淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物——乳液聚合應用

[db:作者] / 2022-12-29 00:00

[應用]郭玲和金志浩以60Coγ射線預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，處理結果見表3-37。

表3-37 FSM和PAM處理生活污水原水的試驗結果

從表3-37中試驗數據可得以下結論:①同劑量的FSM和PAM，前者處理效果優于后者，當FSM 30mg/L處理生活污水，可使污水的COD去除率達到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，處理后污水可達標排放，而PAM的各項指標均較差；②當二者的用量超過30mg/L，COD的去除率降低，這是由于絮凝劑作為有機物質，隨著其用量的增加，本身也會增加COD的數值；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“架橋”機理，絮凝效率與吸附有關，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輻射法和硝酸鈰銨/硝酸化學引發法制備淀粉-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果

得以下結論：①同劑量的FSM和MFSM，前者處理效果優于后者，當FSM3×10-5 mol/L處理生活污水，可使污水的COD去除率達到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的各項指標均較差，可見微波預輻射法合成淀粉丙烯酰胺接枝物還有待進一步改進；②FSM和MFSM的處理效果均比PAM的好；③當三者的用量超過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，隨著其用量的增加，本身也會增加COD的數值；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，魯德忠等在20世紀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劑，通過接枝共聚反應，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(相對分子質量為500萬～700萬)處理高礦化度油田廢水，實驗結果表明：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，當高分子絮凝劑投藥量適當時，油田水中懸浮的膠體粒子之間就會產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分散穩定現象，所以當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)進行絮凝性能比較，發現用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，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，進一步增加了高分子的分子量；同時，由于淀粉的分子鏈是半剛性的，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，試驗結果見表3-39。表中數據說明：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，優于或接近相對分子質量為300萬的PAM絮凝劑，進而說明在一些含有機污染物的工業廢水處理過程中，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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