精细化学品整理课件资料 水处理剂pptConvertor.docx

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精细化学品整理课件资料水处理剂pptConvertor

水处理剂

第一节　概　述

一、水处理化学品的历史

水处理化学品（水处理剂）主要是指为了除去水的大部分有害物质（如腐蚀物，Ca2+、Mg2+，污垢和微生物等）得到符合要求的民用或工业用水而在水处理过程中添加的化学药品。

习惯上也称为水质稳定剂。

水处理技术（习惯上也称为水质稳定技术）在发展的初期和中期，添加的水处理化学品一般都是简单的无机化合物，如石灰、二氧化碳、硫酸、氯气、磷酸盐等等。

单宁、淀粉、木质素等都是很早就使用的有机水处理化学品。

20世纪60年代开始，出现新型的有机缓蚀剂、有机阻垢剂和有机杀菌剂。

总的发展趋势：

无机化合物逐步被有机化合物所取代；无机、有机水处理化学品复合使用；天然有机化合物的应用；合成表面活性剂也逐渐应用到水处理技术中作为杀菌灭藻、污泥剥离等。

二、水处理的意义和作用

水处理对于提高水质、防止结垢、腐蚀、菌藻滋生和环境污染，保证工业生产的高效、安全和长期运行，并对节水、节能、节材和环境保护等方面均有重大意义。

三、各类水处理化学品

水处理化学品的应用领域：

民用水（生活给水等）；工业用水（锅炉用水；循环冷却水等）；废水处理；

给水、锅炉水、循环用水等水处理化学品：

阻垢剂和分散剂；缓蚀剂；杀菌灭藻剂；除氧剂；复合水处理剂

第二节阻垢剂

循环冷却水等长期使用后，会在管道表面形成沉积物。

包括：

水垢——钙、镁等离子所形成的沉淀物；污垢——SS、黏泥、腐蚀产物等。

溶解在水中的矿物质在一定条件下会析出而形成坚硬、致密的晶状物质，称为水垢（垢）。

水垢控制途径：

软化法、加酸调pH法、投加阻垢剂；

一、水垢的生成

水垢一般由CaCO3、Ca3（PO4）2、CaSO4、硅酸钙（镁）等微溶盐组成。

这些盐的溶解度很小，如0℃时，Ca3（PO4）2的溶解度只有0.1mg/L，且它们的溶解度随pH值和水温的升高而降低，因此特别容易在温度高的传热部位达到过饱和状态而结晶析出。

当水流速度较小或传热面较粗糙时，这些结晶就容易沉积在传热表面上形成水垢。

二、水垢的种类和特点

1．碳酸钙是冷却水系统中最常见的水垢。

2．磷酸钙为抑制金属的腐蚀，有时会投加聚磷酸盐作为缓蚀剂。

当水温升高时，聚磷酸盐会水解成正磷酸盐。

结果PO43-与Ca2+可生成溶解度很低的Ca3（PO4）2。

3．硅酸盐垢硅酸钙（镁）水垢的传热系数很小。

4．硫酸钙其溶解度比碳酸钙大40倍以上。

硫酸钙垢非常硬，难以用化学清洗法去除。

三、水垢造成的危害

①阻碍热交换器的热传导；

例如致密的碳酸钙水垢的导热性能很差，导热系数一般不超过4.2KJ/（h·m2·℃），而钢材的导热系数为162KJ/（h·m2·℃），可见水垢形成，必然影响换热器的传热效率。

