聚丙烯酰胺doc

发布时间:2020-03-05 09:50

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  聚丙烯酰胺在水处理中的应用摘要:聚丙烯酰胺(PAM)具有优良的增稠、絮凝、沉降、过滤、增粘、助留、净化等多项功能在石油开采、水处理、纺织、造纸、选矿、医药、农业等行业中具有广泛的应用有“百业助剂”之称在精细化工领域的开发应用日渐活跃具有广阔的发展前景。本文综述了聚丙烯酰胺的种类详细地介绍了其在给水处理、污水处理、污泥处理中的应用。关键字:聚丙烯酰胺 水处理 絮凝剂丙烯酰胺(AM)是年Moureu首次合成的由于丙烯酰胺分子中含有C=C和CONH两种基团所以其易于自聚也易于与其它烯类单体共聚。采用不同单体进行共聚可得到不同结构和性能的共聚物。聚丙烯酰胺(Polyacrylamide简称PAM)是丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物的统称。工业上凡含有%以上AM单体的聚合物都泛称聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺的种类单体丙烯酰胺化学性质非常活泼在双键及酰胺基处可进行一系列的化学反应采用不同的工艺导入不同的官能基团可以得到不同电荷产品如阴离子、阳离子、非离子、两性离子聚丙烯酰胺。按照引发方式可分为热引发聚合、光引发聚合、高能辐射引发聚合、等离子引发聚合等按照聚合实施方法又可分为水溶液聚合法、反相悬浮聚合法、反相乳液聚合法、反相微乳液聚合法等。聚丙烯酰胺的平均分子质量从数千到数百万以上在水中可大部分电离属于高分子电解质。根据可离解基团的特性分为阴离子型、阳离子型、两性离子型和复合型等。阳离子聚丙烯酰胺阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)是线型高分子化合物它具有多种活泼的基团可与许多物质亲和、吸附形成氢键。CPAM作为聚丙烯酰胺的改性品种在水处理及造纸工业中显示出许多独特而优异的性能加之改型方法的多样化可根据不同应用需求进行改性其研究及应用前景非常广阔。CPAM还可以与多种有机或无机絮凝剂复合得到高效复合净水剂。此外对CPAM的研究有趋向于功能化和低毒性等趋势。高分子质量和超高分子质量CPAM的开发和应用已有报道。随着社会的快速发展用途广泛的CPAM工业化开发将有着更加广阔的前景。阴离子聚丙烯酰胺阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)是高聚合度制备的水溶性线型高分子聚合物由于其一般以微颗粒形式存在故能完全快速溶于水中不溶于任何有机溶剂。制备过程中的引发体系也可分为氧化一还原引发体系、偶氮盐引发体系及复合引发体系三大类反应体系等采用不同的引发体系改变过程的工艺条件可制备出不同类型的APAM。APAM以其优异的性能和低廉的成本而得到了广泛应用。然而目前污水主要是中性到碱性的含无机质多的悬浊液并且水中的大多数悬浮物质是带有负电荷的APAM处理效果并不是很好。因此污水处理中有关APAM的使用并不是很多对它的研究将主要致力于研制分子质量更高、性能更为优异的APAM以拓展其在污水处理中的应用。两性离子聚丙烯酰胺两性离子聚丙烯酰胺(AmPAM)是指大分子链上同时带有阴、阳离子基团的高分子。与仅有一种电荷的APAM或CPAM相比不仅兼有二者的综合性能而且有明显的反聚电解质效应和pH适用范围广等特点在污水处理方面具有很大的应用潜力。近年来有关AmPAM制备和应用的研究见于报道的逐年增加。但大部分还处于实验室研究阶段而国外世纪年代就有AmPAM产品投放市场而且品种和产量在逐年增加。国内的研究应该从合成路线和方法上改进AmPAM的制备以得到性能优越的AmPAM此外对AmPAM的合成从机理上应该进行更深入的研究找出产品优良且易工业化的合成方法。