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編輯推薦: |
本书系统介绍了有机高分子絮凝剂的制备及应用的机理和方法,有机高分子絮凝剂在世界及我国的发展,各类有机高分子絮凝剂的制备、形态分布、结构形貌、絮体特性、絮凝动力学、絮凝机理、絮凝行为和应用效果,本书参考了国内外文献、著作,紧跟国内外有机高分子絮凝剂的研究发展,并对资料进行整理,书中还包括作者多年来在絮凝剂方面的研究心得,内容丰富,实用性强。
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內容簡介: |
本书共10章,主要介绍了有机高分子絮凝剂的研究概况,以及非离子型合成有机高分子絮凝剂、阴离子型合成有机高分子絮凝剂、阳离子型合成有机高分子絮凝剂、两性型合成有机高分子絮凝剂、非离子型天然有机高分子改性絮凝剂、阴离子型天然有机高分子改性絮凝剂、阳离子型天然有机高分子改性絮凝剂、两性型天然有机高分子改性絮凝剂以及有机-无机复合絮凝剂等各种分类、性能、制备及其在水处理中的应用情况等;并在书后附有有机高分子絮凝剂产品的部分专业术语中英文对照。本书侧重有机高分子絮凝剂的制备工艺及其在环境工程中的应用,具有较强的技术性和针对性,可供絮凝剂研究、污水处理等领域的工程技术人员、科研人员和管理人员阅读,也可供高等学校环境工程、资源循环科学与工程、市政工程、化学工程及相关专业的师生参考。
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關於作者: |
刘明华,福州大学环境与资源学院,院长、教授,汉族,九三学社成员,于2000年6月毕业于四川大学轻纺与食品学院,获工学博士学位,2000年6月至2002年6月在华南理工大学制浆造纸工程国家重点实验室作博士后研究,2002年7月至今于福州大学环境与资源学院工作,现任院长、教授、博士生导师,福建省生物质技术开发基地主任,主要从事精细化学品、环境友好材料、生物质能源和可再生资源高值化利用方面的研究。在教学方面,主要承担《环境材料学》、《水处理剂制备及应用》、《水污染控制工程》、《环保药剂研究与应用》、《再生资源导论》等课程的教学工作。在科技攻关方面,先后主持了国家863课题、国家九五攻关课题、国家自然科学基金等30多项国家和省部 级科研项目。已申请国家发明专利54件,其中已授权43件;出版编著15部,并在国内外核心期刊上发表论文110多篇,其中被SCI、EI和ISTP收录80多篇。在科技转化方面,先后与福建清源科技有限公司、石狮市清源精细化工有限公司、福建金源泉科技发展有限公司、福建省环境保护设计院等多家省内外企事业单位在水处理药剂、染料分散剂、木质素改性产品、水煤浆添加剂、印染还原剂等新产品的研究与开发方面开展合作,项目合作金额高达2000多万,部分产品已产业化,取得了较好的经济效益和社会效益。凭借自身对科研事业的执着以及科技成果转化水平,先后获得福建省技术发明奖三等奖、福建省专利奖三等奖、福建省优 秀科技工作者、卢嘉锡优 秀导师奖、宝钢优 秀教师奖、福建紫金科技创新奖、6?18突出贡献奖、中国产学研合作创新奖、国家发明创业奖、福建省十大杰出青年、福建青年科技奖、运盛青年科技奖等24项国家 级和省部级奖励。
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目錄:
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第1章 绪论 1
1.1 絮凝剂研究开发的背景和意义 1
1.1.1 水污染状况 1
1.1.2 水处理方法简介 2
1.1.3 絮凝剂研发的必要性 4
1.2 絮凝剂的分类 4
1.2.1 无机絮凝剂 4
1.2.2 有机絮凝剂 5
1.3 有机高分子絮凝剂的研究概况 6
1.3.1 合成有机高分子絮凝剂 6
1.3.2 天然高分子改性絮凝剂 8
参考文献 9
第2章 非离子型合成有机高分子絮凝剂 11
2.1 概述 11
2.2 分类 11
2.3 聚合型絮凝剂的制备 11
2.3.1 聚丙烯酰胺 12
2.3.2 聚氧化乙烯 20
2.3.3 聚乙烯醇 21
2.3.4 聚丙烯酰胺和聚氧化乙烯接枝共聚物 22
2.4 缩合型絮凝剂的制备 22
2.4.1 脲醛缩合物 22