②降低水流量甚至堵塞管路或换热器；③引起垢下腐蚀；④增加能耗和维修费用；

四、水垢的控制

（一）从水中除去成垢离子————包括离子交换法和石灰软化法等。

投加石灰的软化反应如下：

（二）加酸或通CO2，降低pH，稳定重碳酸盐

对一些水量较大而水质要求并不十分严格的循环水系统，一般采用加酸法处理。

由于加HNO3则会带入NO3-,促使硝化细菌繁殖，故一般不加硝酸。

也可向水中通入CO2或净化后的烟道气，稳定重碳酸盐。

该法适用于生产过程中有多余的干净CO2气体或有含CO2的废水可以直接利用的情况，

（三）投加阻垢剂

把加入到水中用于防止水垢和泥垢的产生或抑制其沉积生长的化学药剂统称为阻垢剂。

在工业水处理中，控制结垢的主要方法是投加阻垢剂。

阻垢剂的种类：

阻垢缓蚀剂；阻垢分散剂

1、阻垢剂的作用原理

结垢是水中微溶盐结晶沉淀的结果。

在盐溶液中，首先产生晶核，再形成少量微晶粒，并按一定次序排列，逐渐长成大晶体。

过程如下：

离子浓度超饱和，生成沉积物分子；形成晶核可使结晶生成；碰撞接触增多使结晶长大；结晶长大后形成沉积，附着于金属表面。

阻垢剂的作用机理分为:

