淀粉衍生物絮凝剂的研究及其应用进展摘要:高分子絮凝剂的研究、生产和应用在近几年迅速发展，相对于无机高分子及有机高分子絮凝剂，改性的天然高分子絮凝剂具有无毒、环保、原料丰富易得等优点在工业度水及生活污水处理中得到广泛的应用，本文介绍了近几年国内在利用淀粉改性制备新型的多功能絮凝剂的研究情况和应用现状。关键词:天然高分子絮凝剂;水处理;淀粉衍生物1前言近年来，合成有机高分子絮凝剂由于具有相对分子质量大、分子链官能团多的结构特点，在市场占绝对优势。但随着石油产品价格不断上涨，其使用成本也相应增加，并且合成类有机高分子絮凝剂由于残留单体的毒性。也限制了其在水处理方面的应用。20世纪70年代以来，美、英、日和印度等国，结合本国天然高分子资源，开展了化学改性有机高分子絮凝剂的研制工作。经改性后的天然高分子絮凝剂与合成有机高分子絮凝剂相比，具有选择性大、无毒、价廉等显著特点。在众多天然改性高分子絮凝剂中，淀粉改性絮凝剂的研究、开发尤为引人注目。因为淀粉来源广，价格低廉，并且产物完全可被生物降解，因此，进入20世纪80年代以来，改性淀粉絮凝剂的研制开发呈现出明显的增长势头。美、日、英等国家在废水处理中已开始使用淀粉衍生物絮凝剂。近几年．我国研究淀粉衍生物作为水处理絮凝剂也已取得了较大的进展。2淀粉衍生物淀粉是由许多脱水葡萄糖单元经糖甙键连接而成．每个脱水葡萄糖单元的2、3、6三个位置上各有一个醇羟基，因此淀粉分子中存在着大量可反应的基团，淀粉衍生物是通过其分子中葡萄糖单元上羟基与某些化学试剂在一定条件下反应而制得的。。3淀粉衍生物絮凝剂研究现状3.1离子化淀粉衍生物絮凝剂离子化改性淀粉絮凝剂主要包括阴离子型改性淀粉絮凝剂、阳离子型改性淀粉絮凝剂、两性淀粉絮凝剂以及非离子型改性淀粉絮凝剂等。3.1.1阳离子型淀粉衍生物絮凝剂阳离子型淀粉衍生物絮凝剂可以与水中微粒起电荷中和及吸附架桥作用。从而使体系中的微粒脱稳、絮凝而有助于沉降和过滤脱水它对无机物质悬浮液或有机物质悬浮液都有很好的净化作用。用的pH范围宽，用量少。成本低。阳离子淀粉是在碱性介质中．由胺类化合物与淀粉的羟基直接发亲核取代反应而得到的。D．Sableviciene等(1l2]以N—(2，3—环氧丙基)三甲基氯化铵(CHPTAC)为醚化剂，合成高取代度马铃薯阳离子淀粉，用其处理以高岭土配制成的5Og/L的高浊度水，实验结果表明，在相同投加量条件下。取代度为O．27～O.32的阳离子淀粉絮凝剂的絮凝效果最佳。S．Pal等[3将CHPTAC引入到淀粉骨架中。合成的一系列阳离子淀粉对硅土悬浮物具有良好的絮凝效果，且絮凝效果随CHPTAC链增长而增加。王琛等[4]以CHPTAC为醚化剂，制得取代度为O．32的玉米阳离子淀粉，对高浊度的高岭土悬浮液的絮凝试验结果表明，在相同投加量条件下，阳离子淀粉絮凝剂的絮凝效果与聚丙烯酰胺相当。通过乙烯基单体与淀粉的接枝共聚物阳离子化可制得阳离子改性剂。赵彦生等利用硝酸铈铵为引发剂。将玉米淀粉与丙烯酰胺接枝共聚。再加入甲醛和二甲胺进行阳离子化，制得阳离子淀粉絮凝剂。用这种絮凝剂处理印染废水取得了良好效果。裘兆蓉等)以淀粉、丙烯酰胺、环氧丙基三甲基氯化铵为原料合成了高密度阳离子高分子絮凝剂F2。发现相对分子质量为66万的F2对石油污水的澄清效果比常用的相对分子质量为800万的聚丙烯酰胺絮凝剂效果好。潘松汉等⋯用木薯淀粉为原料，采用两步法合成了阳离子淀粉絮凝剂，该阳离子淀絮凝剂处理洗煤废水的沉降速度和上层清液的透光率较聚丙烯酰胺的好。3.1.2阴离子型淀粉衍生物絮凝剂3.1.2.1淀粉磷酸酯淀粉与磷酸盐酯化反应得到淀粉磷酸脂。淀粉磷酸双脂是主要的食品添加剂，而单脂的取代度一般在0．02～0．2之间，被广泛应用于许多工业中。在废水处理方面，常作为洗煤厂尾水的处理。若与其他絮凝剂混合使用不但能够提絮凝效果，还可应用于各种生活污水、食品生产废水、纸浆废水、油钻井水及矿物加工的高悬浮物废水的处理。RandalL．Shogren¨4o研究发现磷酸化玉米淀粉作为絮凝剂虽不能有效地去除水中的高岭土离子，但若有少量的Ca2+存在，磷酸化淀粉可有效降低高岭土浓度至3—4ppm。虽然常用的人工聚合絮凝剂(聚丙烯酰胺／聚丙烯酸)的处理效果可达到lppm，但是这种淀粉成本低廉，经济优势明显。淀粉磷酸脂在直接用于污水处理效果并不十分突出，但将磷酸酯淀粉与其他絮凝剂混合使用，处理效果明显。如含4～10mg／kg磷酸酯淀粉与聚丙烯酰胺配合使用，每吨洗煤厂废水只需0.28kg磷酸酯淀粉与0.016kg聚丙烯酰胺|。但这方面的研究近年来见于报道的并不多，尚有待进行更深入的研究。1．3．2.2淀粉黄原酸酯不溶性淀粉黄原酸酯能与许多重金属形成络合结构，因此常用作清