2.4.2 酚醛缩合物 23
2.4.3 苯胺甲醛缩合物 23
2.5 非离子型合成有机高分子絮凝剂的应用 24
2.5.1 城市污水处理中的应用 24
2.5.2 工业废水处理中的应用 24
2.5.3 工业生产中的应用 26
2.5.4 其他方面的应用 27
参考文献 28
第3章 阴离子型合成有机高分子絮凝剂 30
3.1 概述 30
3.2 分类 30
3.3 聚合型絮凝剂的制备 30
3.3.1 聚丙烯酸钠 30
3.3.2 聚-2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸 33
3.3.3 丙烯酸钠2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠共聚物 33
3.3.4 甲基丙烯酸钠2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠共聚物 34
3.3.5 丙烯酰胺丙烯酸盐共聚物 34
3.3.6 丙烯酰胺甲基丙烯酸甲酯丙烯酸三元共聚物 39
3.4 高分子反应型絮凝剂的制备 41
3.4.1 水解聚丙烯酰胺 41
3.4.2 磺甲基化聚丙烯酰胺 42
3.4.3 聚-N-二膦酰基甲基丙烯酰胺 42
3.4.4 聚苯乙烯磺酸钠 42
3.5 阴离子型合成有机高分子絮凝剂的应用 43
3.5.1 工业废水处理中的应用 44
3.5.2 工业生产中的应用 45
3.5.3 其他方面的应用 48
参考文献 49
第4章 阳离子型合成有机高分子絮凝剂 51
4.1 概述 51
4.2 分类 51
4.3 聚合型絮凝剂的制备 52
4.3.1 聚二甲基二烯丙基氯化铵 52
4.3.2 聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵 56
4.3.3 聚甲基丙烯酸二甲氨基乙酯 56
4.3.4 丙烯酰胺二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 57
4.3.5 丙烯酰胺2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物 58
4.3.6 丙烯酰胺甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物 59
4.3.7 丙烯酰胺丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 60
4.3.8 吡啶季铵盐型阳离子聚丙烯酰胺 60
4.3.9 聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺乳液 61
4.3.10 聚-N-二甲氨基丙基甲基丙烯酰胺 62
4.3.11 聚乙烯胺 62
4.3.12 聚乙烯亚胺 64
4.4 高分子反应型絮凝剂的制备 65
4.4.1 聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺 65
4.4.2 聚-2-乙烯咪唑啉 66
4.4.3 聚苯乙烯基四甲基氯化铵 67
4.4.4 聚乙烯醇季铵化产物 68
4.4.5 改性脲醛树脂季铵盐 69
4.4.6 改性三聚氰胺甲醛絮凝剂 69
4.5 缩合型絮凝剂的制备 70
4.5.1 氨环氧氯丙烷缩聚物 70
4.5.2 二甲胺环氧氯丙烷聚合物 71
4.5.3 氨二甲胺环氧氯丙烷聚合物 71
4.5.4 环氧氯丙烷N,N-二甲基-1,3-丙二胺聚合物 71
4.5.5 氯化聚缩水甘油三甲基氯化铵 72
4.5.6 胍环氧氯丙烷聚合物 72
4.5.7 双氰胺环氧氯丙烷聚合物 73
4.5.8 双氰胺甲醛聚合物及其改性产品 73
4.5.9 改性甲醇氨基氰基脲甲醛缩合物 76
4.5.10 二氯乙烷四亚乙基五胺缩聚物 77
4.6 阳离子型合成有机高分子絮凝剂的应用 77
4.6.1 污泥脱水中的应用 77
4.6.2 工业废水处理中的应用 80
4.6.3 工业生产中的应用 86
4.6.4 其他用途 89
参考文献 89
第5章 两性型合成有机高分子絮凝剂 93
5.1 概述 93
5.2 分类 94
5.3 聚合型絮凝剂的制备 94
