摘要：絮凝法是目前给水和废水处理中应用最普遍的方法之一，而新型、高效、无毒的絮凝剂的研制，则是絮凝法中的核心问题，也是目前国内外广泛关注的热点。无机絮凝剂投加量大，产污泥量大；有机合成高分子絮凝剂价格高，生物难降解，残留的单体有毒，所以在实际应用中受到了限制。由于天然高分子具有分子量分布广、活性基团多、结构多样化等特点，而且来源广泛、价廉、无毒、可生物降解。因此，近年来被国内外广泛用来研制新型絮凝剂。
关键词：天然高分子絮凝剂 废水处理
一、使用甲壳素作为原材料的絮凝剂
1.1壳聚糖类对废水处理的效果
壳聚糖是甲壳素脱乙酰化的产物，故亦称脱乙酰甲壳素，它是一种很好的阳离子絮凝剂，主要用于工业废水的处理。利用壳聚糖的吸附性处理食品加工废水，研究结果表明，壳聚糖对各种食品加工废水处理均特别有效且投加量较少。此外，壳聚糖为絮凝剂回收工业废水中的蛋白质、染料以及重金属离子也取得了较好的效果。还利用壳聚糖螯合絮凝除铜，在Cu2+的浓度为20-60mg/l时，除铜率高达百分之九十九点五。
1.2羧甲基壳聚糖类的优点
羧甲基壳聚糖由壳聚糖经醚化反应制得。壳聚糖经羧甲基化后，在水中具有极好的水溶性，羧甲基壳聚糖是新型的高分子絮凝剂；采用研制的羧甲基壳聚糖絮凝剂处理工业废水，结果显示，羧甲基壳聚糖絮凝剂在废水的脱色和COD的去除方面都优于常用的其他高分子絮凝剂。
1.3甲壳多聚糖类
甲壳多聚糖废水净化剂系采用高分子化合物为载体而研制的新型、多功能废水净化剂，为非溶性颗粒状物质，主要原料是甲壳素、纤维素、活性炭、矿化石等。采用甲壳多聚糖废水净化剂处理肌醇废水，处理后废水COD去除率达99%以上，脱色率达94%以上。甲壳多聚糖废水净化剂还具有再生容易的特点，用少量水洗涤后，在空气中氧化6-81即可恢复吸附功能，可重复再生12次。
二、以木质素为原料的絮凝剂
2.1木质素季铵型阳离子絮凝剂
自70年代以来，国外已研究了以木质素为原料合成季铵型阳离子表面活性剂，用其处理废水获得了良好的絮凝效果。利用造纸蒸煮废液中木质素合成了阳离子表面活性剂，并作为水处理剂处理阳离子染料、直接染料、酸性染料；结果表明，木质素阳离子表面活性剂具有良好的絮凝性能，脱色率均超过90%。以造纸黑液中提取的木质素为原料，合成了新型脱色絮凝剂木素季铵盐，通过正交实验，研究了对合成的影响因素，优化出絮凝剂合成工艺条件，并用于处理高浓度、高色度染料中间体J酸废水，取得了较好的脱色效果，最佳投加量为每升20毫克。
2.2木质素接枝共聚物絮凝剂
木质素在温和条件下能与丙烯酰胺发生接枝共聚反应，在一定程度上会影响接枝产物的混凝性能。据报道，木质素接枝共聚物絮凝剂不论在最小投量、残留浊度和平均粒径变化方面，还是对PH值波动的适应能力等方面都优于其它改性木质素。
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2.3木质素絮凝剂
