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本文针对当前含油废水除油回用处理的技术难题,研制开发了一种新型凝聚除油的疏水缔合型有机高分子絮凝剂。通过吸附、絮凝试验和多种分析检测手段,深入系统的研究了该疏水型有机高分子絮凝剂的结构特征,吸附絮凝除油效能,以及絮凝作用机制,取得以下创新性成果:
1)采用胶束聚合方法,以N,N-二戊基取代丙烯酰胺与丙烯酰胺为原料,以(NH4)2S2O8、NaHSO3氧化还原体系为引发剂,在最佳反应温度60~65℃、反应时间12h、单体浓度1.2mol/L、疏水单体比例为0.6mol%、SMR值(疏水单体与乳化剂相对值)为25时,合成制备了性能稳定、无毒无害、环境友好型的孪尾疏水缔合型有机聚合物。
2)在疏水缔合聚合物中,疏水烷基在高分子结构中嵌段分布。聚合物在盐晶存在下呈梳状有序结构排列,在水溶液中主要存在两种缔合形式,闭合型的分子内缔合和开放型的分子间缔合,通过分子之间的相互疏水缔合作用而呈三维立体网状结构,
3)孪尾疏水缔合型聚合物用于水包油乳浊液的絮凝处理,最佳絮凝效果可达80%左右,高于目前无机高分子絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺(PAM)的除油效果。此外,疏水缔合聚合物对水体中疏水性有机污染物具有明显富集作用并增溶于胶束结构的性质。
4)疏水缔合型聚合物通过其特殊的疏水缔合性质和胶束形成机制,在油滴表面发生范德华力、氢键作用力、疏水-疏水作用力等吸附,并由网状结构的聚合物分子间缔合作用对水中乳化油架桥网捕,达到吸附絮凝目的。在较高聚合物浓度和较高pH条件下,depletion作用亦对油滴的并聚絮凝有很好的促进作用。
5)疏水缔合聚合物具有很强的吸附絮凝能力,而且分子间的缔合、吸附行为呈不均匀相吸附,符合Freundlich吸附等温方程。聚合物疏水性则显著地增强了分子的吸附键合能力,有利于提高聚合物吸附絮凝性能。