【doc】阳离子及两性聚丙烯酸胺类絮凝剂的研究进展

【doc】阳离子及两性聚丙烯酸胺类絮凝剂的研究进展 阳离子及两性聚丙烯酸胺类絮凝剂的研究 进展 试验研究石油化工腐蚀与防护PetrochemicalCorrosionandProtection 2OO2,19(2)?45? 阳离子及两性聚丙烯酰胺类絮凝剂的研究进展 刘翠云冯伟 (I.洛阳工学院化工系,471039;2,洛阳石化工程公司设备研究所,471003) 摘要:阳离子及两性聚丙烯酰胺类絮凝剂具有很多优点,近年来得到国内外学者的广泛重视和开发应 用.文章就近年来阳离子及两性聚丙烯酰胺类絮凝剂发展概况进行了论述,并 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 了它们的现状与前景. 关键词:阳离子型聚丙烯酰胺两性型聚丙烯酰胺絮凝剂水处理 絮凝沉降法是目前国内外普遍采用的一种既 经济又简便的水处理方法.絮凝剂按其化学组成 可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂.其中有机高分 子絮凝剂具有用量少,絮凝速度快,受共存盐类, DH值及温度影响小,生成污泥量少等优点,因此有 着广阔的应用前景.聚丙烯酰胺(PAM)是目前世 界上应用最广,效能最高的有机高分子絮凝剂,也 是国内目前使用最多的絮凝剂.聚丙烯酰胺又有 阳离子,阴离子,非离子,两性等类型,适用于不同 的用途和絮凝对象.现就近年来国内外阳离子及 两性聚丙烯酰胺类絮凝剂的研究进展作一概略论 述,并对今后的研究工作提出建议. 1阳离子型聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂 阳离子型PAM絮凝剂是一种高分子聚电解 质,它可以与水中带负电荷微粒起电荷中和及吸附 架桥作用,使体系中的微粒脱稳,絮凝,从而有利于 沉降和过滤脱水,并且还有脱色功能,更适合于有 机质含量高的废水,如染色,造纸,纸浆,食品,水产 品加工等工业废水,以及城市污水处理工艺中的污 泥脱水等…. 阳离子型PAM絮凝剂的制备方法概括起来可 分为两大类:一是聚丙烯酰胺的阳离子改性法;二 是丙烯酰胺单体与阳离子单体共聚. 1.1聚丙烯酰胺的阳离子改性法 阳离子型聚丙烯酰胺的合成通常是通过曼尼 期反应在聚丙烯酰胺上引入胺类分子,常用的有二 甲胺,二乙胺等,也有使用哌嗪,N一甲基对二氮己 烷.杨旭J等利用聚丙烯酰胺与甲醛和二甲胺发 生曼尼期反应,生成叔胺阳离子聚丙烯酰胺,再与 硫酸二甲酯或盐酸反应生成阳离子聚丙烯酰胺. 李卓美介绍了一种方法,采用二氰二胺对PAM 进行改性,获得了一种新型阳离子PAM,它对印染 废水的活性艳红X一33有良好的脱色絮凝作用, 其净化效果可达99%.通过对聚丙烯酰胺进行改 性,可以得到性能良好的阳离子絮凝剂,不仅有助 于絮体的长大,而且有利于改善水质.阳离子聚丙 烯酰胺絮凝剂与絮体的形成不仅有桥连作用,而且 有包络作用,发生桥连和包络的高分子还能靠相互 作用形成三维网状结构的大絮团,有助于沉降分 离.但曼尼期反应产生的阳离子絮凝剂由于毒性 问 题 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 ,不能用于给水处理. 1.2丙烯酰胺单体与阳离子单体共聚 聚二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)型絮凝 剂是一种水溶性阳离子聚合物,其均聚物或共聚物 具有正电荷密度高,水溶性好,分子量易于控制,高 效无毒,造价低廉等优点L451.