聚合物絮凝与助滤作用机理 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:东南大学

作者:郭玲香

出品人:

页数:198

译者:

出版时间:2007-6

价格:15.00元

装帧:

isbn号码:9787564107154

丛书系列:

图书标签:

• 聚合物絮凝
• 助滤作用
• 水处理
• 环境工程
• 化学工程
• 絮凝机理
• 助滤机理
• 聚合物化学
• 分离技术
• 工业应用

《高分子絮凝与助滤作用机理》 旨在深入探讨高分子聚合物在水处理、固液分离等领域中扮演的关键角色，揭示其微观作用机制，并为实际应用提供理论指导。本书内容涵盖了高分子絮凝剂的种类、结构与性质，深入分析了高分子与悬浮颗粒之间的相互作用，并详细阐述了助滤剂的工作原理及优化方法。 第一部分：高分子絮凝剂的分子结构、性能及其分类 本书首先从高分子絮凝剂的分子结构出发，详细介绍了各类常用高分子絮凝剂的化学组成、分子量分布、电荷密度、官能团类型等关键参数。这包括了非离子型、阳离子型、阴离子型以及两性离子型聚合物。 非离子型聚合物： 重点分析了聚丙烯酰胺（PAM）及其衍生物的结构特点，例如不同取代度的水解度、侧链的修饰（如羟乙基化、季铵盐化）如何影响其在水中的溶解性、粘度、以及与颗粒表面的吸附行为。阐述了分子链的伸展程度、卷曲状态与絮凝效率之间的关联。 阳离子型聚合物： 深入研究了聚二烯丙基二甲基氯化铵（PolyDADMAC）、聚乙烯亚胺（PEI）、季铵盐改性聚丙烯酰胺等阳离子絮凝剂的分子设计理念。分析了其阳离子电荷的密度、分布方式（均匀分布或嵌段分布）对胶体颗粒表面负电荷的电中和能力。探讨了不同价态的阳离子对絮凝效果的影响。 阴离子型聚合物： 详细介绍了聚丙烯酸（PAA）、聚丙烯酸盐（PAM）、以及羧甲基纤维素（CMC）等阴离子絮凝剂。阐述了其负电荷如何与水中带正电荷的颗粒发生吸附，并通过电荷排斥和桥联作用促进絮凝。分析了羧基、磺酸基等官能团的数量、分布对絮凝活性的影响。 两性离子型聚合物： 介绍了近年来发展迅速的两性离子型聚合物，分析了其分子链上同时含有阳离子和阴离子基团的独特性质。探讨了这种结构如何赋予其在不同pH值和盐度条件下更优异的絮凝性能，以及其对复杂水质的适应性。 在结构分析的基础上，本书系统总结了影响高分子絮凝剂性能的关键因素： 分子量： 详细阐述了分子量对絮凝效果的“临界分子量”概念，以及过高或过低的分子量可能带来的负面影响。讨论了分子量分布的宽窄如何影响絮凝过程中絮体的形成和稳定性。 电荷密度与电荷类型： 深入分析了电荷密度和电荷类型（如永久性正电荷、pH响应性负电荷）与水中颗粒表面电荷之间的匹配关系，以及由此产生的电中和、电荷排斥等作用机制。 侧链结构与官能团： 探讨了疏水性侧链、亲水性侧链、交联基团等对聚合物在水相中的构象、吸附行为以及最终形成的絮体结构的细微影响。 溶解度与分散稳定性： 分析了聚合物的溶解度参数、水合能力以及在水中形成的胶束或溶液结构如何影响其分散性，从而间接影响其在处理过程中的投加与分布。 第二部分：高分子絮凝作用的微观机制 本书将视角深入到分子层面，系统解析高分子絮凝剂与水中悬浮颗粒相互作用的四种主要机理： 1. 电中和作用（Charge Neutralization）： 详细阐述了当高分子絮凝剂的电荷类型与水中胶体颗粒的表面电荷相反时，聚合物链上的电荷能够有效中和颗粒表面的剩余电荷。 分析了电荷中和的程度，以及由此导致颗粒之间静电斥力减弱，从而使范德华力等吸引力占主导地位。 通过电泳迁移率、 Zeta 电位等实验手段，说明电中和作用如何降低颗粒的稳定性，使其易于聚集。 讨论了不同电荷密度和电荷分布的高分子在电中和效率上的差异。 2. 吸附架桥作用（Adsorption and Bridging）： 详细描述了长链高分子在颗粒表面吸附的模式，包括单点吸附、多点吸附、以及环状吸附等。 着重阐释了“架桥”效应：当一个高分子链能够同时吸附在两个或多个颗粒表面时，就形成了将颗粒连接起来的“桥梁”。 