有機絮凝劑包括天然高分子絮凝劑及其改性產品和合成有機高分子絮凝劑兩大類。
1 高分子絮凝劑及其改性產品
國外對天然高分子絮凝劑的研究始于上世紀70年代,我國在這方面的研究還開展的較少。這類絮凝劑按原料來源的不同,大體分為淀粉類衍生物、纖維素衍生物、多聚糖類及蛋白質類改性產物、植物膠改性產物等。
1.1 淀粉類衍生物這類衍生物絮凝劑主要為季銨型陽離子淀粉,此外還有叔胺型陽離子淀粉、交聯陽離子淀粉、陽離子雙醛淀粉、兩型陽離子淀粉等。早年就有學者報道用叔胺鹽與環氧氯丙烷反應生成具有環氧結構的季銨鹽醚化劑,然后再與淀粉起醚化反應,制得季銨型淀粉的專利。Langher等人報道過制備陽離子淀粉醚化劑的專利,他們用叔胺與丙烯氯反應,得丙烯三甲基季銨氯,再用氯氣進行次氯酸化,所得產品為3-氯-2-羥丙基季銨氯和2-氯-3-羥丙基季銨氯的混合物,可作為季銨型陽離子淀粉的醚化劑。值得注意的是,近年來淀粉—聚丙烯酰胺接枝共聚物的研究日漸引起人們的重視,并取得了一定的進展。趙彥生等人進行了淀粉—丙烯酰胺接枝共聚物一步法合成改性陽離子絮凝劑CSGM,并將其用理山西毛紡廠印染廢水 ,取得較好的效果。楊通在等以淀粉和丙烯酰胺為原料,反應中加入定量的甲醛和二甲胺,合成陽離子型改性高分子絮凝劑,將其用于工業廢水的處理,效果顯著。
1.2 木質索衍生物
木質素是存在于植物纖維中的一種芳香族高分子,是造紙蒸煮制漿過程中排出廢液里的一個主要組成。近年來以木質素為基礎原料制備水處理劑的研究已日益引起人們的重視。Rachor和Dilling分別于上世紀70年代中后期以木質素為原料合成了季銨型陽離子表面活性劑。有文獻報道木質素改性產品可作含蛋白質廢水的凝聚劑.Mckague報道了硫酸鹽木質素按Mannich反應,與二甲胺和甲醛作用,進行甲基化和氯甲基化后,生成的木質素季銨鹽衍生物可用作硫酸鹽漿廠漂泊廢水的絮凝劑。我國朱建華等人利用造紙蒸煮廢液中的木質素合成了木質素陽離子表面活性劑,用于處理陽離子染料、直接染料及酸性染料廢水。具體聯系污水寶或參見http://www.jianfeilema.cn更多相關技術文檔。
1.3 甲殼素衍生物
國外對其積極的研究始于上世紀60年代,而我國則幾乎是近幾年才關注對甲殼素及其衍生物的開發。對甲殼素進行適當的分子改造脫除其乙酰基得到殼聚糖,它是一種很好的陽離子絮凝劑。日本有商品殼聚糖出售,主要用于城市下水、工業廢水和活性污泥處理。徐洪峰等人報道了殼聚糖在電解質存在下螯合絮凝除銅的方法。張秋華等人將研制的羧甲基殼聚糖(CM—CHO)用于毛紡廠印染廢水的處理,結果證實其脫色、去除COD的效果尤為突出。據報道殼聚糖還可與活性炭及纖維混合制成染料吸附劑。將甲殼素、纖維素、活性炭、礦化石等混合,可制得甲殼素多聚糖廢水凈化劑。
1.4 植物膠改性產物
進入上世紀70年代以來,國外陸續開發了一些兼具絮凝、緩蝕等多種功能的植物膠改性水處理劑,如聚吡啶和聚喹啉的季銨衍生物等。我國對此類絮凝劑的研究始于上世紀80年代中期。肖遙、鄧皓以落葉松烤膠為原料,用甲醛和二甲胺對其中的單寧進行胺甲基化,再用氯化芐季銨化,開發出一種新型的多功能水處理陽離子單寧,并用于處理采油污水。
2.2 合成有機高分子絮凝劑
在合成的有機高分子絮凝劑中聚丙烯酰胺(PAM)及其改性產品的應用最多。聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDADMA)及二甲基二烯丙基氯化銨—丙烯酰胺共聚物(DMDAAC—AM)屬陽離子性高分子化合物,用于水處理能獲得比目前較常用的無機高分子絮凝劑和PAM更好的處理效果。