因此,可被广泛应 用于石油开采,造纸,纺织印染水处理等领域,呈现 出广阔的应用前景.将DMDAAC的一些均聚物或 共聚物用于水处理方面,能获得比目前较常用的无 机絮凝剂和有机絮凝剂PAM更好的处理效果l6j 由于PDMDAAC分子量不高,常采用与丙烯酰胺共 聚的方法提高性能,陆兴章7_等利用AM与-2甲基 二烯丙基氯化铵共聚合成了具有五元环结构的二 甲基二烯丙基季胺盐均聚物与共聚物,命名为HC 型阳离子高分子絮凝剂,当季胺盐:AM(质量比)为 50:50时,絮凝效果最佳.该类絮凝剂经急性毒性 实验证实无毒性,可用于给水的处理. (PDMDAAC/AM)是一种带有阳离子基团的线 型高聚物,它的大分子链上所带的正电荷密度高, 收稿日期:2001—08—14. 作者简介:刘翠云,女,3O岁,硕士,高分子化学与物理专 业,现从事高分子在水处理方面的应用研究,已在国内外 刊物发 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 多篇论文. ? 46?石油化工腐蚀与防护第19卷 水溶性好,絮凝能力强,在污水处理中用量少,不污 染环境.吴全才[8J采用反相乳液聚合的方法合成 了聚二甲基二烯丙基氯化铵/丙烯酰胺(PDM. DAAC/AM)阳离子絮凝剂,反相乳液聚合的方法得 到的聚合物分子量高,水溶性好,残存单体含量低. (PDMDAAc/AM)阳离子絮凝剂可单独使用,也可 与无机絮凝剂并用,将其与无机絮凝剂复合使用, 会实现优势互补,不但絮凝效果得到提高,而且会 使处理成本降低.对一些阳离子度低,分子量较高 的DMDAAC聚合物絮凝剂,这一点显得尤为重要. 张跃军-9J等采用AM和二甲基二烯丙基氯化铵 (DMDAAC)共聚合得到阳离子絮凝剂PDA,将该产 品用于废纸再生造纸废水的处理,比较了无机絮凝 剂聚合氯化铝或有机阳离子聚丙烯酰胺单独使用 时和无机絮凝剂与有机絮凝剂配合使用时处理废 水的效果.结果表明,无机絮凝剂与有机絮凝剂配 合使用时有很好的处理效果. 丙烯酰胺除了与阳离子单体二甲基二烯丙基 氯化铵共聚外,还可以与其它阳离子单腿共聚得到 阳离子絮凝剂.马青山【mJ等采用丙烯酰胺与丙烯 酸乙酯基氯化铵共聚合得到一种阳离子絮凝剂,效 果良好.AM也可与甲基丙烯酸胺基乙酯(DM)共 聚得到阳离子高分子絮凝剂_11j.该产品对造纸厂 中段白水进行了絮凝沉降试验,结果表明其最佳用 量,沉降速度,絮凝后的透光率均随聚合物的相对 分子质量,投加量及水体系pH值等因素的改变而 改变.该阳离子絮凝剂在处理造纸中段白水时兼 具有电荷中和及吸附架桥作用.相对分子质量增 大可增加吸附架桥作用,使微粒增大而有利于絮凝 沉降.另外,该阳离子絮凝剂在酸性条件下絮凝效 果比碱性条件下好,这是因为AM与DM的共聚物 中含有叔胺结构,而叔胺在酸性条件下可与H结 合而带正电,从而形成带正电的铵离子,因此,该阳 离子絮凝剂在酸性溶液中离子性增强而有利于絮 凝沉降.但此类阳离子单体价格太高,在一定程度 上限制了它的应用. 1.3天然高分子接枝聚丙烯酰胺阳离子絮凝剂 天然高分子改性阳离子型絮凝剂具有无毒,可 生物降解,价廉等显着特点,近年来得到国内外学 者的重视.其中淀粉接枝聚丙烯酰胺得到的阳离 子絮凝剂的研究引起人们的关注_l2j,该共聚物与 均聚物PAM相比,具有絮凝能力强,分子链稳定性 增加,适应范围广,阳离子化反应更容易和价廉等 优点.因此,接枝型PAM是一类应用前景良好,价 廉物美的新型阳离子改性絮凝剂.