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      多功能水處理劑的研究現狀
      來源:發布時間:2018-09-30 09:35:23

      水資源是非常重要和極為寶貴的自然資源。隨著現代工業的發展,工業用水量急劇增加,隨之產生的廢水越來越多,世界性水源危機隨之加劇。為了防止工業廢水排放對環境造成危害,提高工業廢水的重復利用率,各個國家和地區的環境保護法規亦日趨嚴格,這一切促使水處理技術得以迅猛發展,各種水處理藥劑也應運而生。用化學法對工業廢水進行處理主要是在水處理系統中投加絮凝劑、緩蝕劑殺菌劑等多種藥劑,但是多種藥劑投加,會使處理工藝流程復雜,設備增多,藥劑費用昂貴,操作過程復雜化,有時甚至會因多種試劑的投加而互相拮抗,從而降低藥劑的效果。故研究一種水處理劑,它兼具有兩項或多項功能,就顯得非常重要。近20年來,一類具有一劑多效,兼有絮凝緩蝕、殺菌多功能水處理劑研究和開發取得了相當大的進展。用此類藥劑對工業廢水進行處理,處理后的廢水不僅能達到合乎排放標準,而且在水處理過程中能夠減緩其對金屬設備、管道腐蝕,抑制細菌滋生和殺滅細菌。對多功能水處理劑的研究,具有重要的理論意義與重大的應用價值,對促進我國的水處理工業與環境治理,保證工農業生產的可持續發展有著積極的推動作用。山西太原水庫水凈化設備|山西太原河水凈化設備|山西太原凈化房工程|山西太原空調通風工程

      故本文總結了國內外多功能水處理劑的應用現狀和發展趨勢。

      1國外多功能水處理劑的發展概況1.1聚季噻嗪聚季噻嗪是一類具有以下重復單元結構的水溶性高聚物基金項目:山西省自然科學基金資助項目離子;n為重復單元數,其值為500.據稱這類高聚物可用作絮凝劑、緩蝕劑、殺菌劑等。山西太原水庫水凈化設備|山西太原河水凈化設備|山西太原凈化房工程|山西太原空調通風工程

      絮凝作用。適宜投加量為25)mg/L,例如,處理膨潤土含量為300mg/L懸浮液時,加入聚季唾曝10mg/L,在100r/min下快速攪摔lmin,然后在(20~35)r/min下慢速攬摔10min.經沉淀后傾出處理水的上清液并測其殘余濁度,只為空白水樣的15%.殺菌作用。據Quinlan介紹,聚季噻嗪可用作工業水及油田二次采油系統中的殺菌劑。眾所周知,當含油污水回注油層時,水中細菌的存在會造成堵塞油層孔道,降低注水井吸水能力的惡果。此外,硫酸鹽還原菌及其他自養菌的大量繁殖,除了生成H2S等腐蝕產物而直接對鐵金屬造成腐蝕危害外,還會在設備和管道等表面上產生大量粘泥,這種生物粘泥本身就是極容易造成管道堵塞的物質,還能促進無機垢在金屬表面的沉積而導致垢下腐蝕。根據Quinlan的試驗結果,加入(40~ 50)mg/L聚季噻嗪能殺滅或良好地抑制細菌的繁殖。山西太原水庫水凈化設備|山西太原河水凈化設備|山西太原凈化房工程|山西太原空調通風工程

      緩蝕作用。聚季噻嗪特別適用于酸性介質中金屬的緩蝕。例如,它可用作含有硫酸鹽酸磷酸等無機酸溶液的金屬酸洗過程中的緩蝕劑,也可用于鐵鋅、亞鐵合金等的清洗和處理過程。但投加量過大(15%HC1中,作為碳鋼的緩蝕劑需投加300mg/L),目前推廣使用尚有一定困難。

      1.2聚吡啶和聚喹啉的季銨衍生物80年代初期,Quinlan開發了一種新的多功能水處理劑,即聚吡啶和聚喹啉的季銨衍生物。在大于250°C及一定壓力下,將吡啶、喹啉等芳香氮雜環化合物與催化劑量的烷基鹵進行聚合反應,然后將生成的聚合物烷基化即得到該產品。據介紹,這類藥劑也具有緩蝕殺藤絮凝等多種功能。

      1.3聚鹵代醇噻啉季銨鹽聚鹵代醇噻啉季銨鹽是Quinlan繼聚吡啶和喹啉季銨衍生物后開發的另一種多功能水處理劑。它的分子結構可用聚合單體來表示等;n值為3-這種水處理劑的絮凝能力較強,特別適用于選礦作業中有用礦石與水的分離。一般投加量為(5~ 25)mg/L,此外,還可用于啤酒的澄清藥品制造過程中排出液的處理以及懸浮液中顏料的絮凝與回收等??傊?,該藥劑可有效地應用在任何類型懸浮液的固液分離操作中。山西太原水庫水凈化設備|山西太原河水凈化設備|山西太原凈化房工程|山西太原空調通風工程

      聚鹵代醇噻啉季銨鹽還具有一定的殺菌和緩蝕作用。作殺菌劑時的投加量一般為40mg/L,可用于工業水、油田含油污水等的殺菌處理,此外,該藥劑也適用于酸性介質中金屬的緩蝕,但投加量較大,需1.4新型聚季銨化合物一項新型聚季銨化合物的制備及使用的發明專利。這種專利產品是由紫羅烯型聚合物(二叔胺與二鹵化物的聚合產物)與叔胺反應而制得的。據稱也有絮凝、殺菌、緩蝕等多種功能。作絮凝劑時,投加量視需處理的水質而定。一般為(0. 1~25)mg/L作緩蝕劑時的投加量為總遺嘴卜;這些多功能水處c理劑的a研究狀況11下幾個特點:e.Allrightsreserved,h邱://wwwxnki.net產品的相對分子質量較低,一般只有幾千至數萬,且隨著時間的推移,產品的相對分子質量具有明顯的增大趨勢。

