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聚丙烯酰胺PAM絮凝劑處理污水將加快綠色生產(chǎn)化的腳步

點擊次數(shù):888  更新時間:2019-11-18

聚丙烯酰胺PAM絮凝劑處理污水將加快綠色生產(chǎn)化的腳步

近幾年我國的霧霾是越來越嚴重,因此國家環(huán)保部門對環(huán)境的監(jiān)管和治理工作越來越重視。隨著相關政策的下達,治理措施更是一個比一個還要規(guī)范。所以,顯而易見的是將聚丙烯酰胺產(chǎn)品用于污水處理技術的綠色化進程將會加快,開發(fā)研制適合環(huán)境保護需求的低磷、非氮和可生物降解的多功能綠色水處理劑,將成為工業(yè)水處理和群眾生活污水處理領域中主流的研究方向。

    生產(chǎn)過程綠色化 綠色化學的思路是從根本上消除污染源,使廢物不再產(chǎn)生或得到控制,從源頭*控制污染。因此,在研究綠色水處理劑和生產(chǎn)工藝中,應該努力實現(xiàn)生產(chǎn)過程的綠色化,在生產(chǎn)過程中控制污染物的產(chǎn)生。生產(chǎn)過程的綠色化,主要體現(xiàn)在采用可以減少或消除對人體健康或環(huán)境有害的原料、產(chǎn)物、副產(chǎn)物、溶劑、試劑等的使用或產(chǎn)生的化學工藝和方法。

    (1)分子結構新設計。由于綠色水處理劑及其清潔化生產(chǎn)工藝還處在初步研究階段,為了節(jié)約探索時間,可以通過計算機模擬,進行“虛擬”反應,從而篩選的原料和設備的合成路線。目前,采用分子模擬進行分子結構設計和“剪裁”及對用于工業(yè)生產(chǎn)的預期指標進行的研究,主要包括磷酸鹽和聚合物類阻垢劑。通過生物降解性實驗發(fā)現(xiàn),增加聚羧酸阻垢劑分子結構中羧基的數(shù)目、酯基支鏈以及向主鏈中插入氮、氧元素的方法,均可提高其生物降解性。雖然傳統(tǒng)的聚丙烯酸類阻垢劑效果好,但難以生物降解。聚環(huán)氧琥珀酸就是經(jīng)過計算機進行分子設計和“剪裁”后,通過向分子鏈中插入氧原子,獲得了既有優(yōu)良阻垢性能又容易生物降解的產(chǎn)品。同樣的分子設計也應用在了聚天冬氨酸上,通過向其側基上引入羥基、醚、羥烷基胺、羥基烷氧基烴、羧基、磺烷基、磷酸基等基團,來提高聚合物的儲存穩(wěn)定性以及基體線形結構,從而提高分子的生物可降解性。還可通過將甘氨酸等天然氨基酸與聚天冬氨酸共聚,使聚合物具有高度的生物一致性及可降解性。

    (2)原子經(jīng)濟性反應。選擇天然產(chǎn)物為原料,同時在合成路線上實現(xiàn)原子經(jīng)濟性。以聚天冬氨酸的合成為例,原料是從自然中提??;合成路線若以磷酸為催化劑可以制得相對分子質量高的線性高分子,但存在副產(chǎn)物的分離和排放問題。而Donlar的工藝是通過干的固體聚合反應將天冬氨酸轉化成聚丁二酰亞胺。在轉化過程中,不使用有機溶劑,縮合反應的副產(chǎn)物是水且反應過程的效率很高,產(chǎn)率一般可達97%。將聚丁二酰亞胺進一步堿水解,即可得到聚天冬氨酸。這是個典型的而無廢物產(chǎn)生的轉化過程,實現(xiàn)了原子經(jīng)濟性反應。

    (3)生產(chǎn)工藝的改進。從綠色理念出發(fā),重視生產(chǎn)過程中對環(huán)境的影響,改進水處理的生產(chǎn)工藝,如催化劑、反應溶劑等,在選擇技術方案、工程項目設計以及技術改造過程中,采納清潔生產(chǎn)的思榻,研究開發(fā)和采用清潔工藝的流程。

    如兩性聚丙烯酰胺,是具有特殊功能的絮凝劑和當前的污泥脫水劑,在處理一些難度大的污水時,顯示出其*的優(yōu)良性能,可以提高懸浮液的凝聚、澄清、沉降速度等。其制備過程,通??刹捎梅聪嗳橐壕酆?,得到相對分子質量高和產(chǎn)品,但存在有機溶劑污染問題;采用以水為溶劑的溶液聚合法,則可避免廢液排放,但是這種方法在生產(chǎn)過程中要經(jīng)過造粒干燥粉碎工序,干燥過程中會消耗大量能源,粉碎過程則會產(chǎn)生粉塵污染,對工作人員的健康可能造成一定的影響。不過,新型的“水包水”浮液聚合法則有望避免這些缺點,并可減少設備投資,降低能耗和成本,避免了聚合物在干燥過程中的降解,是一種良好的綠色工藝。

 

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