赵彦生等用硝 酸铈铵为引发剂,使玉米淀粉与AM接枝共聚,再 加入甲醛与二甲胺进行阳离子化制得CSGM阳离 子絮凝剂. 轻工废水具有排放量大,成分复杂,色度和有 机污染物浓度高,可生化性差,对人体和环境的危 害较大,成为废水处理中的一大难题.杨通-l3J等 采用辐射的方法合成了淀粉与丙烯酰胺接枝共聚 物,然后再与甲醛和二甲胺反应得到阳离子絮凝 剂,在对轻工废水进行处理时,具有投药量少,产生 的污泥少,处理效率高等特点. 尹华,彭辉等以淀粉为基本原料,通过化学改 性研制出了一种阳离子高分子絮凝剂FNQE,该药 剂具有独特的分子结构和较高的分子量,通过该产 品对高岭土悬浮液,城市污水,饮食业污水絮凝实 验,表明FNQE的絮凝性能优于均聚丙烯酰胺. FNQE是一种制备简单,成本低,原料来源充足的 高效阳离子絮凝剂,具有良好的应用价值. 杨波,王槐三等利用辐射聚合再阳离子化的方 法合成了阳离子絮凝剂,并用它对活性污泥进行了 处理.研究发现其特性粘数为12.5,阳离子度为 40%,絮凝剂最佳用量为40mg/L,控制接枝率为 6o%,脱水效果最佳;在污水处理厂的带式压滤机 上使用,出水和脱水污泥的相关指标达到城市污水 处理厂污水污泥排放 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 .并探讨了阳离子化接 枝共聚物内部结构对絮凝效果的影响. 2两性聚丙烯酰胺絮凝剂 两性聚丙烯酰胺絮凝剂是指在同一高分子链 节上兼有阳离子,阴离子两种基团.在不同介质条 件下其所得到离子类型可能不同,适用于处理带不 同电荷的污染物.它适用的pH值范围广,用量 少,滤饼含水率低,研究开发此类絮凝剂用于处理 不同的废水具有实际意义. 两性PAM一般也有两种制备方法: (1)通过大分子改性方法.李万捷【143等通过 以部分水解的PAM通过曼尼期反应合成了具有羧 基和胺甲基的两性PAM絮凝剂,并将该产品应用 于钢厂废水和毛纺厂废水,试验表明,当pH值和 固体悬浮物含量均较小时,两性絮凝剂处理效果明 显优于其它类型絮凝剂;当pH值较高,固体悬浮 物含量较大时,两性絮凝剂的处理效果略优于阴离 子型但却明显好于阳离子型,但当与聚合氯化铝混 合使用后,两性絮凝剂处理效果明显优于阳离子型 第2期刘翠云等.阳离子及两性聚丙烯酰胺类絮凝剂的研究进展 絮凝剂,表现出了两性絮凝剂中阴,阳离子基团在 废水处理过程中的协同作用. 王杰等【15J以来源丰富,价格低廉的F691为原 料,通过羧甲基化,接枝共聚和曼尼期反应合成了 两性天然高分子改性聚丙烯酰胺絮凝剂(CGAAC), 并对造纸抄纸白水和造纸混合污泥进行了絮凝试 验,结果表明,两性高分子絮凝剂与聚合氯化铝配 合使用,在最佳用量为lOmg/L时,CODc去除率可 达72%,效果优于阴离子聚丙烯酰胺;CGAAC对造 纸混合污泥有较佳的絮凝脱水效果. (2)通过共聚方法合成两性PAlM.将阳离子 单体与AM,AN或从三元共聚得到两性高分子. 彭晓宏ll6J等以甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵 (DMC),AM和丙烯酸为原料,以过硫酸铵和脲为 引发剂,合成了两性聚丙烯酰胺,并将该产品应用 于磺化厂生化污泥的絮凝脱水,结果表明,两性 PAM絮凝剂中阴阳离子基团的协同作用对生化污 泥絮凝脱水的促进效果,并且pH值适用范围广, 溶解性好. 两性聚丙烯酰胺分子中的阴离子和阳离子,在 分子链中的分布与含量对分子链的卷曲形态有很 大的影响,从而影响其絮凝助滤效果.