复合聚丙烯酰胺在水处理的应用是广阔的

    污水是一种复杂、稳定的分散体系, 单一的絮凝剂往往无法获得满意的处理效果, 因此, 近年来研究人员开始研制复合絮凝剂。复合聚丙烯酰胺就是近年来开发出的一种有机高分子絮凝剂, 并且其种类多、应用广, 在一定程度上满足了需求。复合聚丙烯酰胺一般是以聚合铝或其他絮凝剂与聚丙烯酰胺复合, 从而制得新型高效能的絮凝剂。
    以聚合氯化铝(PAC)与淀粉- 丙烯酰胺共聚物(S-g-PAM) 为原料, 制备新型无机- 天然有机高分子复合絮凝剂PACSAM, 通过对高岭土悬浊液絮凝性能的测定, 优化了合成工艺。采用红外谱图( IR )对产物结构进行表征, 并通过Al-Ferron逐时络合比色法对PACSAM的生态安全性进行研究。结果表明, PACSAM的最佳合成条件为: A/S为(3:1)~(5:1), 碱化度B为1.5, 反应温度50℃, 合成时间40min, 经PACSAM处理的出水具有比PAC处理的出水更低的残留铝量。
    以复铁聚合氯化铝(CF-PAC)、PAM和壳聚糖(CTS)复合絮凝剂用于造纸废水处理进行了研究。结果发现, 每升造纸废水中投加2%改性聚合氯化铝为7.5mL, 0.1% (质量分数, 下同) PAM5mL, 0.02% 壳聚糖5mL, 其COD与SS的去除率分别可达51.2%与98.2% , 每吨污水的药剂成本仅为0.368元, 与传统絮凝剂聚合氯化铝与PAM相比, 其COD与SS去除率分别提高了27.7% 和10.8%, 每吨污水药剂成本下降了31.9% , 具有明显的经济与环境效益。
    也有采用APAM与聚合氯化铝铁复合的, 以聚合氯化铝铁为混凝剂、阴离子聚丙烯酰胺为助凝剂, 采用混凝法处理丙烯腈-丁二烯-苯乙烯树脂(ABS)废水(简称废水), 考察了聚合氯化铝铁加入量、沉降时间、搅拌转速、搅拌时间、废水pH和混凝温度对废水处理效果的影响。实验结果表明, 在聚合氯化铝铁加入量50mg/L、阴离子型聚丙烯酰胺加入量2mg/L、废水pH6.0~8.0、快速搅拌1min、慢速搅拌6min、沉降时间25min、混凝温度20~25℃的条件下, 废水的SS去除率达97%以上, COD去除率达77%以上。
    复合聚丙烯酰胺是一种高效环保的新型水处理絮凝剂, 相比单一的絮凝剂, 其优势是明显的, 极具发展前景。目前将复合聚丙烯酰胺应用于实际工业生产尚存在一定难度, 其原因是对不同的污水絮凝条件差别较大, 如何解决好这一问题成为其发展的瓶颈。但复合聚丙烯酰胺的高性能低成本吸引着越来越多的研究者从事这方面的研究工作。
    近年来, 开发和应用高性能, 特别是能在高离子强度环境中发挥功效的高分子水处理絮凝剂显得尤为迫切。单纯的CPAM或者AmPAM 有时很难满足工业水处理要求, 所以近年来科研工作者开始寻求其他类型的聚丙烯酰胺, 以提高污水处理效果。如苯环类中特殊疏水基团可较好地去除印染废水中的染料, 阳离子絮凝剂中引入硅烷疏水基可提高其除浊及脱色能力; 也可采用一些天然产物, 如淀粉、壳
聚糖等与丙烯酰胺接枝共聚, 可制备出性能十分优异的污水絮凝剂。
    以甲基丙烯酸十二氟庚酯(DF-MA)为共聚单体, 与丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)通过自由基胶束共聚法制得氟碳改性阳离子聚丙烯酰胺FPAD。研究了FPAD的溶液性能及其对造纸白水的絮凝效果。结果表明, FPAD水溶液中存在强烈的分子间疏水缔合作用, 并对造纸白水具有良好的絮凝效果。当添加的质量分浓度为20mg/L、pH为6.0时, 透光率可达99% 。以丙烯酰胺为单体, 双丙烯酰胺为交联剂, 先制得交联聚丙烯酰胺聚合物, 再用氨基硫脲对交联聚丙烯酰胺进行功能化改性, 反应制得以聚丙烯酰胺为主链, 侧链带螯合基团的改性氨基硫脲树脂。采用动态吸附法测定了该树脂对几种金属离子的吸附性能, 发现该树脂对银、汞、锌、铅等离子均有一定的吸附性能。
    在N2 保护下, 以硝酸铵为引发剂, 以壳聚糖(CTS)和丙烯酰胺(AM)为单体, 接枝共聚制得壳聚糖/丙烯酰胺接枝共聚物。确定了最佳聚合条件: 反应温度50℃, 反应时间3h, m(CTS)：m(AM)=1:6, 引发剂浓度0.8mmol/L。通过对废水的处理, 考察了接枝共聚物在絮凝、COD去除、脱色上的应用。结果表明, CAM具有较强的絮凝能力, 絮凝效果优于聚丙烯酰胺和壳聚糖, 对COD的去除率达90.1%, 并具有较好的脱色效果。
    以玉米淀粉和丙烯酰胺为原料、过硫酸铵为引发剂, 制备淀粉接枝聚丙烯酰胺聚合物; 在处理造纸废水时, 淀粉接枝聚丙烯酰胺聚合物的絮凝效果优于聚丙烯酰胺的絮凝效果。当采用Al2(SO4)3和淀粉接枝聚丙烯酰胺混合使用处理废水时, 得出其絮凝效果优于淀粉接枝聚丙烯酰胺和聚丙烯酰胺的絮凝效果。
    采用不同的原料可制备出各种不同性能的复合聚丙烯酰胺产品, 以适应在不同环境下处理污水的需要。目前国内对复合聚丙烯酰胺产品的应用开发取得了很多成果, 其中天然产物, 如壳聚糖、淀粉等与丙烯酰胺的接枝共聚物因其絮凝效果好, 二次污染小, 最具开发潜力。但目前大多仍处于试验研究阶段, 尚需做更进一步的深入研究。随着对絮凝剂制品需求量的增加和人们环保意识的提高, 研究开发不同性能的复合聚丙烯酰胺前景是非常广阔的。

本文关键词为：聚丙烯酰胺,复合聚丙烯酰胺

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