5.3.1 丙烯酸钠甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物 94
5.3.2 苯乙烯磺酸钠丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 95
5.3.3 4-乙烯基吡啶4-乙酰氧基苯乙烯共聚物 96
5.3.4 丙烯酰胺丙烯酸钾甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵共聚物 96
5.3.5 丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸(钠)丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 97
5.3.6 丙烯酰胺丙烯酸钠二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 97
5.3.7 丙烯酰胺丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 98
5.3.8 丙烯酰胺丙烯酸钠甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物 99
5.3.9 丙烯酰胺二甲基二烯丙基氯化铵马来酸共聚物 100
5.3.10 丙烯酸丙烯酸甲酯甲基丙烯酸二甲氨基乙酯共聚物 100
5.3.11 丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠N-乙烯基-N-甲基乙酰胺二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 101
5.3.12 丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸钠丙烯酸钠丙烯酸乙酯基三甲基氯化铵共聚物 101
5.3.13 丙烯腈丙烯酰胺甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵丙烯酸共聚物 102
5.3.14 丙烯酸甲氧乙酯丙烯酸二甲氨基乙酯丙烯酰胺共聚物 102
5.3.15 N-二甲氨基甲基丙烯酰胺丙烯酰胺丙烯酸钠共聚物 103
5.4 高分子反应型絮凝剂的制备 105
5.4.1 氮丙环改性丙烯酸丙烯酰胺共聚物 105
5.4.2 N-二膦酰基甲基丙烯酰胺二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 106
5.4.3 磺甲基丙烯酰胺二甲基二烯丙基氯化铵共聚物 106
5.4.4 两性聚丙烯酰胺 107
5.4.5 丙烯酰胺丙烯酸共聚物的Mannich 反应产物 108
5.4.6 聚丙烯腈与双氰胺反应物及其改性产品 109
5.4.7 聚-N-二甲氨基甲基丙烯酰胺 109
5.4.8 聚-2-乙烯咪唑啉 111
5.4.9 聚苯乙烯基四甲基氯化铵 112
5.4.10 聚乙烯醇季铵化产物 112
5.4.11 改性脲醛树脂季铵盐 113
5.4.12 改性三聚氰胺甲醛絮凝剂 113
5.5 缩合型絮凝剂的制备 114
5.5.1 含膦酸基团的双氰胺甲醛聚合物 114
5.5.2 含磺酸基的双氰胺甲醛聚合物 115
5.5.3 氨环氧氯丙烷缩聚物 115
5.5.4 二甲胺环氧氯丙烷聚合物 115
5.5.5 氨二甲胺环氧氯丙烷聚合物 116
5.5.6 环氧氯丙烷N,N-二甲基-1,3-丙二胺聚合物 116
5.5.7 氯化聚缩水甘油三甲基胺 117
5.5.8 胍环氧氯丙烷聚合物 117
5.5.9 双氰胺环氧氯丙烷聚合物 117
5.5.10 改性甲醇氨基氰基脲甲醛缩合物 118
5.6 两性型合成有机高分子絮凝剂的应用 118
5.6.1 污泥脱水中的应用 119
5.6.2 工业废水处理中的应用 120
5.6.3 其他方面的应用 122
参考文献 123
第6章 非离子型天然有机高分子改性絮凝剂 125
6.1 概述 125
6.2 分类 125
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前言
