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详细讲解合成有机高分子絮凝剂 |
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| 详细讲解合成有机高分子絮凝剂 |
| 合成有机高分子絮凝剂是重要的水溶性聚合物，具有分子链宫能团多、分子量大的特点，而且可根据不同污水的处理要求选择单体结构和所需官能团，调节产品的分子量大小及其分布，进行有目的的合成，在废水处理中占有重要位置，其中以聚丙烯酰胺系列应用最为广泛。聚丙烯酰胺是丙烯酰胺的均聚物及其共聚物的统称其分子链具有柔顺性和分子形状（即构象）的易变性，且具有与丙 烯酰胺单元数相同的侧基-酜胺基，而酰胺基具有高极性、易形成氢键和高反应活性，赋予聚丙烯酰胺吸附性、高黏性、交联性等特点，可以与水溶性物质相互作用以及吸附于固体表面、胶体界面，从而产生分散、絮凝、黏结、凝胶等功能, 在造纸、纺织、石油、医药、建筑、环保等方面都有广泛的应用。聚丙烯酰胺类絮凝剂按照分子链上所带电荷的性质，可将其分为阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)、阴离子型聚丙烯酰胺(APAM)、非离子型聚丙烯酰胺(NPAM)和两性型聚丙烯酰胺(AmPAM)四种类型，如表1-1所示。 |
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| (1)阳离子型聚丙烯酰胺 |
| 阳离子型聚丙烯酰胺的分子链上带有可电离的正电荷基团，在水中可电离成聚阳离子和小的阴离子，既可以通过电荷中和而使胶体颗粒絮凝，也可与带负电荷的溶解物质进行反应，生成不溶性的盐，具有除浊和脱色等功能，适合于处理含有机质较多的废水处理，如造纸、染色、纸浆、食品、含油废水等。 |
| 阳离子聚丙烯酰胺主要包括聚丙烯酰胺阳离子改性产品和丙烯酰胺与阳离子单体的共聚产物，其中使用较为广泛的阳离子单体有（甲基）丙烯酸酯或（甲 基）丙烯酰胺的季铵盐、二烯丙基二甲基氣化铵等》由于其中阳离子单体价格较高，所以该类共聚物中季铵盐单体的含最由产物的性价比决定，常介于5%-80% 之间。通常具有低-中电荷密度的聚合物用于造纸中，而中-高电荷密度的共聚物用于污泥脱水中。 |
| 近年来，阳离子型聚丙烯酰胺的研制开发呈现增长趋势。陈庆芬等采用水分散聚合技术，在硫酸铵水溶液中合成了环境友好型阳离子聚丙烯酰胺P(MBDAC-AM),得到2.0nm-8.0nm的球形或椭球形颗粒状产物。边凌飞等研究了二甲基二烯丙基氣化铵聚合物(PDMDAAC)和阳离子型聚季铵盐类有机高分子聚合物(BT-03)絮凝处理印染废水的效果，研究结果表明BT-03处理印染 废水脱色效果和COD去除率好于PDMDAAC,且二者受pH影响较小。 |
| (2)阴离子型聚丙烯酰胺 |
| 阴离子型聚丙烯酰胺的分子链上带有可电离的负电荷基团，在水中可电离成聚阴离子和小的阳离子，阴离子聚丙烯酰胺的分子量高于阳离子型，而且分子内离子基团间的相互排斥作用使得在水中分子链的伸展度较大，产生很大的流体力学体积，因而具有良好的粒子絮体化性能，可用于处理炼铁高炉、纸浆造纸等的工业废水以及矿物悬浮液的沉降分离。 |
| 阴离子聚丙烯酰胺主要包括丙烯酰胺与阴离子单体的共聚物和聚丙烯酰胺的化学改性产物等，常用的阴离子单体有丙烯酸、马来酸、衣康酸、甲基烯丙基磺酸、苯乙烯磺酸。 |
| (3)非离子型聚丙烯酰胺 |
| 非离子型聚丙烯酰胺主要由丙烯酰胺均聚或与其它非离子型单体共聚制得，常用的单体如下：丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、及其N取代衍生物，如N-甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酜胺等。 |
| 非离子型聚丙烯酰胺的分子链上不带可电离的基团，在水中不电离，借着质 子化作用在水溶液中会产生暂时性的电荷，其絮凝作用是以弱氢键结合，所形成的絮体小且易遭受破坏，与离子型聚丙烯酰胺相比，具有以下3个特点:① 絮凝性能受废水pH值和共存盐类影响较小：②处理酸性条件下的废水时比阴离子型的聚丙烯酰胺效果好，但在中性和碱性条件下则相反；③絮体强度高，非离 子型聚丙烯酰胺在水处理中主要用作辅助絮凝剂。 |
| (4)两性离子聚丙烯酰胺 |
| 两性聚丙烯酜胺的分子链上同时带有可电离的负电荷基团和正电荷基团，在水中能电离成聚阴离子和聚阳离子，其阴离子基团可以促进无机悬浮物的沉降，阳离子基团可以捕捉带负电荷的有机悬浮物。丙烯酰胺两性聚合物中阴、阳离子基团在废水处理过程中产生协同作用，处理效果优于阳离子型聚丙烯酰胺。 |
| 与其它絮凝剂相比，两性高分子絮凝剂在以下几个方面表现出良好的应用前景：①污泥脱水。不仅有电性中和、吸附桥联作用，而且有分子间的“缠绕”包裹作用，使处理的污泥颗粒粗大，脱水性好，即使是对不同性质的不同腐败程度的污泥，也能发挥较好的脱水助滤作用。②工业废水处理，包括印染废水、制浆造纸废水、含油废水以及其他工业废水。经过两性聚丙烯酰胺处理后的废水透过率高，絮凝效果好，沉降速率快，应用性能好。③去除金属离子。因其分子中阴、阳离子基团能与金属离子螯合，在等电点时又可释放，利用此性质可分离回收金域离子，④助洗剂，两性聚丙烯酰胺类水溶性高分子链上同时含有阴、阳离子基团，具有良好的吸附性能。孙宾等利用两性聚丙烯酰胺类作为洗涤行业的助洗剂，发现其分敝性能得到较大提高，并随着阴、阳离子基团含置的增加，分散性能增强。 |
毛纺工业水污染物排放标准
