聚丙烯酰胺在工业废水处理中的应用

广西轻工业

GUANGXI JOURNAL OF LIGHT INDUSTRY

资源与环境

2009年7月第7期（总第128期）

聚丙烯酰胺（polyacrytamide ，简称PAM ）是丙烯酰胺均聚或与其它单体共聚而成的含量在50%以上的线型水溶性高分子化学品的总称。缘于分子结构上的特性，PAM 具有特殊的物理化学性质，结构单元中含有酰胺基，易形成氢键，具有良好的水溶性。

易通过接枝或交联得到支链或网状结构的多种改性物，具有增稠、絮凝和对流体、流变体有调节作用。在石油开采、水处理、纺织印染、造纸、选矿、洗煤、医药、制糖、养殖、建材、农业等行业具有广泛的应用，有“百业助剂”、“万能产品”之称，尤其是聚丙烯酰胺作为高分子无毒的絮凝剂，可广泛用作工业废水和城市污水的处理，是我国聚丙烯酰胺的第二大消费领域[1-3]。本文采用聚丙烯酰胺作絮凝剂对株洲某工厂的工业废水进行处理，探讨了投药量、溶液pH 值、搅拌时间、反应温度对废水处理的影响，获得了优化工艺并取得满意的结果。

１材料和方法

1.1材料

HJ-I 磁力加热搅拌器（江苏医疗仪器厂）、7220可见光分光光度计（北京瑞利分析仪器公司）、sp-3808原子吸收分光光度计（上海光谱仪器有限公司）。1.2试剂

300万聚丙烯酰胺（AR ），氢氧化钠，盐酸均为分析纯。1.3方法

1.3.1投药量的试验

取废水200mL 分别加入不同用量的聚丙烯酰胺溶液，在水温下原始pH 值下置于磁力加热搅拌机上以恒定搅拌速度搅拌约3min ，

静置15min 。立即过滤，然后取滤液，在可见光分光光度计610nm 处测其吸光度[4]，确定最佳投药量。1.3.2pH 值的试验

取废水200mL ，加入1mL 聚丙烯酰胺溶液（0.1%），在水温下置于磁力加热搅拌机上以恒定搅拌速度搅拌约3min ，调pH 值到设定值后静置15min 。立即过滤，然后取滤液，在可见光分光光度计610nm 处测其吸光度，由此确定最佳pH 值。1.3.3搅拌时间的试验

取废水200mL ，加入1mL 聚丙烯酰胺溶液（0.1%），在水温下原pH 值下置于磁力加热搅拌机上以恒定搅拌速度搅拌，并

分别将搅拌时间定至设定值，静置15min 。立即过滤，然后取滤液，在可见光分光光度计610nm 处测其吸光度。由此确定最佳搅拌时间。

1.3.4反应温度的试验

取废水200mL ，加入1mL 聚丙烯酰胺溶液（0.1%），到水浴锅上加热到温度设定值后，置于磁力加热搅拌机上以恒定搅拌速度搅拌约3min ，静置15min 。立即过滤，然后取滤液，在可见光分光光度计610nm 处测其吸光度。由此确定最佳反应温度。

２结果与分析

2.1投药量对絮凝效果的影响

研究了投药量对絮凝效果的影响，结果如图1所示。

图1投药量对絮凝效果的影响

由图1可以看出，投药量过少时絮凝效果不明显，当投药量为5mg/L 时，

絮凝效果最好，而当投药量增加时，絮凝效果变差。产生这一现象的原因是因为聚丙烯酰胺絮凝剂的絮凝机理属吸附架桥机理，当投药量适当时污水中悬浮的胶体粒子之间就会产生有效的吸附架桥作用，并形成絮凝体，若过量，则架桥作用所必须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，当投药量过多时，滤液吸光度会略有上升。投药量增加还会使絮凝剂溶解性不好，也会导致絮凝效果降低。所以，聚丙烯酰胺絮凝剂最佳投药量为5mg/L 。2.2pH 值对絮凝效果的影响

研究了聚丙烯酰胺在不同pH 的反应体系中对废水絮凝效果的影响，结果如图2所示。

【作者简介】刘军（1969-），男，湖南邵阳人，中南大学在职硕士，讲师，从事水处理及生物化工专业的教学与研究工作。

聚丙烯酰胺在工业废水处理中的应用

刘军

（湖南化工职业技术学院应用化学系，湖南株洲412004）

【摘

要】采用聚丙烯酰胺絮凝剂对某工厂的工业废水进行处理，

探讨了投药量、溶液pH 值、搅拌时间、反应温度对废水处理的影响，找出了最佳处理条件。结果表明，采用聚丙烯酰胺絮凝剂对工业废水有很好的絮凝效果，最佳条件为：聚丙烯酰胺用量为5mg/L 、pH 值为8.00、搅拌时间为3min 、絮凝温度为40℃。