络合增溶作用、晶格畸变作用、分散作用。

络合增溶作用

络合剂与Ca2+等形成可溶于水的络合物,将金属离子封闭起来，阻止其与阴离子反应。

从而起到阻垢作用。

晶格畸变作用

碳酸钙等结晶体的成长须由Ca2+与CO32-严格按照顺序相撞，才能按一定方向生长成水垢。

有机膦酸或聚合电解质会吸附到晶体活性增长点上与阳离子螫合，抑制了晶格向一定的方向成长，使晶格受到干扰而歪曲，难于长大，从而减少了盐垢。

同时也使形成的垢层松软，极易被水流冲洗掉。

分散作用

聚合电解质是高分子长链化合物，加入水中会增加水的粘度，从而使颗粒沉降速度变小，有利于CaCO3晶粒和其它杂质悬浮于水中。

另外，由于带阴离子的聚合电解质吸附在晶粒周围，使其带有同样电荷而相斥，这些都有利于晶粒悬浮分散在水中。

五、阻垢缓蚀剂：

指兼具阻垢和缓蚀作用的水处理剂

1、有机多元膦酸

按结构可分为四大类：

亚甲基膦酸型、同碳二膦酸型、羧酸膦酸、聚合膦酸型

膦酸盐能吸附微小晶粒上，阻碍结晶成长为大的颗粒。

如常温下100mg/L的碳酸钙可成垢析出，但是加有1mg/LATMP时，即使将水加热到90℃，碳酸钙仍可稳定地存在24h以上而不析出。

采取膦酸盐作防垢剂时，水的碳酸盐硬度可以放宽到3.5mmol/L。

这种原水相当于我国大多数天然水的水质。

膦酸盐的C-P结构相当稳定，使其不易水解而能长时间保持药效。

处理效果优于磷酸盐，但比磷酸盐更容易引起水体富营养化，在国外，它们已被限制使用

①氨基三亚甲基膦酸（ATMP）的结构式为：

m.P：

212℃,无色晶体，溶于水、乙醇、丙酮等，1％水溶液的pH值为1.4±0.2。

合成方法有两种：

1.三氯化磷（或亚磷酸）与氯化铵和甲醛在酸性介质中一步合成

2.氮化三乙酸与亚磷酸反应合成法。

方法2副反应少，产品质量好，产率较高，但原料难得，成本高，因此工业生产多采用方法1。

21-羟基次乙基二膦酸（HEDP）的结构式为：

白色晶体，m.p：

198—199℃，易溶于水，甲醇。

合成方法之一：

以三氯化磷和冰醋酸为原料

2、有机膦羧酸：

分子中同时含-PO3H2和-COOH基团，阻垢和缓蚀性能俱佳。

能在高硬度，高碱度，高氯含量和高温下使用。

代表性品种：

1，1，-二磷酸丙酸基磷酸钠（BPBP）：

能与Ca2+、Mg2+等形成各种组成稳定的络合物，对CaCO3、CaSO4、CaSiO3等均具有优良的抑制和增溶作用，对碳钢的缓蚀性也很好。

合成反应：

六、阻垢分散剂：

指对水中固体微粒具有较好分散性能的水溶性聚合物

常用的主要是聚羧酸类物质。

均聚物：

聚丙烯酸钠（PAA），聚马来酸，聚甲基丙烯酸钠等。

其中PAA的应用最为广泛

共聚物：

丙烯酸-丙烯酰胺共聚物，马来酸酐-丙烯酸聚合物，苯乙烯磺酸-马来酸共聚物。

一般聚丙烯酸的相对分子质量在103左右，即聚合度在10-15时，阻垢效果较好。

聚丙烯酸的合成：

1、制备丙烯酸

①丙烯直接氧化

②丙烯腈水解制备

2、制备聚丙烯酸

七、复配的水质稳定剂

在循环水处理中，常将膦酸盐与聚羧酸盐配合使用，组成复配的水质稳定剂。

此时既可有膦酸盐的阻垢缓蚀作用，又有聚羧酸盐的分散作用。

两者协同作用的结果，可以使循环水的极限碳酸盐硬度达到10mmol/L或更高，从而使循环水的浓缩倍率进一步提高。

在循环水处理中复配的水质稳定剂比单独使用某种药剂的情况多。

一方面是从水处理效果方面考虑，另一方面也是从商业和营利角度考虑。

第三节缓蚀剂

缓蚀剂是一类能有效地阻止和减少金属与腐蚀介质发生反应而延缓腐蚀的添加剂。

缓蚀剂缓蚀机理：

1、将水由酸性调为中性或碱性，从而达到延缓腐蚀的目的。

一般为有机胺类；

2、在与水接触的金属表面上形成一层保护膜，将金属表面与水环境隔离，从而达到缓蚀的目的。

这是大多数缓蚀剂的缓蚀机理

溶解氧的腐蚀机理

腐蚀的过程

腐蚀过程的本质：

电化学反应—氧化还原反应。

以金属腐蚀为例，其腐蚀过程大多为腐蚀原电池的工作过程。

在反应中，阳极—金属失去电子而被氧化，反应产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属表面上的金属氧化物（或金属难溶盐）；

