高效脱色絮凝剂的脱色机理及应用

背景及概述^[1]

絮凝剂和絮凝技术已广泛地应用于工业、环保等行业。由于絮凝方法具有成本较低、操作简单而有效等优点，成为工业用水和废水处理的重要手段，其发展十分迅速，絮凝机理的研究也更加深入。用通常的无机絮凝剂和有机高分子助凝剂处理某些活性染料、染料中间体等工业废水几乎没有效果，而高效脱色絮凝剂的处理效果却十分突出。高效脱色絮凝剂是一种新开发的水处理剂，其对公认难以处理的高浓度、高色度染料、染色工业废水具有脱色和降低COD作用，COD去除率50%～90%；色度去除率80%～99.9%。

脱色机理^[1]

(1)从酸性染料和纤维的结合机理类推，酸性染料和高效脱色絮凝剂可能的反应机理：从前面可知，酸性染料具有磺酸基，在H+的作用下或在水溶液中可游离出来，能与蛋白质分子上的氨基化合成盐，反应式如下：

式中D—SO3-代表染料离子，NH2—T—OH代表高效脱色絮凝剂。同理，在酸性染料生产中和印染中也有H+离子存在，脱色剂中的—NH2也可与染料离子化合成盐使分子量增大。而无机絮凝剂分子中没有—NH2，有机絮凝剂如聚丙烯酰胺，由于酰基的存在使NH2的活性降低而不易与磺酸基团反应。(2)从直接染料和纤维的结合机理类推，直接染料和高效脱色絮凝剂可能的反应机理：直接染料含有—OH、—NH2、—N=N—等基团，如直接大红与纤维表面的结合示意图如下：

直接大红在纤维素表面上的吸附，形成了氢键，或由范德华力吸附在纤维素的周围。同理，与酸性染料一样直接染料中的—SO3-也可以与脱色剂的—NH2、=N+=、—NH—等发生作用。直接染料结构中的—OH、—NH2基团可与纤维上的—OH形成氢键，它的线型形态更增加了染料和纤维之间的吸附力；脱色剂也含有—OH、—NH2基团，并且它也是线型分子，因此也可与直接染料产生氢键。

应用^[2]

高效脱色絮凝剂对带有负电荷的染料（如活性染料）、分子量较大的染料、生产排出的废水及印染工业排出的染色废水有良好的脱色效果，因此适用于染料工业废水处理中的活性、酸性、直接染料和某些中间体高浓度、高色度的处理，也适用于印染、颜料等工业废水处理。在各种工业废水中，印染废水占有重要位置。高色度染料废水的处理是工业废水处理中的难题。用常规的生化法或常规的絮凝剂处理效果不理想，而用电解法、焚烧法，装置复杂、投资高、能耗大、操作不方便。本工业化产品与通用的聚铁、聚铝絮凝剂相比，脱色和去除的效果非常突出。国内处理染料及印染废水需求药剂量很大，此外由于产品性能好，价格比国外同类产品便宜，已出口泰国及我国的台湾省。该药剂在国内外市场有较强的竞争力。市场应用前景广阔。

制备^[3]

新型高效脱色絮凝剂的制备：在装有电动搅拌器、回流冷凝器和温度计的四口瓶中按一定比例和次序投加原料，加入醛、纳米材料或无机原料搅拌，升温，聚合，反应6h后，即得聚合物TS-707M、TS-707-MO，及聚合物TS-707-25、TS-763-25、ZL系列等产品。

主要参考资料

[1] 高效脱色絮凝剂脱色絮凝机理浅探及其应用

[2] 高效脱色絮凝剂工业化开发

[3] 新型高效脱色絮凝剂系列产品的开发及应用试验