[发明专利]一种水溶性有机共聚两性高分子絮凝剂及制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及水溶性有机共聚两性高分子絮凝剂及制备方法。

背景技术

水是人类生存和社会发展的基本物质。目前世界范围内水环境正面临水资源紧缺、过渡消耗和严重污染的问题。世界卫生组织（WHO）调查表明：人类80％的疾病与水质不安全有关。中国是一个水资源大国，同时又是一个严重缺水、水资源利用率极低和水污染严重的国家，三大因素严重制约了人们正常的生活和经济的可持续发展。因此，对废（污）水进行有效处理并回用是解决有限的水资源满足人们日益增长的生产和生活需求的必然途经。在废（污）处理和污泥脱水过程中，絮凝法是一种重要、有效而又经济、简便的方法，国内外的工业废水、生活污水使用絮凝技术处理比例在55％～85％，自来水工业和污泥脱水100％使用絮凝法进行处理；废（污）水絮凝和污泥脱水的效果对后续工序的运行、出水的达标排放及处理费用密切关联，而絮凝剂是废（污）水处理、固液分离的关键因素之一，因此进行新型、无毒和高效絮凝剂的研发是水处理工作的重点和方向。

絮凝剂可分为微生物絮凝剂、无机絮凝剂和有机高分子絮凝剂等几大类。微生物絮凝剂对环境和人类具有较高的安全性，目前微生物絮凝剂大多还处于菌种的筛选阶段，且存在成本较高，无法适应工业化生产和应用的要求。无机絮凝剂由于用量大、生成污泥多、腐蚀性强、产生二次污染和易受废（污）水水质影响，在有些场合净水效果不理想，应用受到很大的局限，正逐步被有机絮凝剂取代。有机高分子絮凝剂具有用量少、絮凝速度快、生成污泥少、脱色性好和受废（污）水水质影响小等优点而日益受到重视；根据来源不同，有机高分子混凝剂可分为天然有机高分子絮凝剂和合成有机高分子絮凝剂；天然有机高分子絮凝剂优点是原料来源丰富、价格便宜、基本无毒、易生化降解和基本不造成二次污染，缺点是成分复杂、组成不稳定、性能波动大、贮存过程中可能存在变质以及生产过程使用大量的有机溶剂等问题，使其实际应用受到限制；合成有机高分子絮凝剂性能稳定，可根据需要控制合成产物的分子量及结构等优点，可分为非离子、阴离子、阳离子和两性型。随着社会和经济的发展，现代工业和生活污水的排放量及化学需氧量（Chemical Oxygen Demand, COD_Cr）不断增加，废（污）水组成和性质变得日益复杂，用常规的絮凝剂难以满足要求，而废（污）水中的微粒表面通常带有负电荷，同时水体中含有一定量的有毒金属离子，非离子、阴离子和阳离子型高分子絮凝剂的使用受到了限制；两性有机高分子絮凝剂的聚合物分子链上同时包含正负电荷基团，称为两性高分子（amphoteric polymer）或两性聚电解质（amphoteric polyelectrolyte），因其分子的特殊结构而具有一些特性，如电中和、吸附架桥以及分子间的“缠绕”包裹作用，适用于阴、阳离子共存的废（污）水，对于由阴离子表面活性剂所稳定的分散液、乳浊液以及各类污泥或者由阳离子所稳定的各种胶体分散液，均有良好的絮凝和污泥脱水功效，可用作水处理絮凝剂、污泥脱水剂、吸附剂及金属离子螯合剂等；由于具有较好的脱水性、金属离子去除性、对pH值要求范围宽和抗盐性好等优点，使得两性有机高分子絮凝剂有很广泛应用范围，已成为国内外研究的热点。