_聚丙烯酰胺的大分子改性及其在石化废水处理中的应用 (1)

207年5月炼油技术与工程PETROLEUMREFINERYENGINEERING第37卷第5期聚丙烯酞胺的大分子改性及其在石化废水处理中的应用刘翠云,冯伟2张玉清,1.河南科技大学高分子与纳米复合材料重点实验室(河南省洛阳市47103)2.中国石化集团洛阳石油化工工程公司(河南省洛阳市47103)摘要:在实验室采用大分子改性的方法,以聚丙烯酞胺为主要原料,合成了两性高分子絮凝剂—两性聚丙烯酞胺(APAM),并将该产品应用于炼油废水和催化剂生产废水的絮凝试验,考查其絮凝性能,并与无机絮凝剂、阳离子絮凝剂,以及两性聚丙烯酞胺絮凝剂与无机絮凝剂复合成的复合絮凝剂进行了对比试验研究。结果表明.此试验合成的两性聚丙烯酞胺絮凝剂具有较好的絮凝效果,特别是与无机絮凝剂按一定比例配制成复合絮凝剂使用时效果更佳。对试验得到的两性聚丙烯酞胺与聚氯化铝复配(质量比为2:l)成的复合絮凝剂在炼油厂进行了工业应用试验,试验结果表明,复合絮凝剂絮凝效果较好,悬浮物、油、氮和COD的平均去除率分别达到82%,7%,83%和37%。关键词:聚丙烯酞胺大分子改性絮凝剂炼油厂催化剂厂废水处理絮凝性能采用絮凝剂对废水进行絮凝预处理,减轻生化处理负荷,提高出水水质,已成为石化废水处理的一种最常用的手段。两性高分子絮凝剂因兼具阴、阳离子型絮凝剂的特性;且具有用量少,絮凝速度快,受共存盐类、pH值及温度影响小,产泥量少,易于处理等优点,具有广阔的应用前景。本试验以聚丙烯酞胺(PAM)为原料,采用大分子改性的方法,通过水解反应和曼尼期反应合成了两性聚丙烯酞胺(APAM),并将其应用于炼油废水和催化剂生产废水的絮凝试验中,就其絮凝效果与其它类型的絮凝剂进行了比较。l实验室试验1.1聚丙烯酞胺的大分子改性向带有冷凝管、搅拌装置和温度计的三口瓶中,加人一定量聚丙烯酞胺(分析纯,相对分子质量妻500xl了)和蒸馏水,搅拌溶解后,加入一定量的无水碳酸钠(分析纯)水解0.sh左右;将pH值调至6一7,在搅拌的情况下再向三口瓶中加人定最的甲醛(分析纯)和二甲胺(分析纯),并在4()℃恒温水浴中反应约4h,然后自然冷却至室温;向上述反应体系中加入适量的硫酸二甲醋(分析纯),在40℃恒温水浴中继续反应0.sh,得到无色透明产物,即为两性聚丙烯酞胺。1.2两性聚丙烯酞胺的红外光谱分析将制备得到的两性聚丙烯酞胺经丙酮沉淀,真空干燥后,对其进行红外光谱分析,分析图谱表明,本试验通过大分子改性得到的两性聚丙烯酞胺产物具有明显的阻、阳两性离子特征。1.3两性聚丙烯酞胺的絮凝试验1.3.1催化剂生产废水絮凝试验催化剂生产废水具有离子含量高、氨氮含量高、悬浮物含量高,以及有机物含量很低的”特点,可生化性很差,在进入生化处理系统前,必须经过絮凝沉降工序,以去除绝大部分的悬浮物和部分氨氮。本试验将制备得到的两性聚丙烯酞胺投加到取自催化剂厂的生产废水中,考察其絮凝效果,并同市售的高相对分子质量阳离子聚丙烯酞胺(cPAM,相对分子质量妻80x104)和无机絮凝剂聚氯化铝(PA)C进行对比试验,结果见表1。由表l可知,用量最大而絮凝效果最差的是聚氯化铝,其悬浮物的去除率仅为69%,而加药收稿日期:207一02一28;修改稿收到日期:207一03一2()作者简介:刘翠云,讲师,1999年毕业于河南大学化学化l学院,硕卜一直从事高分子与废水处理卫艺研究F一11:1iucv1218@】26(·()11-第5期刘翠云等.聚丙烯酞胺的大分子改性及其在石化废水处理中的应用一55一量却比聚丙烯酞胺类絮凝剂大了一个数量级。从表1还可看出,此试验制备的两性聚丙烯酞胺絮凝剂的絮凝效果要优于市售的高相对分子质量阳离子聚丙烯酞胺,且加药量比后者要少。本试验还对两性聚丙烯酞胺的投加方式进行了研究,其结果如表2所示。试验发现当两性聚丙烯酞胺与无机絮凝剂聚氯化铝以适当的比例(2.25:l)复配投加时,其絮凝效果比单独投加要好,悬浮物去除率达到94%,且两者的投加量都大为减少,从而有效地节约了絮凝成本。表l不同类型絮凝剂对催化剂生产废水的絮凝效果aTble1lFoeeiltationefeetofdifeerntflcoeulantsonawsteawterofeatalystplantnlg/L的无机絮凝剂川。但是当含油废水乳化程度较高时,投用聚氯化铝的量过大,往往生成大量沉降物和过滤性能差的氢氧化物浮渣,脱水困难,致使操作和处理成本增加[’〕。本试验以某炼油厂给排水车间隔油池出水为絮凝对象,分别考察了两性聚丙烯酞胺和聚氯化铝及两者复配作为絮凝剂的除油、去氨氮和絮凝性能,结果见表3。表3不同类型絮凝剂对炼油废水的絮凝效果Tab】e3lFcoeulationefeetofdif二erntloeeulantsonwastewaterofreif