复合聚丙烯酰胺复合聚丙烯酰胺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聚丙烯酰胺是一种线型的水溶性聚合物是水溶性高分子中应用最广泛的品种之一。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。PAM在水处理中的应用进展水处理是我国PAM除石油开采外最大的消费领域,约占总消费量发展潜力很大。我国城市污水处理率不足工业水的重复利用率为~工业废水处理率不到与发达国家相比差距很大。近年来在我国工业取得高速发展的同时环境污染也越来越严重随着可持续发展战略的全面实施和人们生活水平的提高人们越来越注重环保和生活质量污水的处理也越来越受到人们的广泛的关注。由于我国污水处理里大对絮凝剂的需求也非常大而我国产品质量却不高大部分都需要进口国外产品高昂的价格限制了我国环境的健康发展。因此开发出新技术新工艺高效无毒产品质量高效果好成本低的产品对于提高我国水处理能力具有十分现实的意义。PAM在给水处理中的应用聚丙烯酰胺本身基本无毒因为它在进入人体后绝大部分在短期内排出体外很少被消化道吸收入。多数商品也不刺激皮肤只有某些水解体可能有残余碱当反复、长期接触时会有刺激性。美国食品及药物管理局认为PAM及其水解体是低毒或无毒的。在控制PAM的质量和用量前提下它用于饮用水是安全的处理后水质符合大多数国家的饮用水标准。因而PAM可用于给水的工艺中其任务是通过必要的处理方法去除水中杂质,使之符合生活饮用水或工业使用所要求的水质标准。PAM可去除水中的悬浮颗粒、有机物和无机物,适于处理不同浊度的水。低浊度水的处理由于低温低浊度水中有机物的比例较大单投加硫酸铝或聚合铝(PAC)上清液的浊度随絮凝剂投加量的增大而减小但到一定值后浊度回升这是因为形成的絮体结构疏散、轻飘难以沉淀。但投加PAM助凝后,可使絮体体积增大的同时密度增加沉降速率变快,出水浊度大为降低。柳志刚等研究发现在对于冬天低温地浊难以处理的库水中加入PAM后混凝的效果比没有加入的较好。PAM的加入可使净水设备在超负荷运行时在确保水质的基础上同时提高供水量提高设备的利用率降低成本。高浊度水的处理无机絮凝剂和有机絮凝剂复合处理高浊度的水的混凝效果优于单独处理且絮凝剂的投药顺序对混凝效果和再稳作用有影响以先加无机絮凝剂再加有机絮凝剂的效果更佳。复合使用时无机絮凝剂用量仅为单独使用时的~而加入的有机絮凝剂PAM仅为单独使用无机絮凝剂的~。总成本比单独使用时明显降低。比较PAM三氯化铁、PAMPAC、PAM硫酸铝、PAM淀粉等复合絮凝剂对高浊度水的絮凝效果PAMPAC效果最佳。等强化处理高浊度黄河水的试验研究结果表明在投加无机絮凝剂PAC后再投加有机絮凝剂PAM进行复配作用,不仅可降低无机絮凝剂的用量节约制水成本而且还可以提高出水水质。有、无机物及重金属的去除PAM作为助凝剂与PAC共同作用可以去除合成有机物如杀虫剂多果定。PAM可以去除水中的无机物。用PAM固定反硝化菌可用于去除饮用水的硝酸盐。在进水无磷的情况下硝酸盐快速转化成亚硝酸盐但反硝化过程并不理想。在进水中加入磷酸盐后反硝化效果非常显著出水中硝酸盐与亚硝酸盐均低于mgL总氮去除率为~。PAM去除水中的重金属离子如纤维素接枝PAM对汞有很好的选择吸附性。PAM在污水处理中的应用PAM在污水处理中的常见工艺:废水→预处理→混凝→后处理。预处理工艺通常包括吸附、过滤等。后处理工艺根据污水性质的不同可采用氧化、生物处理、气浮等。PAM的优点在于其官能团多、分子量高、稳定性好、吸附架桥能力强、絮凝效果好同时投加量少、使用范围广、具有产生的污泥少等优点因而得到越来越广泛的应用。金属废水的处理对含金属废水PAM常与聚合硫酸铁、PAC等无机絮凝剂复合使用可以有效的去除水中的金属。()含铬废水电镀废水中铬以Cr和Cr的形式存在。其中Cr比Cr毒性大倍对皮肤有刺激作用长期摄入会引起肉瘤和扁平上皮癌等。