丙烯腈生产废水中聚合物的资源化利用

以丙烯腈生产废水中的丙烯腈低聚物为原料制备聚丙烯酰胺。通过正交实验考察了水解反应条件和交联反应条件对反应的影响。FTIR表征结果显示,丙烯腈低聚物中的氰基已完全水解为酰胺基,产物聚丙烯酰胺中含有酰胺基和羧基。实验结果表明,在自来水加入量100 m L、水解反应温度95℃、m(Na OH)∶m(丙烯腈低聚物)=2.0、水解反应时间3 h的最佳水解反应条件,交联反应温度60℃、质量分数37%~40%的甲醛加入量6 m L、交联反应时间2 h的最佳交联反应条件下,处理20 g丙烯腈低聚物,可得到产物聚丙烯酰胺14.50 g,聚丙烯酰胺的水解度为21.1%、相对分子质量为2.7×106。产品性能满足Q/SH 0046—2007《钻井液用聚丙烯酰胺技术要求》中部分水解聚丙烯酰胺的性能要求。     

分子筛吸附法脱除废水中的聚丙烯酰胺

聚丙烯酰胺(PAM)用于油田驱油产生大量难处理的含聚废水。以分子筛为吸附剂处理含聚废水,研究分子筛类型(Y、Beta和ZSM-5,H型和Na型)和物化性质对其吸附PAM性能的影响,并测定吸附等温线。结果表明,吸附性能顺序为BetaYZSM-5,H型优于Na型。H-Beta对PAM的吸附来自分子筛中阳离子与PAM中阴离子的静电作用,Si—O和Al—OH与PAM中酰胺基的氢键作用。H-Beta开放的通道结构,较高的介孔比例和表面积,较强的酸性和良好的酸中心可接近性使其具有优异的吸附性能。Si O2/Al2O3=26的H-Beta对浓度为200 mg/L的PAM溶液,PAM脱除率可达95.2%。在低PAM平衡浓度时,PAM在H-Beta上的吸附符合Langmuir单层吸附特征,饱和吸附量达70.2 mg/g,在高浓度区域则由于PAM疏水缔合作用加强呈现多层吸附。     

羟基乙叉二膦酸镀铜废液的处理及Cu~(2+)的高附加值资源化回收

采用Na BH4还原法将羟基乙叉二膦酸(HEDP)镀铜废液中的Cu~(2+)制备成纳米铜粉,并采用聚丙烯酰胺(PAM)对还原反应后的废液进行絮凝处理。研究了n(Cu~(2+))∶n(Na BH4)、还原反应温度、还原反应时间及PAM添加量对废液中剩余Cu~(2+)质量浓度的影响,并对回收的纳米铜粉进行了XRD和TEM表征。实验结果表明:当n(Cu~(2+))∶n(Na BH4)=4∶6、还原反应温度为50℃、还原反应时间为2 h时,废液中剩余Cu~(2+)质量浓度降低至1.1 mg/L,Cu~(2+)还原率达99.99%;可获得粒径为20~45 nm的近球型、高纯度、由多晶组成的纳米铜粉;当PAM添加量为10 mg/L时,废液中剩余Cu~(2+)质量浓度降至0.35 mg/L以下,达到GB 21900—2008《电镀污染物排放标准》(小于0.5 mg/L)的要求。     

聚合物驱采出水中聚丙烯酰胺的微生物联合降解作用研究

通过对2株细菌的培养降解实验研究聚丙烯酰胺(hydrolyzed polyacrylamide,HPAM)降解菌对水环境下聚丙烯酰胺的降解作用,讨论协同降解机理。2株降解聚丙烯酰胺的菌株假单胞菌CJ419、枯草芽孢杆菌FA16在初始30℃废水样品上培养,定期测量细菌生物量和HPAM降解率。培养30 d后CJ419和FA16对聚合物的降解率最大值分别达到30.4%和25%,而以1∶1比例的混合菌降解率最大值达到80.3%。对2株菌胞外各组分研究表明:混合菌降解HPAM的机理主要由胞外降解酶系水解聚合物侧链基团导致HPAM降解为小分子物质,同时生长过程中降解菌还会释放非蛋白还原性物质引发氧化反应共同参与HPAM降解。     