阴极—介质中的物质从金属表面获得电子而被还原，在阴极反应过程中，获得电子而被还原的物质习惯上称为去极化剂。

腐蚀原电池的基本过程为—以钢铁为例：

（1）析氢腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较强时）

　　阳极（Fe）：

Fe=Fe2+＋2e-

　　Fe2+＋2H2O=Fe（OH）2＋2H+

　　阴极（杂质）：

2H+＋2e-=H2

　　电池反应：

Fe＋2H2O=Fe（OH）2＋H2↑　　

（2）吸氧腐蚀（钢铁表面吸附水膜酸性较弱时）

　　阳极（Fe）：

Fe=Fe2+＋2e-

　　阴极：

O2＋2H2O＋4e-=4OH-

　　总反应：

2Fe＋O2＋2H2O=2Fe（OH）2　　

腐蚀的控制——控制腐蚀的基本方法有三类：

（1）通过电镀或浸涂的方法在金属表面形成防腐层使金属和循环水隔绝；

（2）使用电极电位比铁低的镁、锌等牺牲阳极与需要保护的设备连接，使设备成为阴极而受到保护。

或者将需要保护的设备接到直流电源的负极上，设备在外加电流作用下作为阴极而受到保护；

（3）投加无机或有机缓蚀剂、使金属表面形成一层均匀致密、不易剥落的保护膜，这是目前国内外普遍采用的处理方法。

缓蚀剂的种类（按成膜类型）及特性

缓蚀膜类型

典型缓蚀剂

保护膜的持点

氧化膜型

（钝化膜型）

铬酸盐、钨酸盐、钼酸盐、亚硝酸盐

致密薄膜（3—20nm）

与基础金属的结合紧密

缓蚀性能好

沉

淀

膜

型

水中离子型

（与钙离子等生成不溶盐）

聚磷酸盐

磷酸盐

硅酸盐、锌盐

与基础金属结合不太紧密，缓蚀效果不佳，多孔，膜厚

金属离子型

（金属离子生

成不溶盐）

琉基苯并噻唑

苯并三氮唑

甲苯基二氮唑

较致密，膜较薄

缓蚀性能较好

吸附膜型

胺类、硫醇类

表面活性剂

木质素

在酸液中于清洁金属表面形成较好的吸附层。

在淡水中，对碳钢等非清洁表面，难以形成吸附层

氧化膜型缓蚀剂

此类药剂能使金属表面直接或间接氧化，形成一层致密的耐腐蚀的钝化膜，其膜厚约几个nm，从而阻止腐蚀反应发生。

如铬酸盐在水溶液中，能使碳钢表面生成一层γ-Fe2O3的氧化膜。

氧化膜型缓蚀剂对可钝化金属（铁、铝等）有优良的保护作用，但对不可钝化金属如铜、锌及其合金大多没有效果，而且在可溶解氧化膜的酸中也没有效果。

氯离子、高温及高的水流速度都会破坏氧化膜，故应用时要考虑适当提高其浓度。

1、铬酸盐：

最早使用的缓蚀剂之一。

氧化性强，能与铁、铝等形成致密钝化膜抑制腐蚀。

常与聚磷酸盐、水溶性聚合物复配。

具有效率高、适应性强、无细菌繁殖、价格低等特点，缓蚀性能极佳。

但毒性大，严重污染环境。

常用的有重铬酸钠、重铬酸钾、铬酸钠、铬酸钾等。

铬酸钠（Na2CrO4）在中性水溶液中，可使铁氧化成γ-Fe2O3，并与铬酸钠的还原产物Cr2O3形成复合氧化物保护膜。

2Fe+2Na2CrO4+2H2O→Fe2O3+Cr2O3+4NaOH

铬酸钠（Na2CrO4.4H2O）的生产工艺

2、钼酸盐和钨酸盐

钼酸盐氧化性低于铬酸盐，毒性低，不像铬对环境有严重的污染，也不像磷对水体有富营养化作用，但价格较高。

在严格限制磷排放地区和腐蚀性水质处理更有推广前途，是目前国外应用较多的一种新型的水稳剂配方。

钼酸盐在阳极铁上能形成亚铁－高铁－钼氧化物钝化膜而起缓蚀作用。

热稳定性高，可用于热流密度高及局部过热的循环水系统中。

单一钼酸盐用作缓蚀剂，一般用量达到200-500mg/L才能在较好的缓蚀效果，故常与聚磷酸盐、葡萄糖酸盐或锌盐等复配使用，复配后钼酸盐的用量可降低到4-6mg/L。

钨酸盐无毒无公害，开发前景广阔。

钨酸钠：

Na2WO4.2H2O的制备

2MoS2+7O2→MoO3+4SO2MoO3+2NaOH+H2O→Na2MoO4.2H2O

钼酸钠：

Na2MoO4.2H2O的制备

黑钨矿用烧碱分解。

MnWO4·FeWO4+4NaOH→2Na2WO4.2H2O+Fe（OH）2·Mn（OH）2

3、亚硝酸盐

亚硝酸盐主要是使金属钝化，形成γ-Fe2O3的膜，从而减小腐蚀电流。

如果加入量不够，不足以使金属全部钝化，则腐蚀会集中在未钝化完全的部位进行，从而引起点蚀，因此又称为危险性缓蚀剂，这类缓蚀剂的用量往往较多。

沉淀膜型缓蚀剂

此类药剂本身是水溶性的，添加到水中后会与腐蚀环境的某些离子，如Ca2+、Fe3+、CO32-、OH-等互相结合沉淀在金属表面上，形成一层难溶或不溶的沉淀物，将金属表面与腐蚀环境隔离开来，从而阻止了金属的继续腐蚀。