我国规定的废水排放标准≤mgL。在碱性条件下用FePAM复合絮凝剂处理电镀废水中的Cr工艺简单、费用低效果好。图Cr离子去除工艺杨百勤等利用亚铁盐和以PAM对Cr产浓度为g  L废水稀释倍后进行处理实验结果表明PH为PAM为MGL时,效果最好。()含镍废水铝型材加工产生的含F、Ni酸性废水采用Ca(OH)做沉淀剂通过化学沉淀法和控制废水PH投加PAC、PAM经沉淀分离出有害物。去除率Ni≥。潭丽红等研究发现当PH值为Fe投加量为mgl时原水中镍的质量浓度可由mgl时降至mgl投加PAM有助于镍的去除。()含铜废水APAM与其他药剂(如二乙基二硫代氨基甲酸钠)配合使用可有效处理含铜电镀废水。后者作为吸收剂与含铜废水反应后经氢氧化钠调节PH至~再投加聚合硫酸铁与APAM絮凝反应后进行澄清排出出水中铜的含量低于mgL。萧作平等提出了用PAMNaS简单功能高分子体系处理废退锡水的方法使用该法可以较彻底地除去该废水中的铜、锡等主要杂质对铜的去除率可达到以上,对锡可以达到近。有机废水一般认为有机絮凝剂对有机废水的絮凝效果较好但不同种类的絮凝剂、不同操作长期保持下絮凝效果也有差别。PAM是对有机废水的絮凝效果较好的絮凝剂之一但不同的有机废水、不同的操作条件絮凝的效果也有差别。()制药废水抗生素废水是严重污染环境、较难治理的医药废水采用PAM或与其他的絮凝剂符合使用可达到良好的处理效果。周丽娜等采用吸附絮凝紫外光催化氧化法处理福平制药废水混凝实验结果表明选用mgLPAC和mgLPAM的符合混凝废水在PH为CODcr和色度去除率分别为和。()印染废水印染污水的主要污染物为浆料、助剂和水不溶性染料。阳离子染料废水采用复合改性膨润土PAM脱色率可达蒋宝南等利用高效脱色剂PAC和PAM混凝来处理印染废水结果发现当废水酸碱度在~PAC和PAM的用量在~mL搞笑脱色剂的用量在~mL时废水脱色效果最好。()含油废水石油化工业产生了大量的含油废水其具有危害性大、难回收的特点可采用混凝法进行处理。刘翠云等采用大分子改性的方法改性PAM并将其与无机絮凝剂:组成复合混凝剂在炼油厂进行了工业试验悬浮物、油、氮和COD的平均去除率分别达到、、和。()化工废水各种化学工业废水也可以用PAM来处理白粉的生产在我国主要以硫酸法为主其生产过钛程会产生大量的酸性废水可采用PACPAM絮凝法处理也可用硫酸铝代替PAC。nba篮彩乳胶漆生产过程中无工艺废水产生但在更换品种和清洗设备时需要大量水冲洗一般每吨产品有吨洗涤废水采用凝聚加压气浮煤渣、黄沙吸附过滤法可选用硫酸铝或PAC、PAM混凝。无机废水()含氟废水含氟废水的处理方法主要有混凝沉淀法、电渗析法及离子交换法。在混凝法中经常利用PAM强化除氟效果。稀土湿化冶炼废水中含氟采用氢氧化钙氯化钙PACPAM混凝法可将氟含量降至mgL以下。庞翠玲等采用石灰沉淀PAM絮凝处理稀土冶炼含氟酸性废水在PH为投加PAMml出水含氟浓度低于mgL净化效果明显。()钢铁冶炼废水我国是一个钢铁大国在转炉炼钢的过程中要产生大量的除尘水选用PAM为絮凝剂采用转炉除尘水→混合→反应→沉淀工艺对SS有很好的去除效果。田颖用PAM处理包炼炼钢炉除尘水发现其最佳投料量mgL混合min絮凝反应min沉淀min可使得SS的去除率达到以上出水SS浓度小于mgL。()煤泥水煤泥水是湿法选煤产生的含有大量的煤泥和泥沙是煤炭工业的主要污染源和煤炭损失源之一。常采用电石渣PAM混凝法处理。对于高浓度的煤泥水用氢氧化钙、电石渣及氯化钙PAM混凝能取得理想效果。郭玲香等合成了一种新型阳离子PAM研究了其对细煤粒的絮凝沉降作用和助滤作用并用DLVO理论进行了解释并分别借助投射电子显微镜和扫描电子显微镜应用数学形态学理论实现了机理的定量化研究。PAM在污泥处理中的应用在污水处理过程中会产生大量的污泥其数量约占处理水量的污泥中含有大量的有毒物质(如寄生虫、病原微生物、细菌、合成有机物、重金属等)、植物营养素、有机物和水分。