有机絮凝剂包括天然高分子絮凝剂及其改性产品和合成有机高分子絮凝剂两大类。
1 高分子絮凝剂及其改性产品
国外对天然高分子絮凝剂的研究始于上世纪70年代,我国在这方面的研究还开展的较少。这类絮凝剂按原料来源的不同,大体分为淀粉类衍生物、纤维素衍生物、多聚糖类及蛋白质类改性产物、植物胶改性产物等。
1.1 淀粉类衍生物这类衍生物絮凝剂主要为季铵型阳离子淀粉,此外还有叔胺型阳离子淀粉、交联阳离子淀粉、阳离子双醛淀粉、两型阳离子淀粉等。早年就有学者报道用叔胺盐与环氧氯丙烷反应生成具有环氧结构的季铵盐醚化剂,然后再与淀粉起醚化反应,制得季铵型淀粉的专利。Langher等人报道过制备阳离子淀粉醚化剂的专利,他们用叔胺与丙烯氯反应,得丙烯三甲基季铵氯,再用氯气进行次氯酸化,所得产品为3-氯-2-羟丙基季铵氯和2-氯-3-羟丙基季铵氯的混合物,可作为季铵型阳离子淀粉的醚化剂。值得注意的是,近年来淀粉—聚丙烯酰胺接枝共聚物的研究日渐引起人们的重视,并取得了一定的进展。赵彦生等人进行了淀粉—丙烯酰胺接枝共聚物一步法合成改性阳离子絮凝剂CSGM,并将其用理山西毛纺厂印染废水 ,取得较好的效果。杨通在等以淀粉和丙烯酰胺为原料,反应中加入定量的甲醛和二甲胺,合成阳离子型改性高分子絮凝剂,将其用于工业废水的处理,效果显著。
1.2 木质索衍生物
木质素是存在于植物纤维中的一种芳香族高分子,是造纸蒸煮制浆过程中排出废液里的一个主要组成。近年来以木质素为基础原料制备水处理剂的研究已日益引起人们的重视。Rachor和Dilling分别于上世纪70年代中后期以木质素为原料合成了季铵型阳离子表面活性剂。有文献报道木质素改性产品可作含蛋白质废水的凝聚剂.Mckague报道了硫酸盐木质素按Mannich反应,与二甲胺和甲醛作用,进行甲基化和氯甲基化后,生成的木质素季铵盐衍生物可用作硫酸盐浆厂漂泊废水的絮凝剂。我国朱建华等人利用造纸蒸煮废液中的木质素合成了木质素阳离子表面活性剂,用于处理阳离子染料、直接染料及酸性染料废水。具体联系污水宝或参见http://www.dowater.com更多相关技术文档。
1.3 甲壳素衍生物
国外对其积极的研究始于上世纪60年代,而我国则几乎是近几年才关注对甲壳素及其衍生物的开发。对甲壳素进行适当的分子改造脱除其乙酰基得到壳聚糖,它是一种很好的阳离子絮凝剂。日本有商品壳聚糖出售,主要用于城市下水、工业废水和活性污泥处理。徐洪峰等人报道了壳聚糖在电解质存在下螯合絮凝除铜的方法。张秋华等人将研制的羧甲基壳聚糖(CM—CHO)用于毛纺厂印染废水的处理,结果证实其脱色、去除COD的效果尤为突出。据报道壳聚糖还可与活性炭及纤维混合制成染料吸附剂。将甲壳素、纤维素、活性炭、矿化石等混合,可制得甲壳素多聚糖废水净化剂。
1.4 植物胶改性产物
进入上世纪70年代以来,国外陆续开发了一些兼具絮凝、缓蚀等多种功能的植物胶改性水处理剂,如聚吡啶和聚喹啉的季铵衍生物等。我国对此类絮凝剂的研究始于上世纪80年代中期。肖遥、邓皓以落叶松烤胶为原料,用甲醛和二甲胺对其中的单宁进行胺甲基化,再用氯化苄季铵化,开发出一种新型的多功能水处理阳离子单宁,并用于处理采油污水。
2.2 合成有机高分子絮凝剂
在合成的有机高分子絮凝剂中聚丙烯酰胺(PAM)及其改性产品的应用最多。聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMA)及二甲基二烯丙基氯化铵—丙烯酰胺共聚物(DMDAAC—AM)属阳离子性高分子化合物,用于水处理能获得比目前较常用的无机高分子絮凝剂和PAM更好的处理效果。