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有机高分子絮凝剂在处理炼油废水中的应用

更新时间:2016-07-05

1.有机高分子絮凝剂

(1)阳离子型聚丙烯酰胺

阳离子型聚丙烯酰胺-CPAM主要作用于以水为介质的悬浮颗粒。广泛用于增稠、粘接、增黏、絮凝、稳定胶体、减阻、阻垢、凝胶、成膜等方面。是目前应用最广,效能最高的高分子絮凝剂,用于处理电厂用水、工业用水以及工业废水及市政污水的絮凝澄清净化处理。

(2)阴离子型聚丙烯酰胺

阴离子型聚丙烯酰胺通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物,主要作用在处理各种工业废水,如钢铁厂、电镀厂、冶金厂废水等。因其分子链中存在极性基团,能将水中悬浮的固体颗粒吸附,使其凝聚形成絮凝物,故对悬浮液中颗粒的絮凝沉淀,有很好的澄清、加速分离等效果。在自来

目前,在水处理方面已有很多方法,如:吸附法,生化法,离子交换法,电渗析法,絮凝沉淀法等。絮凝沉淀法指在浑浊液中加入一种絮凝剂以吸附和电中和方式发生分子间作用,使之沉降,以提升成品质量。絮凝剂品种繁多,其中有机絮凝剂是指能产生絮凝作用的有机分子物质,主要分为两类:天然改性类和化学合成类絮凝剂,天然产品有蛋白质或多糖类化合物,如淀粉、蛋白质等,合成产品有聚丙烯酰胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡啶盐等。有机高分子絮凝剂是近几年以来逐渐发展起来的新型净水剂,研发速度快,产品协同能力强,形成了一个新兴的精细化工领域。

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(3)两性型高分子絮凝剂

当高分子链节上同时含有正、负两种电荷基团时,则被称为两性高分子絮凝剂,对于带不同电荷的污染物都可以进行处理,具有抗盐性好、絮凝能力强等优点,能够适应不同的PH环境。尤其在污泥脱水方面,不仅具有电性中和效果,而且有分子间的包裹作用,使处理的污泥颗粒粗大,脱水性好,所以成为含油污水处理用絮凝剂的开发热点。

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有机高分子絮凝剂易溶于水,几乎不溶于苯、乙醚、丙酮等有机溶剂。兼具絮凝性、增稠性、剪切性、分散性等特点。电荷密度、分子量、稳定性等原因均可以影响絮凝效果。在处理水的过程中,有用量少、沉降速度快、受外界环境因素影响小、生成沉淀少等特点。在合成的有机高分子絮凝剂中,主要以聚丙烯酰胺为主,在美国等国家使用率可达80%。通过判断带电基团的电性,有机高分子絮凝剂又可分类为阳离子、阴离子、非离子和两性型絮凝剂四种。水工业、电子工业、冶金、洗煤、钢铁工业、金属加工业等水处理方面使用广泛。

2.有机高分子絮凝剂作为废水处理剂的广泛应用

(1)对于采矿过程,需要处理大量的废水,水中有用的固体物还要进行回收,并对净化后的废水进行利用。通过使用有机高分子絮凝剂,能加速液体的澄清,颗粒的聚沉,因此可增加水的利用率,降低生产加工成本,减少环境污染。(2)对于洗煤过程,主要问题围绕着煤粉及煤泥的沉降与过滤。絮凝剂能够有效减少管道堵塞以及对水质的污染,并对煤粉进行回收处理。(3)对于电解精炼工艺,能够更加匀化金属沉淀,增加电流效率,提高表面镀层光泽度。(4)对于无机纤维泥浆,可改善其成型制品的排水性,增加石棉板坯料的硬度。(5)对于改良土壤,能够提高土壤颗粒的坚固性,增加及土壤结构的载重负荷以及土壤的含水量。

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3.有机高分子絮凝剂应用在含油废水处理中

当前隔油过滤、隔油浮选、过滤等工艺仍是大部分石油化工项目中的主要处理方法,通过这些处理工艺,能够部分去除水中所含有的石油类或悬浮物杂质,当炼油污水,特别是当含油量较高时,处理完的水质就很难达标。含油污水主要来自炼油装置的机泵冷却水,原油及重质油中间罐排水,地面冲洗水,塔、冷凝器的排水以及装置区域的含油雨水等。其处理具有乳化油颗粒小,表面带电荷的特点。利用处于高度分散状态的大量微小气泡作为载体,粘附炼油废水中的一些悬浮颗粒,并使之随着气泡逐渐上浮至水面,进而可以分离。该方法的分离对象,一般是具有一定疏水性的细微悬浮颗粒或者石化油等。

有机絮凝剂用于石油化工方面废水处理的例子有很多,如胜利油田开发使用的NA-1絮凝剂、YHG-1和FR9310絮凝剂、I-IWQ-1絮凝剂,可使处理后的水含油量2.0mg/L。邵青等在新疆克拉玛依采油一厂进行含油污水的处理过程中使用TX-107系列有机高分子絮凝剂,效果比较显著。NipponGosei以含磺基的二烯化合物(CH2=CH—CR=CH—SO3X)与CH2=CR2一CO—NR1为原料,通过共轭聚合形成一种有机高分子絮凝剂,在油水分离、石油开采方面均有成效。

4.发展前景与思考

我国有机高分子絮凝剂的发展从20世纪60年代开始,合成有机高分子絮凝剂在现代炼油化工含油污水处理工作中具有重要的地位,虽然目前开发研究的比较迅速,但在生产应用过程中仍有一定争议,因其具有不确定性,并可能会造成环境的二次污染。虽然丙烯酰胺聚合后对人体和环境不会造成危害,但具有强烈的神经毒性的单体仍需重视。因天然有机高分子絮凝剂电荷密度小,分子量不高且易和其他物质发生反应失去活性,所以适用范围远不如合成絮凝剂,如果能够将天然高分子絮凝剂做改性处理,将其良好的安全性、可生物降解性与合成有机高分子絮凝剂结合起来,在水处理的应用中必将拥有广阔的应用前景。

【参考文献】

[1]王强,张冬.有机高分子絮凝剂处理炼油废水的探究[J].当代化工,2016.12(45):27-39.

[2]王一鸣.有机高分子絮凝剂的应用与研究进展[J].四川环境,2009.28(3):44-48.

[3]于尔捷,陈浩,姜安玺.阳离子型有机絮凝剂处理含油乳化废水的研究[J].四川环境,2002.33(5):30-33.

李晓旭,段冲
《当代化工研究》 2018年第04期
《当代化工研究》2018年第04期文献

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