因此需要及时处理使其减量、无害化和综合利用。给水污泥处理给水厂的污泥主要源于从原水中去除的有机物、无机物、重金属等杂质及水处理过程中投加的絮凝剂污泥的BOD与COD比值小无机物占污泥的绝大部分。如果在给水厂采用PAM做絮凝剂将大大减少污泥的数量和体积。为了改善污泥脱水性能在脱水要进行物理调节和化学调节。化学调节中高分子的PAM能起到良好的调节作用。图给水厂排泥水处理流程污水污泥处理污水处理厂污泥的固含量通常在加入PAM后泥饼的含水率可降至且过滤速率快上清液浊度低。广州大坦沙城市污水处理厂的生化污泥固含量为加入ZPAM采用真空吸滤法泥饼含水率降至加入CPAM泥饼含水率降至。金建华等利用正交试验对PAC和PAM的投加量、投加方式等因素对污泥脱水效果的影响进行了研究结果表明PAC、PAM的用量分别为mll、mgl先加PAC搅拌后再加PAM的脱水效果好形成的泥饼固含量达到。结语近年来虽然研究人员在有机高分子絮凝剂的应用方面取得了很大的进展但在许多方面特别是对絮凝剂的合成、性能及应用关系的研究和促进产品工业化方面还有待进一步提高。水处理行业约占中国PAM总消费量的发展潜力很大。中国城市污水处理率、工业水的重复利用率和工业废水处理率与发达国家相比差距很大。因此随着中国整体工业生产能力和技术水平的提高PAM的应用范围将会日益扩大用量也会逐步增加PAM在各领域的市场潜力也将逐步显现。追求高效、廉价、环保是PAM研制的目标开发低残留率的PAM是当前的一个重要发展方向。污水成分日趋复杂传统的絮凝剂品种已不能满足使用要求降低生产成本是开发新型PAM的当务之急。在理论和实践的双重驱动下复合型PAM和专用PAM的研究和开发对环境保护和再生资源利用有重要意义。参考文献: 崔凤丙烯酰胺类聚合物的制备及其性能评价D山东大学, 王玉鹏水分散型阴离子丙烯酰胺共聚物的研究D青岛科技大学,方道斌郭奋威等丙烯酰胺聚合物M北京化学工业出版社,董薇.阳离子聚丙烯酰胺的应用及研究进展J.化学工程师():.杨桂英刘温霞聚丙烯酰胺的制备及其应用研究J黑龙江造纸,:杨开吉苏文强沈静.两性聚丙烯酰胺类化学品的合成与应用J.上海造纸():.秦涛刘海军等聚丙烯酰胺类絮凝剂制备的研究进展J化工科技市场():刘传海.水分散型两性高分子聚丙烯酰胺工艺技术研究D.山东:山东大学.温会涛。聚丙烯酰胺的合成及其在水处理中的应用进展。J中国精细化工学会水处理化学品行业年会论文集张晓盈浅谈聚丙烯酰胺在水处理中的应用J江西化工,:柳志刚姚学俊聚丙烯酰胺在不用水处理应用中的探讨J广东化工,():程国栋强化水旋澄清池技术处理黄河高浊度水的实验研究J环境工程学报,:杨百勤陆少鸣等FePAM复合絮凝剂处理电镀废水中Cr的应用研究J西北轻工业学院学报,():谭丽红陆少鸣等突发性水污染事件中镍的去除研究J工业用水与废水,:萧作平黄文芳等PAMNaS体系在废退锡水再生处理中的应用J化学与生物工程,:周丽娜张志军吸附混凝紫外光催化氧化法处理福平废水J沈阳理工大学学报,:蒋宝南薛开泉等染料废水脱色处理的研究J环境科学与技术,:刘翠云。冯伟等聚丙烯酰胺的大分子改性及其在石化废水处理中的应用J炼油技术与工程,:庞翠玲刘立良。絮凝沉淀法处理稀土冶炼含氟酸性废水J化工之友,:田颖。聚丙烯酰胺处理转炉除尘废水的研究J环境卫生工程,:郭玲香聚合物絮凝和助滤作用机理M南京大学出版社:金建华污泥脱水中PAC与PAM联合使用的试验研究J江苏环境科技,:

  很多人都会好奇,为什么中国女子怀孕,会说身怀六甲呢?原来这六甲来源“天干”,即甲子、甲寅、甲辰、甲午、甲申、甲戌六个甲日,是象征着生命起始的日子。由于天干地支这一历法与古人的生活息息相关,并被赋予了神秘的符号内容,因此成为了我们研究古人智慧及其生活方式的重要资料。

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