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    有機高分子絮凝劑聚丙烯酰胺
    加入時間:2016-07-12 10:07:34 瀏覽

        有機高分子絮凝劑用于污水處理始于20世紀50年代末,與無機絮凝劑相比,這種絮凝劑具有用量小、產生的污泥量少、不易受水中共存鹽類、PH值及溫度的影響,絮凝物沉降速度快、污泥易于脫水等特點。因此該類絮凝劑是近年來國內外普遍重視、發展速度最快的一類水處理劑,目前已由一般的工業廢水處理應用發展到用于生活飲用水方面。近年來,有機高分子絮凝劑的新產品不斷向世,產品類型、規格更加齊全,功能也逐步多樣化,它們不僅具有普通有機高分子絮凝劑的吸附架橋絮凝懸浮物的功能,而且具有電性中和等特殊表面活性作用的破乳除油功能以及通過不同分子間靜電相吸、破壞膠粒的穩定性使膠;ハ嗑劢Y和絮凝卷掃作用而去除有機污染物的功能等。這使有機高分子絮凝劑,從單純的污水處理達標回注與回用,發展到達標外排的程度,從而具有更加廣闊的應用前景。有機高分子絮凝劑大致可分為天然高分子絮凝劑和合成高分子絮凝劑。迄今為止,有機高分子絮凝劑的工業品種仍以合成聚合物為主。

        合成有機高分子絮凝劑。目前,合成有機高分子絮凝劑主要可分為非離子型、陰離子型、陽離子型和兩性離子型絮凝劑等。研究較多的主要后3中、種類型。非離子型高分子絮凝劑大多只有架橋作用,而陽離子、陰離子型高分子絮凝劑除了架橋作用外,還具有電性中和作用,能夠吸附帶有相反電荷的微粒。

        1.非離子型有機高分子絮凝劑。非離子型有機高分子絮凝劑主要為聚丙烯酰胺。PAM的優點在于其官能團多、相對分子質量大。、穩定性好,吸附架橋能力高、絮凝效果好,同時投加量少,具有適用范圍廣、產生污泥少等優點。但其脫水性能較差,因此近年來對PAM的研究較少,有逐漸被淘汰的趨勢。

        2.陰離子型有機高分子絮凝劑。在有機高分子絮凝劑,陰離子聚丙烯酰胺的發展歷史最長、技術最成熟、應用范圍最廣泛,因而也最受人們的關注。其優點是明顯的:一是成本遠遠低于陽離子有機高分子絮凝劑和兩性離子型有機高分子絮凝劑,絮凝效果好,工藝成熟;二是由于其高分子鏈上所帶的活性酰氨基團等,可以和多種物質發生物理、化學反應,使其除具備高分子鏈的特性外,也具有了優異的表面活性,因而被廣泛的應用于造紙、選礦、采油、冶金、建材生產、食品加工、水處理等行業。

        陰離子聚丙烯酰胺的合成方法主要有均聚法和共聚法。目前,國內的聚丙烯酰胺工業生產大都采用均聚共水解或均聚后水解工藝。其缺點在于工藝復雜,水解度難以控制;生產過程中放出大量的氨,腐蝕設備,污染環境。而共聚法沒有水解工序,生產周期短,無污染;特別是近年來,隨著丙烯酸生產成本的降低和質量的提高,使得用丙烯酰胺與丙烯酸共聚生產陰離子聚丙烯酰胺成為當前研究的重點。

        3.陽離子性有機高分子絮凝劑。由于膠體和懸浮顆粒多帶負電荷,使用陽離子絮凝劑可中和懸浮顆粒所帶電荷,達到絮凝的目的。因此,陽離子型高分子絮凝劑已成為合成有機高分子絮凝劑的特點。在日、美等國陽離子型有機高分子絮凝的用量約占合成絮凝劑總量的60%,每年還以10%以上的速度增長。陽離子型有機高分子絮凝劑主要是季銨鹽類和聚胺類,其中陽離子改性聚丙烯酰胺占有較大比例。陽離子改性聚丙烯酰胺一般通過共聚或曼尼奇反應獲得,主要產品有季銨鹽化陽離子聚丙烯酰胺、丙稀酰胺-N,N-二甲基氨基丙稀酰胺共聚物。

        此外,二甲基二烯丙基氯化銨的均聚物和共聚物在國外早已工業化,由于它的大分子鏈上所帶的正電荷密度高、水溶性好、分子量適中,具有絮凝和消毒的雙重功能,已在國外的飲用水處理領域被大量應用。因陽離子型有機高分子絮凝劑活性基團多,相對分子質量大,具有用量小。浮渣產量少、絮凝能力強、絮體容易分離、除油及除懸浮物效果好等特點,在處理煉油廢水、其他工業廢水、高懸浮物廢水及固液分離中有著廣泛的用途。

        然而,陽離子有機高分子絮凝劑也有它的缺點:反應步驟多、工藝復雜、產品收率低、生產成本高;反應中使用的原料大多有毒,操作條件比較苛刻,而且如果沒有好的辦法除去產品中未反應的游離單體,則它的應用會受到很大的限制,而且產品的相對分子質量分布范圍寬,溶解性能不佳。

        4.兩性離子型有機高分子絮凝劑。兩性離子型有機高分子絮凝劑一般由含有陰、陽離子基團的乙烯類單體,通過自由基共聚反應以及高分子改性得到。其中,陰離子基團為羥基、磺酸基、硫酸基,陽離子基團為季銨鹽、吡啶鎓離子基或喹啉鎓離子基。其高分子鏈節上同時含有正負兩種電荷基團,與僅含一種電荷的陰離子或陽離子聚合物相比,它的性能較為獨特。它不僅可用作絮凝劑。污泥脫水混凝劑。吸附劑及金屬離子螯合劑等,還由于兩性離子型有機高分子絮凝劑具有陰、陽離子基團的特點,使其具有電中和、吸附架橋的作用以及分子間的纏繞包裹作用,從而具有較好的脫水性能以及金屬離子去除性能。該類絮凝劑的PH值適用范圍寬,應用范圍廣泛,使其成為國內外研究的特點。

        在處理成分復雜的工業廢水方面,兩性聚丙烯酰胺具有一定的研究應用價值。若能加強兩性高分子的結構與應用性能的關系及兩性離子型有機高分子絮凝劑的應用性能與作用機理之間關系的研究,為新產品的開發與應用提供理論指導,將有助于穩定產品質量,促進產品的工業化。

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