      研究的產品重視引入N,S,Si新基團,重視研究引進陽離子基團及疏水性等特殊功能團。

      2國內多功能水處理劑的發展概況及存在問題21發展概況80年代初,華南理工大學化學工程研究所絮凝研究室開始天然高分子物的化學改性絮凝劑的研究工作。天然高分子陰離子改性絮凝劑CG-A是以天然高分子F691粉化學改性的復合型藥劑,相對分子質量分布范圍較廣,含有多種活性基團,在對模擬油田廢水的處理中顯示出優良的凈水效果。同時,室內及工業性試驗都證實它對點蝕也有明顯的抑制作用。當與其他緩蝕劑配伍使用時,不僅對點蝕有良好的抑制作用,而且對均勻腐蝕也有明顯的抑制效果。

      除CG-A外,新研制的多功能水處理劑有CG-A3,CMT-A2等,這些藥劑在模擬油田含油廢水處理及工業水處理的應用結果顯示它們既有優良的絮凝凈化效果,又有抑制腐蝕特別是點蝕的作用,有些還具有優良的阻垢性能。山西太原水庫水凈化設備|山西太原河水凈化設備|山西太原凈化房工程|山西太原空調通風工程

      絮凝殺菌劑絮凝殺菌緩蝕劑的研究開發也取得了一定的成果。據報導此類藥劑能有效吸附水中微細顆粒和細菌,從而能較好地富集細菌于底泥中。由于底泥中既富集了細菌,又濃縮了殺菌成分,因此有利用于細菌的集中捕殺。從1987年開始,進行了F691的陽離子改性天然高分子的研究工作,研制開發出的絮凝殺菌劑CG-C,用它進行水處理絮凝實驗時,具有電荷中和與吸附架橋的雙重作用,且也利于細菌的集中捕殺,有其良好的應用前景。近年來,進行了天然高分子改性的氮雜環季銨鹽水處理劑的研究開發,已取得了初步成果,如絮凝緩蝕殺菌劑fqa-c.在機理研究方面,取得了開拓性進展,如提出了絮凝雙成膜緩蝕模型,漸減絮凝-斬增殺菌協同作用機理模型等,為今后開發多功能水處理劑打下了基礎。

      22存在的問題我國多功能水處理劑經過10年來的發展,已取得了顯著成績。但仍存在著以下幾個主要的問題:開發的藥劑品種不多。我國雖然在天然高分子多功能水處理劑方面已取得了較大的突破,但在合成高分子多功能水處理劑方面幾乎還沒有消息報導。山西太原水庫水凈化設備|山西太原河水凈化設備|山西太原凈化房工程|山西太原空調通風工程

      研究多功能水處理劑的基礎理論比較薄弱。例如對藥劑的絮凝、緩蝕殺菌作用機理不同組分之間的協同效應等研究得不夠。

      藥品的分析、監測手段比較落后。山西太原水庫水凈化設備|山西太原河水凈化設備|山西太原凈化房工程|山西太原空調通風工程

      因為陽離子聚丙烯酰胺(PAM)在所有相對分子質量范圍(103~107)的聚合物都具有絮凝劑的功能,大約有80%的陽離子聚丙烯酰胺用在廢水處理中,預計其增長速度為6.5%~7%,而且國內需求量的增長速度比平均增長速度還要快,所以陽離子聚丙烯酰胺應該重點發展的合成高分子藥劑,特別是多功能陽離子聚丙烯酰胺更是我國水處理工業中急需的水處理劑,在國內尚屬空白。山西太原水庫水凈化設備|山西太原河水凈化設備|山西太原凈化房工程|山西太原空調通風工程

      3結論(1)在不斷提高完善現有品種的生產技術的基礎上,繼續開發國內空白又確屬需求的新品種。從國外多功能水處理劑資料分析可知,吡啶季胺鹽型陽離子聚合物是一劑多效具有多種功能的水處理劑。因此可以進行如下的分子設計,制備吡啶季胺鹽型陽離子聚合物:將4乙烯基吡啶與丙烯酰胺進行共聚合,然后使用季胺化試劑作用,使吡啶環正離子化,這樣制得的共聚物不僅實現了聚丙烯酰胺的陽離子化,而且又將氮雜環季胺鹽引入了高分子之中,可以預料此種共聚物將會具有優良的絮凝緩蝕殺要獲得高分子量和低單體含量的多功能,尋找合適的引發劑和改進聚合方法是關鍵的問題。山西太原水庫水凈化設備|山西太原河水凈化設備|山西太原凈化房工程|山西太原空調通風工程

      加強基礎理論研究,努力開發新型儀器、設備、分析監測方法等配套技術都是十分必要的。

      多功能水處理劑是水處理藥劑研究的一個重要的方面,它的研究內容豐富,進展較快,對化學法處理工業水的發展有重大的促進作用。我們更應努力提高自身的科研水平,立足于創新,迎接國際上正在蘊釀的下一個突破時期的到來。山西太原水庫水凈化設備|山西太原河水凈化設備|山西太原凈化房工程|山西太原空調通風工程



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