沉淀膜比钝化膜厚，但有较多的孔隙，粘附性也差，所以防腐效果也比钝化膜差。

属于这类的缓蚀剂有聚磷酸盐、硅酸盐、锌盐和有机膦酸盐等。

1、七水硫酸锌

主要由锌离子起缓蚀作用。

在阴极部位，由于OH-的聚集，使局部pH升高，Zn2+能迅速形成Zn（OH）2沉积在阴极表面，抑制阴极反应而起缓蚀作用。

锌盐成膜速度很快，但膜松软不牢，是一种安全但低效的缓蚀剂。

通常与聚磷酸盐、有机膦酸盐、铬酸盐等复配生起增效作用。

Zn2+在复合缓蚀剂中常用量为2-4mg/L。

锌盐在一定用量内，能有效降低腐蚀速度，但超过一定浓度后，用量再增加，对腐蚀速率的影响不太明显，反而增加运行成本，并对环境产生污染。

2、聚磷酸盐：

结构：

（MPO3）n（M：

Na、K）n：

14-20

属于沉淀膜型缓蚀剂。

是使用最早、最广泛、最经济的冷却水缓蚀剂之一。

单独使用，在pH6.0-7.0时，使用浓度为20-40mg/L；pH7.5-8.5时，为10-20mg/L，低于10mg/L时会加快腐蚀速率。

为提高缓蚀效果和降低用量，常与锌盐等复合使用起增效作用，能生成Zn3（PO4）2或（Zn,Fe）3（PO4）2沉淀出来并紧紧粘附于金属表面，缓蚀效果更好。

吸附膜型缓蚀剂

主要是一些有机化合物，它们都是具有N、S、O等官能团的极性化合物，能吸附在金属表面上，直链脂肪胺中以10~18个碳原子的吸附力最强。

它们之所以能起缓蚀作用是因为在分子结构中具有可吸附在金属表面的亲水基团和遮蔽金属表面的疏水基团。

亲水基团定向吸附在金属表面，而疏水基团则阻碍水及溶解氧向金属表面扩散，从而达到缓蚀的作用。

这类缓蚀剂在使用时，可加入润湿剂，以帮助这种缓蚀剂向铁锈覆盖的金属表面渗透，提高缓蚀效果。

吸附膜型缓蚀剂缓蚀机理

有机缓蚀剂在酸性介质中与H+结合.

金属表面,使酸性介质中的H+及溶解氧难以接近金属表面，从而阻碍金属腐蚀。

吸附膜型缓蚀剂的吸附能力与分子中极性基团有关，例如含O极性基团的缓蚀剂在50℃时脱附，含N极性基团的缓蚀剂在100℃时才脱附，而含S极性基团的缓蚀剂，温度虽高达200℃时也不脱附。

