水處理劑用高分子表面活性劑
隨著工業生產的發展,工業用水量急劇增加,導致產生的工業廢水也與日俱增。為了節約用水,大量的工業冷卻水必須經過處理循環使用, 自來水、鍋爐水和生產工藝用水也需要處理, 目前, 中國每年消耗水處理劑2o萬t,耗資10億元左右。為了防止廢水排放對環境造成的危害,提高水的利用率,保護珍貴的淡水資源,各類新型水處理劑應運而生。
目前在水處理劑中用量最大的是表面活性劑,其中用得最多的是高分子表面活性劑,主要用作循環水的絮凝劑和阻垢分散劑。高分子表面活性劑通常是指相對分子質量在數千以上、具有表面活性的物質。與普通表面活性劑一樣,高分子表面活性劑同樣由親水和親油兩部分組成。高分子表面活性劑具有分散、乳化、增溶、增稠等能力,毒性小,可用作分散穩定劑、乳化劑、破乳劑、藥物增溶劑、保濕劑、洗滌劑、水處理劑等。其中用作水處理劑的高分子表面活性劑的品種主要有以下幾種:
聚丙烯酰胺(PAM):它是非離子型高分子表面活性劑。水處理劑總量的3/4是絮凝/凝聚劑,其中PAM占了絮凝/凝聚劑的一半,預計今年用量將達到8萬t。
目前,上海農藥所生化法PAM生產技術已達到國際先進水平;江西農科化工有限公司建成的目前全國最大的年產6000t微生物法聚丙烯酰胺晶體生產裝置,已于去年順利投產;北京恒通油田化學科技開發公司與北京通州區淳縣鎮政府合作建成了2條聚丙烯酰胺生產線。
2一丙烯酰胺一2一甲基丙烷磺酸(AHPS)聚合物:它是一種陰離子高分子表面活性劑。目前,承德化工廠、南京高淳樹脂廠已有小規模(幾百噸)生產,但質量分數在99%以下,生產工藝較落后,環保問題也未得到解決。而國外已建有萬噸級裝置,產品質量分數大于99.5%a苯乙烯磺酸鈉聚合物:屬陰離子高分子表面活性劑。該單體國外早已有生產,國內還沒有正式生產的廠家。
二甲基二烯丙基氯化銨(DADMA)聚合物:屬陽離子型高分子表面活性劑。目前,浙江省化工研究院正在研究開發,尚未正式生產。
陽離子型聚丙烯酰胺:目前,錫山市新宇化工廠已有少量生產,尚未形成生產規模。國外這類產品已占全部聚丙烯酰胺類絮凝劑的60%。今后中國應將該產品逐步形成系列化、規模化生產。
聚乙烯基吡咯烷酮(PVP):屬陽離子型高分子表面活性劑。目前國內年消費量約為500t,預計今后幾年將呈上升趨勢,年需求量將達到1O00t。中國PVP生產廠家很少,產品基本依賴進口。目前世界PVP的年產量超過1萬t,主要廠家有美國的GAF公司和德國的巴斯夫公司。
新型生物絮凝劑:這種絮凝劑不僅可以提高被絮凝物質的沉降性,而且對環境無二次污染,使用方便,應用范圍廣。
天然改性有機高分子化合物:甲殼素與殼聚糖是很好的陽離子絮凝劑, 能有效地除去水中的有害物質,如對汞、鉛、鋅、銅、鉻等金屬離子的脫除能力已得到證實,主要用于城市地下水、工業廢水的活性污泥處理。中國天然高分子資源極為豐富, 應大力開發甲殼素與殼聚糖在水處理方面的應用。
水處理劑作為精細化工產品中的一個重要門類,今后應在開發價廉、低毒、無毒、無污染、一劑多效的產品上下功夫;在探討絮凝機理的基礎上,開發新型高效多功能的高分子絮凝劑及兼具絮凝、緩蝕等多種功能的合成有機高分子水處理劑,如聚吡啶和聚喹啉的季銨衍生物、聚表鹵代醇噻嗪季銨鹽、季銨鹽型陽離子絮凝劑等一劑多效的水處理劑。
此外,還要充分利用國內淀粉、木質素及蝦、蟹殼等天然高分子資源豐富的優勢, 開發出更多高效、無毒、價廉的天然高分子改性陽離子型絮凝劑。同時對天然高分子物質進一步進行化學改性,使其不僅具有絮凝功能,而且還具有其他水質處理性能,以滿足復雜水質情況下多種水質要求的需要,使高分子表面活性劑在水處理劑中得到更加廣泛的應用。

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