林芸,李万 捷ll7J合成了两性聚丙烯酰胺(删),并用来处理 印染废水取得了较好的效果,认为两性聚合物絮凝 剂中的阳离子可以捕捉带负电荷的有机悬浮物,适 量的阴离子单元和中性单元可以促进无机悬浮物 的沉降,起絮凝助剂的作用. 曹加胜等通过自由基溶液聚合,以丙烯酰 胺,丙烯酸钠及2一丙烯酰亚胺基一2一甲基丙烷 三甲基氯化铵为单体合成了两性聚丙烯酰胺,并比 较了阳离子聚丙烯酰胺,阴离子聚丙烯酰胺,非离 子聚丙烯酰胺的助滤性能. 3今后研究工作建议 通过以上叙述,可看出聚丙烯酰胺类絮凝剂是 一 种高效有机高分子絮凝剂,为了尽快地开发此类 产品,使之广泛地应用到水处理中,缩短与国外同 类产品的差距,建议今后的研究工作应着重注意以 下几方面: (1)在阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂中,由于DM— DAAC聚合物高效无毒,正电荷密度高,而且价格 低廉的特点,开展AM与DMDAAC的聚合研究,优 化合成工艺,寻找产品最佳适用条件以及与其他化 学试剂配合等方面的研究,从而使开发出的新产品 效果更好,成本更低,应用面更广ll. (2)应充分利用天然高分子资源,开发出更多 高效,无毒,价廉的天然高分子改性阳离子絮凝剂, 并进行应用研究,以确定在水处理中的最佳工艺条 件和应用范围. (3)进一步开展两性高分子絮凝剂的开发和应 用研究. 参考文献 solublep0iymerptatianinsaitsdu- IMallGIi,elaI.Cationicwater— tions[PJUS.6013708.2O0O.01.II. 2杨旭,赵立志等.阳离子絮凝剂的研制.重庆环境科学.1995.17 (5):17—19 3李卓美.一种新型阳离子聚丙烯酰胺.广州化工.1995.23(4):60 — 63 4OnmgDanielK,CollinsJdmH,mmeshManianelaI.PCTht.App1. 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Keywordscationpolyaerylamide,ampbotericpolyacryhmide,coagulant,watertrea1]lmnt 第五届中国国际涂装及表面处理展览会 由中国国际贸易促进委员会化工行业分会和 全国涂装标准化分技术委员会共同主办的”第五届 中国国际涂装及表面处理展览会”将于2OO2年lO 月l6—18日在上海世贸商城举办. 届时还将同期举办第七届中国国际涂装及油 墨展览会和第三届国际表面处理与防蚀涂装学术 技术交流大会. 圆 协办单位有: 日本涂装协会 香港金属表面处理学会 《中国涂装网》管理中心 《中国腐蚀网》管理中心 香港《中国涂装》杂志社 联系人:戴立方(010—64272720) 潘复霞(028—5179804) 第四届华南国际供水,水处理设备及泵,阀门,管道展览会 经国家科学技术部批准的”第四届华南国际供 水,水处理设备及泵,阀门,管道展览会”定于2002 年7月912日在深圳?中国国际高新技术成果交 易会展馆举办.这是中国及亚洲地区水领域不可 或缺的一次专业盛会! 主办单位:广东省科学技术厅 广东省环境保护局 广州市建设委员会 深圳市水务局 支持单位:香港特别行政区政府水务署 中国土木工程学会水工业分会工业 给水排水委员会 广东省瓶装饮用水协会 南海海洋工程勘察与环境研究院 海外协办:香港水务学会 联系电话:020—86384622 H..,i.,t 一息, 一信一,展一,会一 {{,;