本书第一版自2006年出版以来,受到环保、化工领域诸多从事絮凝剂研发和应用的科研人员和技术人员的好评,同时被不少高等学校环境工程、市政工程、化学工程及相关专业的师生选为教材或重要参考书。近十多年来,随着国家对水污染处理与控制愈发重视,水体环境质量有了一定程度的改善,但仍然远远跟不上国内对水污染控制的节节加紧的步伐。与之相应,人们在清除污染、提高水体环境质量方面加大了力度,因此作为水污染处理与控制中重要的一环,有机高分子絮凝剂无论在理论上还是在技术手段上的研究都有了新的进步和发展。
为了更好地反映这些新理论、新技术,也为了更好地适应社会实践应用发展的需要,本书在第一版的基础上进行了修订。这次修订,重点是修订了传统技术的新动向、补充了新技术进展,如第2章~第5章主要介绍合成有机高分子絮凝剂的制备及应用,增补了近十年来该领域新的研究进展,并根据絮凝剂的制备方法来分类,便于读者加深印象;第6章~第9章主要根据改性天然高分子原材料的不同来归纳和分类,详细介绍了改性淀粉类、改性羧甲基纤维素类、改性木质素类、改性壳聚糖类以及黄原胶、瓜尔胶和F691粉等天然有机高分子絮凝剂,并归类为非离子型、阴离子型、阳离子型和两性型等四大类。本书重点新增了第10章的内容,主要介绍有机-无机复合絮凝剂,根据有机絮凝剂和无机絮凝剂各自具有的特性进行复合改性,以得到性能更为优良的复合絮凝剂。其中,以铝系、铁系为主的复合絮凝剂成为近年来相关高分子絮凝剂领域研究的热门。
本书主要由刘明华、刘以凡、吕源财等编著,范静、黄思逸、刘凯阳、刘雨诗、林志澎、裴睿涵、邱越洺、童晟轩等参与了部分内容的编著。最后由刘明华统稿、定稿。本书在编著过程中参考了该领域部分专家学者的图书和论文中部分相关内容,在此向相关专家学者表示衷心感谢。
限于编著者水平及编著时间,书中不足及疏漏之处在所难免,敬请各位专家、学者及广大读者批评指正。
编著者
2020年3月
第一版前言
随着工业的发展以及人民生活水平的提高,对水的质量需求也越来越高,但是工业废水和城市污水的排放量也越来越多。由于水体受纳污水是有条件的,若污染物过多,超过了水体自净能力时,水体就不能保持原有的形态和功能,将会降低水体的水质等级和可用性,逐渐形成低劣的水环境,污染水源、土壤、作物和水生物, 影响工业产品质量, 危害生物、人体健康。因此, 污水的治理势在必行。
在所有的水处理技术和方法中,絮凝沉降法是目前国内外普遍使用的一种既经济又简单的水处理方法,已被广泛用于上下水、循环用水和工业用水的处理过程,可以用来降低废水的浊度和色度,去除多种高分子有机物、一些重金属离子和放射性物质等。此外,絮凝沉降法还能改善污泥的脱水性能,而决定絮凝沉降效果的因素之一是投加高效能的絮凝剂。目前我国水处理化学品的用量呈逐年递增的趋势,但是我国当前的水处理剂生产,尤其是有机高分子絮凝剂的生产正面临着挑战,一是来自国外絮凝剂的竞争越来越激烈,二是人们对环境质量的客观要求越来越高,新型絮凝剂的开发已显得越来越重要。
本书主要根据国内外从事有机高分子絮凝剂专家、学者的研究成果以及编著者近年来的一些科研成果和经验汇集而成,书中的内容侧重制备和应用。全书共九章,第1章是绪论;第2章至第9章主要是有机合成高分子絮凝剂的制备和应用情况介绍;其中,第2章至第5章主要介绍有机合成高分子絮凝剂的制备及应用,并且根据絮凝剂的制备方法来分类(如聚合型、缩合型和高分子反应型等);第6章至第9章主要介绍有机天然高分子絮凝剂的制备及应用,主要根据改性天然高分子的原材料不同来归纳和分类,有改性淀粉类、改性纤维素类、改性木质素类、改性壳聚糖类以及黄原胶、瓜尔胶和F691粉等。
本书所介绍的有机高分子絮凝剂不但用于净化水质, 还可用作绝缘材料的阻燃剂、混凝土外加剂、耐火材料的黏结剂、纺织工业的媒染剂、脂肪油类的澄清剂、石油钻井助剂、催化剂以及用于制造香料、试剂、农药、医药、油漆、皮革、化妆品等许多方面, 可供以上这些专业的科技人员和生产人员参考使用。
本书理论联系实际,并列举大量实例,既可作为科技人员的参考书,又可作为应用和开发新产品、新技术的工具书,大量的实例介绍了具体操作方法,具有较强的参考和借鉴价值。另外,在本书中,编著者的部分研究内容获得国家自然科学基金资助(50203003)。
限于编著者水平,不当之处在所难免,敬请各位专家、学者及广大读者提出批评和修改建议。
编著者
2006年1月
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