地絮凝带有负电荷的颗粒。实验证明，阳离子淀粉具有良好的脱色性能和脱水效果。具有特殊的网状结构的交联淀粉处理含重金属离子的废水能力较强，对含有废水中铜、汞、铅等重金属离子的废水来说絮凝效果较强。另外，还可将淀粉与其他单体共聚生成淀粉接枝共聚物，也具有良好的去除重金属离子的处理效果，并且具有用量少、成本低等优势。

2.2 壳聚糖类

在广袤的自然界之中，甲壳素属于第二大类天然的高分子化合物，而壳聚糖作为甲壳素脱乙酰化的一种产物，同时也是一种阳离子型絮凝剂，可通过各种化学反应进行改性，以便赋予壳聚糖所需的不同特性。由此看来，此类絮凝剂具有相当大的发展潜力和应用前景。

2.3 木质素类

木质素的分子结构比较多样化，方便制成拥有特殊功能的废水处理剂，其应用也比较广泛。木质素与其他物质聚合可生成一种两性木质素絮凝剂，在不同的物理、化学条件下经过醚化、聚合还可制得多种絮凝剂，用来高效处理造纸废水等。

2． 4 植物胶类

可以从植物或者植物的种子中提取出所需的植物胶。半乳甘露聚糖是植物胶中的主要成分，是一种多糖类的天然高分子化合物。半乳糖一甘露糖结构交联性和水溶性较好，低浓度下配置的水溶液稳定性较好、粘度高。在80年代后，植物胶作为一种絮凝剂在我国的废水处理中得到广泛应用。

3 结语

随着中国在国际中影响的深入，以及国外技术的引入都极大地转变了人们传统的思想观念。我国水资源短缺现象愈演愈烈以及国家对环保法规的不断强化都给有机高分子絮凝剂的应用提供了大好机遇，这必将推动我国的有机高分子絮凝剂产业稳定、快速、长远发展。

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