淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物——乳液聚合應(yīng)用

[db:作者] / 2022-12-29 00:00

[應(yīng)用]郭玲和金志浩以60Coγ射線預(yù)輻照的方法制備淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物，并分別選用淀粉丙烯酰胺共聚物FSM(接枝率75%)和聚丙烯酰胺(PAM)作為絮凝劑，處理上海市某污水處理廠中的原水，處理結(jié)果見表3-37。

表3-37 FSM和PAM處理生活污水原水的試驗結(jié)果

從表3-37中試驗數(shù)據(jù)可得以下結(jié)論:①同劑量的FSM和PAM，前者處理效果優(yōu)于后者，當(dāng)FSM 30mg/L處理生活污水，可使污水的COD去除率達(dá)到86.83%，出水COD值為110.76mg/L，上清液透光率值為57%，且處理后污水的pH近中性，絮體的絮凝速度及沉降速度均較快，處理后污水可達(dá)標(biāo)排放，而PAM的各項指標(biāo)均較差；②當(dāng)二者的用量超過30mg/L，COD的去除率降低，這是由于絮凝劑作為有機物質(zhì)，隨著其用量的增加，本身也會增加COD的數(shù)值；另外絮凝速度與沉降速度也變慢，這也是由于絮凝劑用量過多所致。根據(jù)“架橋”機理，絮凝效率與吸附有關(guān)，在固體表面上吸附占飽和吸附量一半時，最有利于高分子架橋，所以絮凝效率最高，如果固體表面上高分子吸附量增加，隨即減少了提供架橋的可能性，所以絮凝效率下降。表中可見接枝物的加量在30mg/L時絮凝最好，繼續(xù)增大用量，絮凝效率有所減弱，并隨著接枝物的加量增加而漸漸失去絮凝能力。

此外，郭玲和金志浩還分別用微波預(yù)輻射法和硝酸鈰銨/硝酸化學(xué)引發(fā)法制備淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物，并分別選用上述兩種方法制備的淀粉-丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酰胺(PAM)作為絮凝劑，處理上海市某污水處理廠中的原水，結(jié)果見表3-38。從表3-38中可

表3-38 淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物及PAM處理生活污水原水的試驗結(jié)果

得以下結(jié)論：①同劑量的FSM和MFSM，前者處理效果優(yōu)于后者，當(dāng)FSM3×10-5 mol/L處理生活污水，可使污水的COD去除率達(dá)到86.83%，出水COD值為110.76mg/L，上清液透光率值為57%，且處理后污水的pH近中性，絮體的絮凝速度及沉降速度均較快。而MFSM的各項指標(biāo)均較差，可見微波預(yù)輻射法合成淀粉丙烯酰胺接枝物還有待進(jìn)一步改進(jìn)；②FSM和MFSM的處理效果均比PAM的好；③當(dāng)三者的用量超過3×10-5 mol/L，COD的去除率降低，這是由于絮凝劑作為有機物質(zhì)，隨著其用量的增加，本身也會增加COD的數(shù)值；另外絮凝速度與沉降速度也變慢，這也是由于絮凝劑用量過多所致。從表中可見接枝共聚物的加量在3×10-5 mol/L時絮凝最好，繼續(xù)增大用量，絮凝效率有所減弱，且隨著接枝物的加量的增加而漸漸失去絮凝能力。

淀粉丙烯酰胺接枝物用于油的回收早有過報道，魯?shù)轮业仍?0世紀(jì)80年代末合成了淀粉丙烯酰胺接枝物，并研究了其對模擬含石油廢水的處理，表明它對含石油廢水具有良好的吸附性能。

李淑紅等以硝酸鈰銨為引發(fā)劑，通過接枝共聚反應(yīng)，在淀粉骨架上引入聚丙烯酰胺，制得了淀粉丙烯酰胺接枝物(FSM)，并分別用淀粉丙烯酰胺接枝物和聚丙烯酰胺(相對分子質(zhì)量為500萬～700萬)處理高礦化度油田廢水，實驗結(jié)果表明：①處理后油田水的剩余濁度，在FSM投藥量為2～6mg/L時的剩余濁度變化不明顯，都在4～5mg/L，當(dāng)投藥量增加到8～10mg/L時剩余濁度略有上升；FSM的絮凝機理屬于吸附架橋機理，當(dāng)高分子絮凝劑投藥量適當(dāng)時，油田水中懸浮的膠體粒子之間就會產(chǎn)生有效的吸附架橋作用，并形成絮體；倘若體系中的高分子FSM絮凝劑過量，則架橋作用所必需的粒子表面吸附活性點少了，架橋因而變得困難，同時由于粒子間的相互排斥作用而出現(xiàn)分散穩(wěn)定現(xiàn)象，所以當(dāng)FSM投藥量過多時，油田水的剩余濁度會略有上升；②在相同的條件下，將FSM與聚丙烯酰胺(PAM)進(jìn)行絮凝性能比較，發(fā)現(xiàn)用FSM處理的水的剩余濁度比PAM的低，這主要是因為FSM是通過接枝共聚反應(yīng)，在天然高分子化合物淀粉骨架上接上了柔性的聚丙烯酰胺，進(jìn)一步增加了高分子的分子量；同時，由于淀粉的分子鏈?zhǔn)前雱傂缘?，它具有強烈的親水性，在水中溶脹撐開，有很大的空間體積，這樣的大分子對捕集懸浮微粒特別是細(xì)小的微粒效果更顯著。

常文越和韓雪以硝酸鈰銨/硝酸為引發(fā)體系，制備淀粉丙烯酰胺接枝共聚物，并分別利用所制備的共聚物和非離子型聚丙烯酰胺(相對分子質(zhì)量為300萬)處理含油廢水、牛奶廢水、造紙廢水、印染廢水和電泳渡染廢水，試驗結(jié)果見表3-39。表中數(shù)據(jù)說明：淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物處理上述5種廢水的效果良好，無論是CODc去除率還是污泥沉降速度，優(yōu)于或接近相對分子質(zhì)量為300萬的PAM絮凝劑，進(jìn)而說明在一些含有機污染物的工業(yè)廢水處理過程中，淀粉丙烯酰胺接枝共聚物可以代替PAM，取得良好的絮凝效果。

表3-39淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物對幾種廢水的處理效果

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