两性表面活性剂在污水处理中研究

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1、两性表面活性剂在污水处理中研究————09应用化工技术董欢学号21摘要我国是一个缺水的国家，人均占有的水量仅为世界人均水量的1/4，而且随着经济的迅猛发展，用水量急剧增加，产生的废水量也相应增加，必须经过处理达标后才能排放，从节水和环保两方面考虑，废水处理是一个迫在眉睫的问题。两性表面活性剂中比较特殊的一种，它在同一分子链节上兼具阴离子、阳离子两种基团。在不同介质条件下，其所带离子类型可能不同，适于处理带不同电荷的污染物。它的另一优点是适用范围广，酸性介质、碱性介质中均可应用。对废水中乳浊液、各类污泥、各种胶态分散液等均有较好的絮凝及污泥脱水功效。关键词两性表面活性剂污水处理

2、由于表面活性剂可以使体系的界面性质和状态发生改变，因此从广义上讲可将表面活性剂称为在加入少量时就能明显改变体系的界面性质和状态的物质。它是由性质不同的两部分组成的，一部分是由疏水亲油的碳氢链组成的非极性基团，另一部分为亲水疏油的极性基团。由于它的两性分子结构特征，才使这种分子具有一部分可溶于水，而另一部分易自水中逃逸的双重性，结果造成表面活性剂分子在其水溶液中很容易被吸附于气—水(或油—水)界面上形成独特定向排列的单分子膜。由于表面活性剂具有上述独特的结构和性质而被广泛的应用在各行各业的废水处理中。两性表面活性剂通常分为合成和天然类两性表面活性剂。1.1合成类两性表面活性剂合

3、成类两性表面活性剂如聚丙烯酰胺(PAM)）为水溶性高分子聚合物，不溶于大多数有机溶剂，具有良好的絮凝性，可以降低液体之间的磨擦阻力，它对矿石原料分解及矿浆的固液分离，表现出了两性絮凝剂中阴、阳离子基团在废水处理中的协同作用。絮凝作用原理：PAM用于絮凝时，与被絮凝物种类表面性质，特别是动电位，粘度、浊度及悬浮液的PH值有关，颗粒表面的动电位，是颗粒阻聚的原因加入表面电荷相反的PAM，能使动电位降低而凝聚;吸附架桥：PAM分子链固定在不同的颗粒表面上，各颗粒之间形成聚合物的桥，使颗粒形成聚集体而沉降;表面吸附：PAM分子上的极性基团颗粒的各种吸附;增强作用：PAM分子链与分散相

4、通过种种机械、物理、化学等作用，将分散相牵连在一起，形成网状，从而起增强作用部分水解聚丙烯酰胺在其长链分子中导入部分亲水性羧基，使其原来卷曲的分子链伸展成线型结构，3以充分显露其极性基团，而具有较高的絮凝作用，被广泛用于废水处理中。但絮凝颗粒物体积较小、沉降速度较慢、固液分离困难。鉴于丙烯酰胺(AM)具有优良的水溶性，适于水溶液，但絮凝颗粒物体积较小、沉降速度较慢、固液分离困难；丙烯酸(AA)除具有较高的反应活性和较好的水溶性外，能使共聚物嵌入适量羧基，使其在碱性废水中强化增黏、增稠效果；甲基丙烯酰氧乙基二甲基辛基溴化铵(ADMOAB)具有表面活性，含有疏水基团从而使共聚物的

5、溶液行为产生疏水缔合作用，形成网络结构从而增大共聚物在废水处理中的絮凝效果。因此三元共聚物可以提高在废水处理中的絮凝、脱水效果，并且可以使废水化学需氧量(COD)显著减少，污泥脱水的效果明显增加。1.2天然两性表面活性剂天然两性表面活性剂比较常见的有两性壳聚糖和两性淀粉。两性壳聚糖以甲壳素为原料，在碱性条件下与氯乙酸反应引入羧甲基，同时进行水解脱乙酰基，制成既可溶解于稀酸、稀碱，又可溶解于水的羧甲基壳聚糖。壳聚糖用氯乙酸为羧甲基化试剂、CTA为季铵化试剂进行羧甲基化-季铵化双重改性后,能有效地向壳聚糖分子结构中引进带羟基的季铵基团CH2CH(OH)CH2N+(CH3)3和CO

6、2,得到的产品CTA-CMCTS具有明显的两性特征。用CTA-CMCTS为絮凝剂处理模拟含Cd2+和Cr6+废水的研究中发现:CTA-CMCTS在继续保持CM-CTS对Cd2+有较好的结合和絮凝能力的基础上,对Cr6+的结合和絮凝能力也有效提高。在pH值为8.3、CTA-CMCTS的质量浓度为140mg/L时,对Cd2+的絮凝去除率可达99.7%;在pH值为5.0、CTA-CMCTS的质量浓度为120.0mg/L时,CTA-CMCTS对Cr6+的絮凝去除率可达94.4%。壳聚糖可广泛应用于冶金和含重金属工业废水的处理，只用5ppm壳聚糖，即可以使废水的生化需氧量(BOD)减少

7、80%-85%，磷酸盐低0.5×10-6。壳聚糖季铵盐仍存在某些不足:CM-CTS对Cr2O27-等阴离子螯合性能不强、对带负电的胶体颗粒絮凝性能不好。两性淀粉是指既有阳离子取代基又有阴离子取代基的淀粉.它可以通过羧甲基化和磷酸酯化实现两性化.两性淀粉具有如下优点:(1)能明显增加干强度,特别是在要求强度较高时,可通过加大两性淀粉的用量来达到增强效果。两性淀粉的制备是利用淀粉葡萄糖甙中羟基的反应活性，将其分别与阴、阳离子醚化剂进行反应。两性淀粉处理离子溶液与pH值有关，当处理Cd2+、Cu2+3等阳商子