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基本信息
- 項目名稱：
- 天然高分子改性陽離子絮凝劑的研究
- 小類：
- 能源化工
- 簡介：
- 本研究通過淀粉的陽離子改性和淀粉的接枝等實驗的條件、反應(yīng)的難易、產(chǎn)品的絮凝效果、投加量、pH的適應(yīng)范圍及制備過程中對環(huán)境的影響等方面的比較，最終選擇對淀粉進行季胺型陽離子改性。
- 詳細介紹：
- 絮凝法廢水處理中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。此法的處理效果主要取決于絮凝劑的性質(zhì)。在反應(yīng)原理的基礎(chǔ)上，以天然物質(zhì)玉米淀粉為原材料，進行陽離子化學(xué)改性，得到一種帶有季銨鹽基團的天然高分子陽離子改性絮凝劑，并且通過正交實驗獲得較為優(yōu)化的制備條件。天然高分子改性陽離子絮凝劑處理常規(guī)污水時的整體絮凝性能優(yōu)良，具有投加量少、pH值適用范圍廣、產(chǎn)生絮體時間短、絮體形狀大、沉降速度快等特點，是優(yōu)于無機絮凝劑(六水合氯化鋁)和有機絮凝劑(聚丙烯酞胺)。本文以三甲胺和環(huán)氧氯丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物為陽離子醚化劑，對玉米淀粉進行陽離子改性，制得天然高分子改性陽離子絮凝劑（DSL）。并且對OMTMA制備過程中的影響因素及對淀粉進行陽離子改性過程中的影響因素分別做了正交實驗，從而找出了制備DSL的最佳條件：玉米淀粉2g、堿化溫度60℃、堿化時間40min、反應(yīng)溫度40℃、反應(yīng)時間3h、OMTMA用量為0.02mol。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 目的：在水處理過程中，絮凝劑被大量使用，用于去除水中懸浮物和膠體物質(zhì)，并能有效降低水中的CODcr；再者，通過絮凝凈化能將水中90%以上的微生物和病毒轉(zhuǎn)入污泥中?；舅悸罚喊焙铜h(huán)氧氯丙烷通過縮聚反應(yīng)制備出氨-氧氯丙烷縮聚物，季銨型陽離子淀粉是具有環(huán)氧基團的胺類化合物與淀粉分子中的羥基在堿催化作用下反應(yīng)成的醚類衍生物。叔胺或叔胺鹽與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)生成季胺鹽，再與淀粉醚化反應(yīng)生成季胺型陽離子淀粉。
科學(xué)性、先進性及獨特之處
- 科學(xué)性：原料是自然界生產(chǎn)量極為巨大的天然高分子化合物淀粉，完全符合綠色化學(xué)的要求。同時在淀粉的高分子基礎(chǔ)上進行陽離子化改性使之更適合水質(zhì)的電荷要求。 獨特性：1、有機高分子絮凝劑具有優(yōu)良的絮凝特性和較強的電中和能力。 2、有機高分子絮凝劑具有單體無毒、可以完全被生物分解、在自然界形成良性循環(huán)等特點。
應(yīng)用價值和現(xiàn)實意義
- 絮凝技術(shù)無論在原水供給，還是工業(yè)廢水、污水處理中以及工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中都有著相當(dāng)重要的作用。隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，水污染有增無減的局面，發(fā)展絮凝劑進行水處理，無論對節(jié)約用水，排放水回用，廢水處理有著極為重要的意義。天然高分子絮凝劑易被生物降解,本身或中間降解產(chǎn)物對人體無毒,具有選擇性大、廉價、產(chǎn)泥量少等優(yōu)點。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 絮凝法是一種化學(xué)物理過程，是廢水處理中應(yīng)用最為廣泛的一種方法。目前應(yīng)用的絮凝劑的種類很多，主要有無機、有機兩大類。無機絮凝劑一般用量比較大，產(chǎn)生污泥較多。有機合成高分子絮凝劑具有用量少，產(chǎn)泥少的優(yōu)點，但是其含有不易降解的有毒單體，使其應(yīng)用受到了一定限制。本文以玉米淀粉為母體，以環(huán)氧丙烷基-三甲基-銨鹽為陽離子醚化劑，對玉米淀粉進行陽離子改性，制得天然高分子改性陽離子絮凝劑（DSL）。并找出了制備DSL的最佳條件。并通過采用高齡土體系，分別對投加量、pH值適用范圍、絮凝速度、溫度及產(chǎn)生絮體的大小、形狀等絮凝參數(shù)進行了研究評價，得出了DSL的最佳應(yīng)用條件。
獲獎情況
- 無
鑒定結(jié)果
- 無
參考文獻
- [1] 常青編著，《水處理絮凝學(xué)》[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，第1版，2003年4月，P42 [2] 陳元彩，肖錦，天然有機高分子絮凝劑研究與應(yīng)用[J]，環(huán)境科學(xué)進展，1999,7(3):84一89 [3] 尹華，彭輝，肖錦，《天然高分子改性陽離子絮凝劑的合成及其性能與機理的研究》[J]，重慶環(huán)境科學(xué)，1999, 12 (6): 30-32
同類課題研究水平概述
- 天然高分子絮凝劑因原料來源廣泛，價格低廉，無毒，易于生物降解等特點而顯示了良好的應(yīng)用前景，并引起了廣大科研工作者的興趣。在我國，近年來，天然高分子絮凝劑的研究已經(jīng)取得了很大的進展，由于天然高分子的分子鏈上活性基團多，結(jié)構(gòu)多樣化，因此經(jīng)化學(xué)改性后，其性能優(yōu)于一般的高分子絮凝劑。 從天然高分子改性絮凝劑的發(fā)展來看，國外在這方面研究較多，而且正朝著開拓它在水處理領(lǐng)域應(yīng)用范圍的方向發(fā)展。歐洲國家高分子絮凝劑使用較普遍，且品種多、處理效果較好。美國由于原水水質(zhì)普遍較好，因此多數(shù)以常見的無機絮凝劑作為水處理劑，但也經(jīng)常使用高分子絮凝劑來進一步提高出水水質(zhì)。國內(nèi)大多數(shù)水廠中高分子絮凝劑的使用仍然以聚合鋁鹽(PAC)及聚合硫酸鐵等為主。近十年來我國在這方面的研究雖然取得了一定的進展，但還不能滿足實際的需要。隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)用水量將繼續(xù)增大，廢水處理量也相應(yīng)的增加，國家對有關(guān)廠礦企業(yè)對環(huán)保的更多投入使得絮凝劑市場潛力很大，行情看好。 天然高分子絮凝劑的原料為可再生資源，無毒性、可生物降解，研究表明其品質(zhì)可以和優(yōu)質(zhì)合成高分子絮凝劑相媲美。隨著新科技的發(fā)展和對環(huán)保的更高要求，預(yù)測在21世紀(jì)的前30年，天然高分子絮凝劑會得到加速發(fā)展。