木质素不仅经过改性制备各种絮凝剂，而且本身也可以作为絮凝剂使用。从草浆黑液中提取木质素，研究了木质素絮凝剂的性质，并将木质素絮凝剂与聚合氯化铝、聚丙烯酰胺絮凝剂的处理效果进行了比较，证实了木质素絮凝剂在处理味精废液和印染废水中的优越性，特别是利用木质素独特的絮凝性能可以将味精浓废液中95%的菌体沉降回收并制成高蛋白饲料。研究了从厌氧处理前后的碱法草浆黑液中提取的木质素作为絮凝剂，处理蒙脱土悬浊液和印染废水；实验发现，从厌氧处理后的黑液中提取的木质素比处理前的质素絮凝性能好。在此基础上又研究了木质素絮凝作用机理，证明了木质素絮凝剂是一种对高浊度、酸性废液有特效的水处理剂。
三、以淀粉为构成基本的絮凝剂
3.1改性淀粉絮凝剂
改性淀粉具有良好的絮凝性能且无毒、可以完全被生物分解，因而被广泛关注。80年代初期，我国学者已开始对淀粉改性研制新型絮凝剂，近年来将木薯粉与烯类单体在催化剂作用下发生反应，制得新型的阳离子CS-1型絮凝剂，这种絮凝剂用于污水处理厂二级污水处理，可缩短泥水分离的絮凝过程，为城市污水有效处理提供了保障。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（CCMS），CCMS应用于含重金属离子废水的处理，取得了较好的效果。
3.2淀粉接枝共聚物絮凝剂
近年来，淀粉的接枝共聚研制新型絮凝剂，在国内也取得了长足进展。用过硫酸铵为引发剂，使菱角粉与丙烯腈接枝共聚，制得的改性淀粉配以助凝剂碱式氯化铝处理印染废水，浊度去除率70%以上。在淀粉与丙烯酰胺共聚两步法合成阳离子淀粉絮凝剂的基础上，进行了淀粉—丙烯酰胺接枝共聚物一步法改性阳离子絮凝剂CS-GM的合成及性能研究，用这种絮凝剂处理毛纺厂印染废水取得了较好结果。以淀粉为原料，合成了阳离子型改性高分子絮凝剂，并用它对印染、酿酒、屠宰和印刷电路板等轻工废水进行处理，结果表明，悬浮物、COD、色度去除率较高且产污泥量较少，处理后的轻工废水水质得到较大改善。研究了接枝羧基淀粉对贵金属离子Au（I）、Pd（II）、Pt（IV）的静态吸附性能和选择性，探讨了其吸附机理，为贵金属离子的分离提供了理论基础。
3.3淀粉氧化制备多功能水处理剂
以高锰酸钾和次氯酸钠为氧化剂，对淀粉进行适度氧化制得了高羧含量和适度分子量的羧酸化淀粉，经磷酸酯化反应制得羧酸磷酸化淀粉；实验结果表明，该药剂除具有絮凝性能外，还具有优良的阻垢和缓冲腐蚀性能，并具有良好的协同作用。
四、结束语
天然高分子资源在我国极为丰富，近十年来，国内应用天然高分子进行改性研制新型絮凝剂发展很快，但多数处于实验室研究阶段，这与国外有很大差距。天然高分子不仅可以用来研制阳离子絮凝剂，而且还可以开发出具有絮凝、缓蚀、阻垢、杀菌为一体的多功能水处理剂，以满足复杂水质情况下多种水质的要求。随着我国工业用水需求量的增长，国家对环保事业的更多投入，废水处理将会大大增加。因此，水处理药剂的市场潜力很大，开发和应用新型天然高分子水处理剂将是水处理发展方向之一。
参考文献：
[1]王萍.高分子絮凝剂在废水处理中的应用研究现状[J].甘肃科技，2015（09）
[2]佟晓磊.探析改性天然高分子絮凝剂的制备及其在废水处理中的应用[J].化工管理，2015（12）
论文作者:宋洪利
论文发表刊物:《基层建设》2017年第7期
论文发表时间:2017/7/13
标签：木质素论文; 絮凝剂论文; 废水论文; 淀粉论文; 絮凝论文; 阳离子论文; 高分子论文; 《基层建设》2017年第7期论文;