这是因为吸附能力S＞N＞0，其与亲核能力次序是相同的。

这类缓蚀剂主要有：

有机胺类缓蚀剂（可分为胺类、环胺类、酰胺类和酰胺羧酸类等）、硫醇类表面活性剂、木质素等

第四节絮凝剂

一、概论

在水处理过程中，凡能使水溶液中的胶体或悬浮物颗粒凝聚成较大的絮凝体，从而有利于过滤、沉降、上浮等分离方法的药剂叫做絮凝剂。

絮凝剂的命名多种多样，也有称为混凝剂、凝集剂、凝结剂或聚合电解质等。

其应用包括：

在原水处理中可用于除浊，脱色，除臭及除去其它杂质；在废水处理中，用于脱除废水中的油类，重金属类，有毒有害物质等，絮凝技术还用于选矿和污泥脱水等。

絮凝剂的分类如下：

1、无机絮凝剂

（1）无机絮凝剂：

①阳离子絮凝剂；②阴离子絮凝剂

（2）无机高分子絮凝剂：

①阳离子絮凝剂；②阴离子絮凝剂

2、有机絮凝剂

（1）天然高分子絮凝剂

（2）合成高分子絮凝剂：

①阳离子絮凝剂；②阴离子絮凝剂；③非离子絮凝剂

3、微生物絮凝剂

颗粒粒径

颗粒稳定性——沉降速率

二、絮凝剂作用原理

絮凝作用是非常复杂的物理和化学过程，目前多数人认为絮凝作用机理是凝聚和絮凝两种作用过程。

凝聚过程是胶体颗粒脱稳并形成细小凝聚体的过程；而絮凝过程是所形成的细小凝聚体在絮凝剂的桥连下生成大体积絮凝物的过程。

格卢奇给凝聚作用定义为：

中和胶体和悬浮物颗粒所带的表面电荷，使其克服胶体和悬浮物颗粒间的静电排斥力，从而使颗粒脱稳的过程。

这里所指的凝集剂是无机盐、电解质等，不包括有机高分子絮凝剂。

给絮凝作用的定义为：

胶体和悬浮物颗粒在高分子絮凝剂的作用下，桥连为粗大的絮凝体的过程。

在絮凝过程中伴随着粗大的絮凝体的形成，也存在电荷中和作用。

三、无机絮凝剂：

无机絮凝剂的应用历史悠久，是水处理剂中用量最大的品种。

无机低分子絮凝剂价格低、货源充足、但因其用量大、残渣多、效果差,故无机絮凝剂的发展已经基本上完成了低分子向高分子的转变。

无机絮凝剂主要有两大系列：

阳离子金属盐类和阴离子硅酸盐类。

阳离子金属盐类主要有：

1、铝盐系列：

硫酸铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铝等；

2、铁盐系列：

硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铁、聚合氯化佚等；

3、钙镁盐系列：

氢氧化钙（镁）、碳酸钙（镁）等；

阴离子硅酸盐主要用作助凝剂，常用的如活化硅酸

常用无机絮凝剂简介：

1、硫酸铝—Al2（SO4）3·18H2O

pH4-7时，以去除水中有机物为主；pH5.7-7.8时，以去除水中悬浮物为主；当pH6.4-7.8时，可以处理高浊度废水和低色度废水。

适合水温20-40℃，通常用量为15-100mg/L

2、三氯化铝—AlCl3

主要用于工业原水处理和饮用水絮凝净化处理，对高氟水降氟有特殊作用。

使用时先要配成5%-10%溶液投加，一般有效投药量为20-60mg/L。

混凝作用机理：

①吸附脱稳带正电的铝盐水解产物吸附在带负电的胶体表面，部分或全部中和胶体颗粒表面电荷，胶体脱稳并相互碰撞粘结为大颗粒而絮凝

②卷扫沉淀絮体沉降过程卷扫其他胶体颗粒后共同沉淀

常用无机絮凝剂简介：

3、聚合氯化铝—PAC

结构式：

[Al（OH）mCl6-m]n，n≤10，m＝3-5。

具有桥连作用和吸附性能。

使用的pH范围在5-9，用量比硫酸铝少，但絮凝效果好，成本低。

4、聚合硫铁—PFS

结构式：

[Fe2（OH）n（SO4）3-0.5n·]m,n<2,m=f（n）

使用时适合水温20-40℃，用量少，具有絮凝速度快，颗粒密度大，沉降速度快以及对COD、BOD、色度、微生物等有较高的去除效果，成本低等优点，因而受到广泛重视。

四、有机高分子絮凝剂：

最早的高分子絮凝剂是淀粉、海藻酸钠等天然高分子絮凝剂；1940年成功开发聚丙烯酰胺以后，才有了合成的高分子絮凝剂。

它们的应用前途广阔，发展非常迅速。

有机高分子絮凝剂分子中可以带-COOH、-NH2、-SO3H、-OH等亲水基团，具有链状、环状等多种结构。

因其活性基团多，分子量大，与无机絮凝剂相比，具有用量少，絮凝能力强，絮体容易分离，产生污泥量少，除油及除悬浮物效果好等特点。

包括阳离子型，阴离子型，非离子型、两性型。

1、非离子型合成有机高分子絮凝剂

PAM是其中用量最大、应用最广的一种

水处理中，利用PAM的酰氨基可与许多物质亲和、吸附、形成氢键的特点，使之与被吸附粒子间形成“桥连”产生絮团，而加速离子的沉降。

2、阴离子型合成有机高分子絮凝剂

丙烯酰胺—丙烯酸共聚物：

制法1:

