絮凝剂应用范围及注意事项的可行性研究

第一节  絮凝剂的简介

絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。（可行性研究）

第二节 絮凝剂的工艺技术

1、絮凝剂生产工艺一 水解法。

共聚法相比，一般水解法制备的产物水溶性去屑因子（HD)不高，低于30%，理论上HD大于70%的产物应通过共聚法制取，该法对水解温度和事件有一定要求，同时水解过程中易发生大分子降解。天津大学的冀兰英等人采用水解剂NaOH、Na2CO3对水解法进行研究，发现NaOH不但有加速水解的作用，还有加深水解的作用。如果要值得低水解度（<10%）的胶乳可用NaOH为水解剂，要制中水解度（大于10%）的胶乳，最好用NaOH和Na2CO3共水解，从而可在较短时间内达到较高水解值。近些年，高相对分子质量特别是超高相对分子质量丙烯酸、丙烯酰胺聚合物在三次采油方面具有无可争议的作用。与水解法相比，共聚法制得的AA/AM共聚物一般相对分子质量不高，水溶性不好，故而超高相对分子质量AA/AM共聚物多用水解法制备。季鸿渐、孙占维等人建立了丙烯酰胺水溶液聚合的潜在型引发体系，研究了在碳酸盐法聚合体系，添加不同量氨、尿素、EDTA-2Na，以及聚合体系PH值、单体浓度、聚合水浴温度对聚合产物相对分子质量及其溶解性能的影响规律和原因，解决了产物高相对分子质量与产生不溶聚合物之间的矛盾。李小伏、李绵贵采用非均相水解与反向悬浮相结合的方法合成了相对分子质量大于1×10的阴离子聚丙烯酰胺，研究了水解度与水解时间及体系PH值得关系、不同水醇比条件下水解度与时间的关系、水解度与温度的关系，获得了超高相对分子质量速溶型聚丙烯酰胺的反应条件。

2、絮凝剂生产工艺二： 水溶液聚合反应

3、絮凝剂生产工艺三： 反相乳液聚合

反相乳液聚合及反相悬浮聚合之前都需要制备反相胶体分散体系，即将单体水溶液借助搅拌分散或乳化剂的油相中，形成水/油（W/0)非均相分散体系，然后加入引发剂进行游离基聚合。

第三节 絮凝剂的注意事项

絮凝剂在不良条件下发生的导致絮凝性能下降的变化，通称为降解作用(degradation)，具体表现为分子量下降、溶液粘度降低、絮凝性能变差甚至失效。可能产生这种作用的因素很多。就此而言，高分子量的pam是相当“娇气”的物质。而且，pam的分子量越高，越容易产生这些变化，对有关的因素就越敏感。

必须十分重视这个问题，否则再好的絮凝剂也不能取得良好效果。现代的聚丙烯酰胺产品的分子量很高，这是它具有良好絮凝性能的基础。但是这种絮凝剂的大分子容易受到外界因素的影响而破坏，使它的性能大大下降。絮凝剂的配制和使用过程必须认真防止出现这个问题。

导致pam溶液粘度和絮凝效能降低的主要因素有：

1、机械的作用：高速搅拌或在溶液中施加强烈的机械剪切，都会使大分子断裂。如将pam溶液在离心泵内搅几秒钟，其分子量下降达75%。如用高速搅拌溶解或高速设备输送，都会明显降低它的分子量和絮凝性能。

2、铁锈和铁化合物：在pam溶液中加入很微量(如2mg/l)的铁化合物(如fecl3)，或微量的铁锈粉末，轻微搅拌使之分散，pam溶液的粘度和絮凝性能便大幅度降低。将pam溶液置于生锈的铁器中，4小时后粘度下降78%，絮凝效能大大降低。

3、高温的作用：pam大分子对高温很敏感，如0.1%的pam溶液在80℃下放4小时，分子量由2100万降至760万，在50℃下放置亦降至1690万；分子量为1050万的pam，在80℃下放置4小时后分子量降到330万。如在30℃下，分子量下降很慢。若pam原来的分子量很低，如370万，则受热的降解很少。

4、并存杂质的影响：pam溶液中如有悬浮杂质会降低它的粘度。无机离子特别是高价离子也有很大影响。如一种pam溶液的粘度为191厘泊，加入含na+100mg/l的nacl后，溶液粘度降至140，而加入含ca2+100mg/l的cacl2后，粘度降至30厘泊。

5、其他：紫外线照射会使pam迅速降解，强烈照射4小时可使pam的分子量由1800万下降到1000万，溶液中存有氧化剂亦加速降解。pam的降解属于通过游离基的链式反应(free radical chain reaction)，凡是能引发产生游离基的因素都会加速pam的降解。氧和铁的反应能生成游离基，紫外线也是这样，都要注意避免。pam溶液的性能下降，部分是由于大分子形态的变化：由线形伸张的长链状变为收缩卷曲的球状。pam分子中含有大量的负电基，它们互相排斥而使大分子呈伸展状态，分子较长并充分露出活性基团，善于起架桥联结作用，絮凝性能较好。但是如果 pam 溶液中存有较多阳离子，它们在大分子负电基的周围形成双电层，就会减弱负电基之间的相斥力，使pam大分子转变成卷曲状态。离子浓度越高，这种影响越大。双价离子如ca2+不但较强烈地被负电基吸附，而且可能使两个负电基桥联起来，更增强了大分子的卷缩。这既造成了溶液粘度下降(球状大分子的溶液粘度比线状分子低很多)，而且也降低了pam分子中羧基的有效活性，使絮凝性能明显下降。

第四节 絮凝剂的应用范围

1、城市污水

用从城市生活污水中分离出的具有絮凝、降解作用的高效混合菌群对生活污水进行处理，可使污水 COD 和 BOD 的去除率达到 100 %。

2、建材废水

前者主要含有较多的黏土颗粒，后者除含黏土颗粒外，还有相当数量釉药。当添加 NOC-1 后 5 min，胚体废水的浊度从原来1.4 降低到 0.043；釉药废水的浊度从 17.2 下降到 0.35；浊度去除率分别为 96.6 %和 97.9 %，可得到几乎透明的上清液用红平红球菌产生的絮凝剂处理瓦厂废水，处理后的上清液几乎是透明的。

3、其他应用

由于微生物絮凝剂具有安全、无毒的特性，逐渐在食品废水处理中被采用 ，并达到了满意的效果。此外，微生物絮凝剂还可广泛应用于城市污水、医院污水、石化废水、造纸废液、制药废水等多方面的处理过程中。

高效性及残留量不再造成 2 次污染，是今后絮凝剂研究发展的一个重要方向，安全、无毒、高效的微生物絮凝剂大有取代传统絮凝剂的趋势。

 

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