【关键词】聚丙烯酰胺；

絮凝剂；废水处理【中图分类号】X703【文献标识码】A

【文章编号】1003-2673(2009)07－98－02

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饰效果就成为设计师追求的目标。自然风格和简洁设计在未来的室内环境设计中将会越来越受到重视。

６室内设计的发展创新

室内设计要有时代感，要根据社会的发展而发展，必须考虑好精神层面的需要，又要有独特的艺术眼光进行创意性的设计，充分展示出新时代的中国室内设计崭新的艺术风格。在设计的意识上也要有一定的社会进步，室内设计也要从多元化向个性化发展。使人们对生活环境的要求提出更高的要求，促进新题材新形式的出现，使人们在室内设计中反映出一种时尚，简洁，独特的超前化意识。体现出别具一格，新颖的设计风格，使一种温馨、舒适、个性化在室内设计中表现出来。总之，设计者要从精神层面出发，发挥自己独特的设计理念，运用别具一格的设计手法，造就一种新的室内设计风格来适应人们对室内设计新潮流的追求，同时又塑造出合乎潮流又具有高层文化品质的生态科技含量的生活环境。

综上所述，现代的室内设计是一种能力、一种创造精神、一种把握环境空间的观念和方法。我们对室内环境本质的研究就是室内环境如何体现人对环境的把握，如何创造人性化的空间，如何处理好人与环境的最佳关系。室内环境氛围的完善程度决定了人们生存空间的理想化程度，这也是2l世纪赋予我们设计师的责任。为了创造人们心中理想的而又美好的室内环境，需要室内设计师与人们心灵的沟通，需要室内设计师的艰苦创造。设计以人为本，21世纪的环境设计、环境氛围必将更有诗意，环境意识将更加强烈。提高环境意识，坚持绿色设计原则，是室内设计发展的必然选择。因此，为人们创造一个绿色环境、健康环境、生态环境将是室内设计师的首要任务。

参考文献

[1]赵克理.顺天造物[M].北京:中国轻工业出版社,2008.

[2]王朋.环境艺术设计[M].北京:中国纺织出版社,1998.

[3]赵农.中国艺术设计史[M].西安:陕西人民美术出版社,2004.

[4]张绮曼.中国室内装饰发展[M].北京:中国建筑工业出版社,2007.

图2pH值对絮凝效果的影响

由图2可知，在碱性条件下，絮凝效果不明显；在酸性条件下，絮凝剂无法发挥最佳效果。在pH=7~9时，絮凝剂效果最好。原因可能是：当pH值很大或者很小时，都会使絮凝剂带电量增加，颗粒之间互相分开，聚合物大多吸附在同一颗粒上，架桥效果降低；同时pH值也控制着聚合物的离子化程度，当pH 值很大或者很小时，聚合物分子链上的电荷量会增加，从而降低了聚合物分子的伸展程度，也会影响絮凝效果。所以最佳pH 值为8.00。

2.3搅拌时间对絮凝效果的影响

研究了在不同搅拌时间条件下聚丙烯酰胺对废水絮凝的影响，结果如图3。

图3搅拌时间对絮凝效果的影响

由图3可以看出，当搅拌时间小于3min时，聚丙烯酰胺絮凝剂作用效果不明显，原因是絮凝剂的溶解性不好；而当搅拌时间大于3min后，经絮凝后形成的固形物破碎，静置后会影响滤液的澄清度，使絮凝效果降低。因此最佳搅拌时间为3min。

2.4温度对絮凝效果的影响

考察了不同温度条件下聚丙烯酰胺对废水絮凝效果的影响，结果如图4所示。

图4温度对絮凝效果的影响

由图4可看出，当温度低于40℃，絮凝效果下降，而高于40℃时，絮凝效果略微有所增强，原因是：在较高温度下，絮凝剂的溶解更好，在溶液中大分子骨架更为舒展；同时，絮凝剂的扩散速度和颗粒的碰撞速度也随着温度的升高而增加；若温度超过40℃，絮凝效果并不明显增强，因为吸附过程是放热过程，温度过高，对絮凝不利，所以导致吸光度略有上升。所以，絮凝时的最佳温度为40℃。

３结论

研究发现用聚丙烯酰胺絮凝剂对工业废水进行处理，有很好的絮凝效果。获得的优化条件为聚丙烯酰胺用量为5mg/L、pH值为8.00、搅拌时间为3min、絮凝温度为40℃。

参考文献

[1]刘志军,肖勇,李志芳.聚丙烯酰胺现状及发展的思考[J].江西化工,

2003,2:44-45.

[2]张学佳,纪巍,康志军,孙大勇,王建.聚丙烯酰胺应用进展[J].化工中间

体,2008,5:34-38.

[3]柳志刚,姚学俊.聚丙烯酰胺在不同水处理应用中的探讨[J].广东化

工,2008,3:62.

[4]尹华,彭辉,肖锦.天然高分子改性阳离子型絮凝剂的开发与应用[J].

工业水处理,1998,18(5):1-3.

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