部分水解聚丙烯酰胺——后处理法使PAM部分水解

制法2——AM与丙烯酸通过溶液、乳液或丙酮水溶液聚合。

羧基含量5%-30%;相对分子质量5×106

3、阳离子型有机高分子絮凝剂

聚丙烯酸酯季铵盐型：

R1～3为C4以下的烷基，X为卤族元素。

十六烷基三甲基溴化铵

CTAB；CTMAB；CTABr；

性质：

与非离子、两性表面活性剂有良好的配伍性；

具有优良的渗透、柔化、乳化、抗静电、生物降解性及杀菌等性能。

为多功能水处理剂：

絮凝、杀菌、分散阻垢、缓蚀

阳离子型絮凝剂对水中带负电荷的胶体颗粒具有强烈的吸附作用，且非极性基团具有疏水性，能明显改变胶体颗粒表面的截面状态和表面能，使胶体脱稳能力和沉降性能显著提高。

五、天然高分子絮凝剂

无毒、易生物降解、原料来源广泛（自然界含淀粉的天然碳水化合物产量达5000亿吨/年）、价格低廉等，具有良好的应用前景。

含羟基、酚羟基等活性基团。

通过羟基的酯化、醚化、氧化、交联、接枝等化学改性，活性基团大大增加，聚合物呈枝化结构，对悬浮体体系中颗粒物有更强的捕捉和促沉作用。

用量少，pH值适用范围广，污泥量少，处理效果优良。

多聚糖类化合物

A.存在于植物中：

淀粉、纤维素、半纤维素、木素、单宁等

B.特点：

含羟基、酚羟基等活性基团

可酯化、醚化、氧化、交联、接枝共聚等化学改性，增加活性基团

C.改性产物—羧甲基化：

羧甲基淀粉钠

应用举例—壳聚糖

壳聚糖是甲壳素脱去乙酰基形成的衍生物，是目前自然界中唯一发现的碱性多糖类天然高分子。

壳聚糖多用于废水处理，也应用于医药、化妆品、食品、造纸工业等方面。

目前在以下几种废水处理中取得了独特的效果。

（1）电镀废水处理电镀废水含铬、镉、铝、铜、镍和氰化物等。

目前一般采用化学沉淀法处理，但污泥量大，脱水困难，难于回收金属。

使用强螯合力和吸附性的壳聚糖可一步到位进行处理，无需采用化学转化和破氰措施，省投资、省运行费用，且污泥量大大减少。

（2）印染废水处理印染废水排放量大，成份复杂，水质变化大，可生化性差。

有人用PAC、PAM、壳聚糖衍生物和羧甲基壳聚糖按一定比例复配成一种“高效混凝剂”用于印染废水处理取得良好效果。

工艺一步到位，缩短了流程，省去了生化法中许多内部设施。

（3）食品废水处理食品废水中多为可溶的和不溶的有机物，因而固体悬浮物特别高。

以往的处理法以生化法（如厌氧、好氧工艺）为主，但构建物庞杂，能耗高，处理效果并不理想。

利用强吸附性的壳聚糖作吸附处理，设备简单，操作方便，效果好。

且污泥可直接用途肥料，甚至可作为鱼类的饲料。

（4）重金属废水处理壳聚糖及其衍生物对金属离子有较大的螯合力，特别是回收废水中的过渡金属和一些二价金属离子效果较佳。

例如N-黄原酸化壳聚糖在合适条件下处理含Cd2+为100mg/L的金属废水，处理后废水中含Cd2+﹤0.05mg/L，去除率达99.95%

六、微生物絮凝剂

（1）直接利用微生物细胞的絮凝剂

（2）利用微生物细胞壁提取物的絮凝剂（3）利用微生物细胞代谢产物的絮凝剂

与普通高分子絮凝剂相比具有如下特点：

（1）产生的絮团大，易分离，沉降效率高；

（2）具可生化性，易被微生物降解，无毒无害。

且絮凝广泛，脱色，除浊效果独特；

（3）比表面积大，转化能力强，繁殖速度快。

能实现大面积污水的净化作用。

七、影响絮凝剂作用效果的工艺条件

1、pH值

选择合适的pH值，可节省絮凝剂用量，降低成本，提高絮凝效果。

阳离子型：

酸性和中性（季铵盐型也适用于碱性）阴离子型：

中性和碱性环境非离子型：

强酸性到碱性环境

2、温度

较适宜的水温：

20～30℃

水温过低：

水解速度慢，时间增加，影响处理水量；黏度增大，使絮凝体变细小，不易分离。

水温过高：

反应速度太快，絮凝体细小，耗能

3、搅拌速度和时间

适宜的搅拌速度：

40～80r/min；搅拌时间：

2～4min

搅拌速度过慢，时间过短，浓度不均，絮凝剂与胶体颗粒不能充分接触，不利于捕捉胶体颗粒

搅拌速度过快，时间过长，大颗粒搅碎成小颗粒，降低絮凝效果。

4、絮凝剂性质