Fenton试剂降解PAM催化剂的研究

采用Fenton试剂氧化降解含油废水中的聚丙烯酰胺,研究了H2O2用量、催化剂种类及用量对降解聚丙烯酰胺效果的影响。结果表明,H2O2用量为聚丙烯酰胺的20%为宜;CuCl2具有和FeSO4、Fe(NO3)3、FeCl3相近的催化效果,并且可以作为一种在较高pH值条件下应用的催化剂;在优选条件下该氧化体系可以使聚丙烯酰胺黏度大大降低。     

非离子型聚丙烯酰胺絮凝剂的制备及其絮凝性能

以丙烯酰胺（AM）和烷基酚聚醚（APAP）为单体，采用反相乳液聚合法制备了流动性好的非离子型聚丙烯酰胺絮凝剂（PAM-APAP）。考察了乳化剂和引发剂的种类、单体总质量分数、单体配比和反应温度等因素对聚合反应的影响。实验结果表明，制备PAM-APAP的最佳工艺条件为：单体总质量分数35%、m（AM）∶m（APAP）=9.0∶1.0、Span80+Tween80复配乳化剂加入量为油水总质量的7%、m（Span80）∶m（Tween80）=7.0∶1.5、V50加入量为单体总质量的1.5‰、反应温度50℃。PAM-APAP具有较好的絮凝效果，与其他絮凝剂相比用量较少，在加入量为100mg/L时，对聚合物驱油中产生的含聚合物污水的浊度去除率为87.9%，去油率为89.5%，且絮体不黏壁。     

回收与降解聚驱采出水的工艺探讨

含聚污水的处理是困扰石油行业的难题之一。基于聚驱采出水的特点,围绕聚合物的回收利用和降解理论及技术,探讨国内外含聚污水处理技术的研究与应用现状,对比分析现有处理技术存在的问题及适应性,提出采用化学混凝、气浮和水质改性等技术来回收利用PAM(聚丙烯酰胺)的新思路,打破了降解PAM的传统思维,同时分析含聚污水处理与利用技术的可行性与应用前景,有望实现含聚污水的循环利用。     

高分子量高纯度阳离子聚丙烯酰胺的合成

以丙烯酰胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为单体,在复合引发剂的作用下,选择水溶液共聚法合成高分子量与高纯度阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)。实验表明,有机偶氮引发剂A用量0.5‰、氧化还原引发剂用量0.45‰、还原剂与氧化剂摩尔比2∶1、反应体系pH为4与反应时间5 h条件下,CPAM分子量为1 042万,且溶解性好。通过对聚合物残单含量影响因素添加剂用量、反应时间的研究,结果表明,添加剂EDTA和增溶剂D对残留AM含量影响小,而苯甲酸钠对聚合物残留AM的含量影响显著;延长反应时间至7 h,残单含量可降低至0.27%,CPAM的纯度高。通过与国内外3种同类型产品进行对比,结果表明,自制产品的分子量明显高于其他产品,且残单含量比国内产品降低了50%～75%。     

高分子重金属絮凝剂CSAX的制备及性能

以玉米淀粉为基体,环氧氯丙烷为交联剂,硝酸铈铵为引发剂,丙烯酰胺为单体,cs2和NaOH为磺化荆.合成了交联淀粉.聚丙烯酰胺-磺原酸酯(CSAX)高分子絮凝剂.用FTIR光谱和元素分析法对合成产物CSAX进行了表征.讨论了环氧氯丙烷的用量、硝酸铈铵的剂量、NaOH和CS2的重量百分比等合成条件对产品性能的影响.结果表明,100g淀粉中环氧氯丙烷的剂量为8mL,硝酸铈铵的用量为6.67×10-4mol·L-1,交联淀粉:NaOH:CS2的质量百分比为2:6:2.4时,获得的絮凝剂CSAX产品具有优良的性能.对同一产品不同储存环境的研究表明.低温避光储存较好.对CSAX絮凝含铜废水形成的污泥做扫描电镜(SEM)和X射线能量色散谱仪(EDS)分析,发现其外部形态和组成成分都发生了很大变化.而CSAX处理实际废水的实验表明,当CSAX的投加剂量为100mol·L-1时. Cu2 、Ni2 的去除率分别达99.1%和82.3%,浊度的去除达96.6%.     

净水厂污泥沉降和浓缩试验研究

对净水厂污泥分别进行了沉降试验和浓缩试验研究,考察了有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)的投加对净水厂污泥沉降、浓缩、脱水性能的影响,研究了PAM投加率、斜板间距等对动态浓缩的作用,并探讨分析了各个因素的影响规律。