聚丙烯酰胺的大分子改性及其在石化廢水處理中的應用:
聚丙烯酰胺的大分子改性及其在石化廢水處理中的應用,在實驗室采用大分子改性的方法.以聚丙烯酰胺為主要原料，合成了兩性高分子絮凝劑——兩性聚丙烯 酰胺（APAM),並將該產品應用於煉油廢水和催化劑生產廢水的絮凝試驗，考査其絮凝性能，並與無機絮凝劑、陽離 子絮凝劑，以及兩性聚丙烯酰胺絮凝劑與無機絮凝劑複合成的複合絮凝劑進行了對比試驗研究。結果表明，此試 驗合成的兩性聚丙烯酰胺絮凝劑具有較好的絮凝效果，特別是與無機絮凝劑按一定比例配製成複合絮凝劑使用時 效果更佳。對試驗得到的兩性聚丙烯酰胺與聚氯化鋁複配（質量比為2:1)成的複合絮凝劑在煉油廠進行了工業 應用試驗，試驗結果表明，複合絮凝劑絮凝效果較好，懸浮物、油、氮和COD的平均去除率分別達到82% ,77%， 83% 和 37%。
采用絮凝劑對廢水進行絮凝預處理，減輕生 化處理負荷，提高出水水質，已成為石化廢水處理 的一種最常用的手段。兩性高分子絮凝劑因兼具 陰、陽離子型絮凝劑的特性;且具有用量少，絮凝 速度快,受共存鹽類、pH值及溫度影響小，產泥量 少，易於處理等優點，具有廣闊的應用前景。
本試驗以聚丙烯酰胺（PAM)為原料，采用大 分子改性的方法，通過水解反應和曼尼期反應合 成了兩性聚丙烯酰胺（APAM),並將其應用於煉 油廢水和催化劑生產廢水的絮凝試驗中，就其絮 凝效果與其它類型的絮凝劑進行了比較。
1實驗室試驗
1.1聚丙烯酰胺的大分子改性
向帶有冷凝管、攪拌裝置和溫度計的三口瓶 中，加人一定量聚丙烯酰胺（分析純，相對分子質 量英500 xlO4)和蒸餾水，攪拌溶解後，加入一定 量的無水碳酸鈉（分析純）水解0.5 h左右;將PH 值調至6 ~7,在攪拌的情況下再向三口瓶中加人 定M的甲醛（分析純）和二甲胺（分析純），並在 40丈恒溫水浴中反應約4 h,然後自然冷卻至室 溫；向上述反應體係中加人適量的硫酸二甲酯 (分析純），在40 t恒溫水浴中繼續反應0.5 h，
得到無色透明產物，即為兩性聚丙烯酰胺。
1.2兩性聚丙烯酰胺的紅外光譜分析
將製備得到的兩性聚丙烯酰胺經丙酮沉澱， 真空幹燥後，聚丙烯酰胺的大分子改性及其在石化廢水處理中的應用對其進行紅外光譜分析，分析圖譜表 明，本試驗通過大分子改性得到的兩性聚丙烯酰 胺產物具有明顯的陰、陽兩性離子特征。
1.3兩性聚丙烯釀胺的絮凝試驗 1.3.1催化劑生產廢水絮凝試驗
催化劑生產廢水具有離子含量髙、氨氮含量 高、懸浮物含量高，以及有機物含量很低的”特 點，可生化性很差，在進入生化處理係統前，必須 經過絮凝沉降工序，以去除絕大部分的懸浮物和 部分氨氮。本試驗將製備得到的兩性聚丙烯酰胺 投加到取自催化劑廠的生產廢水中，考察其絮凝 效果，並同市售的高相對分子質量陽離子聚丙烯 酰胺（CPAM，相對分子質量>800 x 104)和無機絮 凝劑聚氯化鋁(PAC)進行對比試驗，結果見表U
由表1可知，用量最大而絮凝效果最差的是 聚氯化鋁，其懸浮物的去除率僅為69%，而加藥量卻比聚丙烯醜胺類絮凝劑大了一個數量級。從 表1還可看出，此試驗製備的兩性聚丙烯酰胺絮 凝劑的絮凝效果要優於市售的高相對分子質量陽 離子聚丙稀酰胺，且加藥量比後者要少。本試驗 還對兩性聚丙烯酰胺的投加方式進行了研究，其 結果如表2所示。試驗發現當兩性聚丙烯酰胺與 無機絮凝劑聚氯化鋁以適當的比例（2. 25 :1)複 配投加時,其絮凝效果比單獨投加要好，懸浮物去 除率達到94% ,且兩者的投加量都大為減少，從 而有效地節約了絮凝成本。
表1不同類型絮凝劑對催化劑生產廢水的絮凝效果 Table 1 Flocculation effect of different flooculants on wastewater of catalyst plantmg/L
的無機絮凝劑[1]。但是當含油廢水乳化程度較 高時，投用聚氯化鋁的量過大，往往生成大量沉降 物和過濾性能差的氫氧化物浮渣，脫水困難，致 使操作和處理成本增加[2]。本試驗以某煉油廠 給排水車間隔油池出水為絮凝對象，分別考察了 兩性聚丙烯酰胺和聚氯化鋁及兩者複配作為絮凝 劑的除油、去氨氮和絮凝性能，結果見表3。
表3不同類型絮凝劑對煉油廢水的絮凝效果 Table 3 Flocculation effect of different ilocculants on wastewater of refinerymg/L
由表3可知，本試驗製備的兩性聚丙烯酰胺 絮凝劑與聚氯化鋁無機絮凝劑相比，其對煉油廢 水的處理效果要好;而兩者複合的絮凝劑不僅投 加量最少，而且油和COD的去除率分別達到 76%和44%。其原因是適當配比的複合絮凝劑 在廢水中更易形成絮體而產生晶核，在絮凝過程 中構成吸附絮凝顆粒中心，使礬花密實，從而顯 著地促進絮凝過程，提高除油和絮凝效果。
2兩性聚丙烯酸胺絮凝劑的工業應用
在上述研究基礎上，將本試驗製備的兩性聚 丙烯醜胺絮凝劑與聚氯化鋁無機絮凝劑以質量比 2:1進行複配，並應用於某煉油廠給排水車間煉
1.3.2煉油廢水絮凝試驗
煉油企業含油廢水普遍使用以聚氯化鋁為主
油廢水處理的絮凝工序中，其一周的工業應用絮 凝效果如表4所示。
由表4可知，由於工業應用過程中原水組成 變化幅度不大,複合絮凝劑的絮凝效果較好，出水 水質穩定,懸浮物去除率平均為82% ,而油、氨氮 和COD的平均去除率分別為77% ,83%和37%， 為後續的好氧生化處理創造了良好的條件。
3結論
(1)以聚丙烯酰胺為原料，采用大分子改性 的方法，在恒溫水浴條件下，聚丙烯酰胺的大分子改性及其在石化廢水處理中的應用通過水解反應和曼尼 期反應合成了兩性聚丙烯酰胺。
(2)催化劑生產廢水和煉油廢水的絮凝試驗 均表明，本試驗合成的兩性聚丙烯酰胺具有良好 的絮凝性能，且與無機絮凝劑（如聚氯化鋁）以一 定比例複配後，不僅投加量大為減少，而且除油和 絮凝效果更佳。
(3)工業試驗表明，以本試驗製備的兩性聚 丙烯酰胺為基礎配製的複合絮凝劑，其絮凝效果 好,出水水質穩定，為後續好氧生化處理創造了良 好條件。
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