淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物——乳液聚合应用

[db:作者] / 2022-12-29 00:00

[应用]郭玲和金志浩以60Coγ射线预辐照的方法制备淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物，并分别选用淀粉丙烯酰胺共聚物FSM(接枝率75%)和聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂，处理上海市某污水处理厂中的原水，处理结果见表3-37。

表3-37 FSM和PAM处理生活污水原水的试验结果

从表3-37中试验数据可得以下结论:①同剂量的FSM和PAM，前者处理效果优于后者，当FSM 30mg/L处理生活污水，可使污水的COD去除率达到86.83%，出水COD值为110.76mg/L，上清液透光率值为57%，且处理后污水的pH近中性，絮体的絮凝速度及沉降速度均较快，处理后污水可达标排放，而PAM的各项指标均较差；②当二者的用量超过30mg/L，COD的去除率降低，这是由于絮凝剂作为有机物质，随着其用量的增加，本身也会增加COD的数值；另外絮凝速度与沉降速度也变慢，这也是由于絮凝剂用量过多所致。根据“架桥”机理，絮凝效率与吸附有关，在固体表面上吸附占饱和吸附量一半时，最有利于高分子架桥，所以絮凝效率最高，如果固体表面上高分子吸附量增加，随即减少了提供架桥的可能性，所以絮凝效率下降。表中可见接枝物的加量在30mg/L时絮凝最好，继续增大用量，絮凝效率有所减弱，并随着接枝物的加量增加而渐渐失去絮凝能力。

此外，郭玲和金志浩还分别用微波预辐射法和硝酸铈铵/硝酸化学引发法制备淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物，并分别选用上述两种方法制备的淀粉-丙烯酰胺共聚物和聚丙烯酰胺(PAM)作为絮凝剂，处理上海市某污水处理厂中的原水，结果见表3-38。从表3-38中可

表3-38 淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物及PAM处理生活污水原水的试验结果

得以下结论：①同剂量的FSM和MFSM，前者处理效果优于后者，当FSM3×10-5 mol/L处理生活污水，可使污水的COD去除率达到86.83%，出水COD值为110.76mg/L，上清液透光率值为57%，且处理后污水的pH近中性，絮体的絮凝速度及沉降速度均较快。而MFSM的各项指标均较差，可见微波预辐射法合成淀粉丙烯酰胺接枝物还有待进一步改进；②FSM和MFSM的处理效果均比PAM的好；③当三者的用量超过3×10-5 mol/L，COD的去除率降低，这是由于絮凝剂作为有机物质，随着其用量的增加，本身也会增加COD的数值；另外絮凝速度与沉降速度也变慢，这也是由于絮凝剂用量过多所致。从表中可见接枝共聚物的加量在3×10-5 mol/L时絮凝最好，继续增大用量，絮凝效率有所减弱，且随着接枝物的加量的增加而渐渐失去絮凝能力。

淀粉丙烯酰胺接枝物用于油的回收早有过报道，鲁德忠等在20世纪80年代末合成了淀粉丙烯酰胺接枝物，并研究了其对模拟含石油废水的处理，表明它对含石油废水具有良好的吸附性能。

李淑红等以硝酸铈铵为引发剂，通过接枝共聚反应，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)，并分别用淀粉丙烯酰胺接枝物和聚丙烯酰胺(相对分子质量为500万～700万)处理高矿化度油田废水，实验结果表明：①处理后油田水的剩余浊度，在FSM投药量为2～6mg/L时的剩余浊度变化不明显，都在4～5mg/L，当投药量增加到8～10mg/L时剩余浊度略有上升；FSM的絮凝机理属于吸附架桥机理，当高分子絮凝剂投药量适当时，油田水中悬浮的胶体粒子之间就会产生有效的吸附架桥作用，并形成絮体；倘若体系中的高分子FSM絮凝剂过量，则架桥作用所必需的粒子表面吸附活性点少了，架桥因而变得困难，同时由于粒子间的相互排斥作用而出现分散稳定现象，所以当FSM投药量过多时，油田水的剩余浊度会略有上升；②在相同的条件下，将FSM与聚丙烯酰胺(PAM)进行絮凝性能比较，发现用FSM处理的水的剩余浊度比PAM的低，这主要是因为FSM是通过接枝共聚反应，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，进一步增加了高分子的分子量；同时，由于淀粉的分子链是半刚性的，它具有强烈的亲水性，在水中溶胀撑开，有很大的空间体积，这样的大分子对捕集悬浮微粒特别是细小的微粒效果更显著。

常文越和韩雪以硝酸铈铵/硝酸为引发体系，制备淀粉丙烯酰胺接枝共聚物，并分别利用所制备的共聚物和非离子型聚丙烯酰胺(相对分子质量为300万)处理含油废水、牛奶废水、造纸废水、印染废水和电泳渡染废水，试验结果见表3-39。表中数据说明：淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物处理上述5种废水的效果良好，无论是CODc去除率还是污泥沉降速度，优于或接近相对分子质量为300万的PAM絮凝剂，进而说明在一些含有机污染物的工业废水处理过程中，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对几种废水的处理效果

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