分析了高分子链的长度、柔韧性以及吸附位点的密度如何影响架桥效率。 通过显微成像技术，展示了高分子架桥作用形成宏观絮体的过程。 讨论了聚合物的吸附动力学和吸附平衡，以及影响吸附过程的因素（如pH、温度、离子强度、颗粒浓度等）。 3. 润滑分散与包覆作用（Shear Protection and Deposition）： 解释了在某些情况下，特别是当高分子浓度较高或颗粒表面性质特殊时，聚合物可能在颗粒表面形成一层润滑层。 分析了这层润滑层如何阻止颗粒之间的直接接触，减少碰撞时的团聚，甚至在强剪切力下提供一定的保护，防止絮体破碎。 讨论了这种作用与絮凝作用可能存在的权衡关系，以及如何通过调整投加量和聚合物类型来优化。 4. 压缩双电层作用（Double Layer Compression）： 深入讲解了在溶液中，胶体颗粒表面存在扩散双电层。 阐述了当高分子（尤其是高价阳离子聚合物）吸附到颗粒表面时，会压缩颗粒周围的扩散双电层厚度。 分析了双电层压缩如何削弱颗粒之间的静电斥力，从而促进颗粒的接近和聚集。 讨论了此作用在去除微小胶体颗粒时的重要性。 本书还将结合理论模型（如DLVO理论的拓展应用、高分子吸附动力学模型）和实验数据，对上述四种作用机制进行量化分析，并探讨它们在不同水质和处理条件下的相对重要性。 第三部分：高分子助滤剂的作用机理与应用 在固液分离过程中，助滤剂的作用是提高滤材的过滤性能，减少滤饼阻力，延长过滤周期。本书将重点剖析高分子助滤剂的工作原理： 1. 滤饼改性与孔隙结构调控： 详细阐述了高分子助滤剂如何通过吸附在滤材表面或与滤饼颗粒结合，改变滤饼的孔隙结构。 分析了聚合物的架桥作用如何将细小的颗粒连接成较大的团聚体，从而减小滤饼的堆积密度，增大整体孔隙率。 讨论了聚合物的疏水或亲水性如何影响滤饼的润湿性，以及由此对过滤阻力的影响。 研究了助滤剂分子量、电荷特性以及投加量对滤饼孔隙率和渗透性的调控效果。 2. 提高滤材的表面性能： 探讨了助滤剂在滤材表面的吸附，如何改变滤材的表面电荷、粗糙度和润湿性。 分析了这些表面特性的改变如何影响原水中颗粒与滤材的吸附和渗透行为，减少滤材的初期截留阻力。 研究了助滤剂如何形成一层保护层，减少滤材的堵塞，延长滤材的使用寿命。 3. 与絮凝剂的协同作用： 深入分析了在联合使用絮凝剂和助滤剂时，两者之间可能产生的协同效应。 探讨了如何通过优化絮凝剂的投加，生成易于过滤的絮体，再通过助滤剂进一步改善滤饼的过滤性能，实现高效的固液分离。 研究了不同种类和投加方式的絮凝剂与助滤剂的匹配方案，以达到最佳的过滤效果。 4. 常见助滤剂的种类与特性： 介绍了几种常用的高分子助滤剂，如改性淀粉、纤维素衍生物、聚丙烯酰胺类衍生物等。 分析了这些助滤剂的分子结构、官能团以及它们如何实现上述的助滤功能。 结合实际应用案例，展示了不同助滤剂在特定固液分离场景下的选择与应用策略。 第四部分：高分子絮凝与助滤在不同领域的应用研究 本书的最后部分将聚焦于高分子絮凝与助滤作用在各行业的具体应用，并结合实际案例进行深入分析： 市政给水处理： 讲解了高分子絮凝剂在去除原水中悬浮物、胶体、有机物等方面的应用，以及如何通过优化工艺参数获得高浊度、低色度、低TOC的饮用水。 污水处理： 详细阐述了在生活污水、工业废水（如造纸废水、印染废水、矿山尾矿废水）处理中，高分子絮凝剂和助滤剂在泥水分离、脱水效率提升方面的作用。 工业固液分离： 探讨了高分子助滤剂在矿物加工、食品加工、化工生产等领域的应用，如提高过滤效率、降低滤饼含水率、回收有价值的固体产物。 生物技术与医药领域： 简要提及了高分子絮凝剂在生物发酵液的分离纯化、药物制剂的制备等方面的潜在应用。 本书通过深入的理论阐述、细致的机理分析以及丰富的应用实例，旨在为从事水处理、环境工程、化学工程、材料科学等领域的科研人员、工程师和学生提供一本全面、深入、具有指导意义的参考著作。它不仅揭示了高分子在水处理中的奥秘，更为开发新型、高效、环境友好的高分子材料提供了理论基础和技术思路。

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