1、陽離子聚丙烯酰胺絮凝劑的研制王琳(天津塘沽海洋高新技術(shù)開發(fā)區(qū)，天津300451)摘要：采用自由基溶液聚合合成聚丙烯酰胺干粉絮凝劑，通過單體配比、引發(fā)劑用量等工藝條件的控制，生產(chǎn)出符合需求的水處理劑產(chǎn)品。關(guān)鍵詞：陽離子聚丙烯酰胺干粉；絮凝劑;配方絮凝技術(shù)是目前國內(nèi)外普遍用來提高水質(zhì)處理效率的一種既經(jīng)濟又簡便的水處理技術(shù)，其關(guān)鍵問題之一是絮凝劑的選擇。針對我塘沽開發(fā)區(qū)水質(zhì)及水處理情況，我們對水處理劑一聚丙烯酰胺絮凝劑做了研究分析，采用共聚法制備了陽離子聚丙烯酰胺干粉絮凝劑。1絮凝劑的質(zhì)量指標陽離子聚丙烯酰胺干粉為陽離子單體和丙烯酰胺單體的共聚物，是水處理中的高分子絮凝劑之一,國內(nèi)外品種很多,其質(zhì)量

2、指標為：外觀是白色或黃白色結(jié)晶粉末、固含量90O、溶解性4h、黏度(1溶液)為15000-20000mPaS。2絮凝劑的制備原理【1】共聚陽離子聚丙烯酰胺干粉采用中濃度和高濃度自由基溶液聚合法制備。該法是在丙烯酰胺單體及共聚陽離子單體的水溶液中加入引發(fā)劑，在適宜的溫度下進行自由基聚合反應(yīng)而得到的產(chǎn)品。在聚合過程中單體濃度、引發(fā)劑的種類和濃度、溫度等均影響聚合物相對分子質(zhì)量。因為阻聚劑中含有Fe，和氧，所以反應(yīng)裝置不能用鐵制品且在聚合過程中需充氮加以保護。3實驗藥品與儀器31實驗藥品丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰乙基三甲基氯化銨(DMC一80)、丙烯酰乙基三甲基氯化銨(SMC-80H)、偶氮咪基丙

3、烷鹽酸鹽(V-5O)、過硫酸鉀(K2S208)、雕白塊(NaHSO2CH20、2H20)。32實驗儀器電熱恒溫水浴鍋、反應(yīng)瓶、溫度計、氮氣鋼瓶、粉碎機。4實驗步驟41配方的設(shè)計各物質(zhì)用量為：AM=100x50x50=25g、DMC=AM78=25078=32g、SMC的用量為在陽離子單體總量不變的情況下與DMC按比率調(diào)整。V一5O用量為10mg、K2S2O8用量約為1mg、NaHSO2CH2O2H2O用量約為1mg、水用量約為43g。42配方的選擇(見表1)43實驗工藝共聚法制備聚丙烯酰胺干粉絮凝劑的工藝流程為：DMC、SMC、AM、引發(fā)劑一共聚一造粒一干燥一粉碎一產(chǎn)品44合成方法將稱量好的單

4、體DMC、SMC、AM和無離子水溶解均勻后投入到帶有溫度計的反應(yīng)瓶中，通人氮氣保持15min而后加入引發(fā)劑水溶液，升溫至47保溫，在一定反應(yīng)溫度下維持正常反應(yīng)45h，然后降溫。將凝膠狀的物料造粒、干燥、粉碎即得產(chǎn)品。5實驗結(jié)果與討論本實驗重點探論了單體配比、引發(fā)劑用量等對產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)品絮凝效果的影響。51合成條件對產(chǎn)品理化性能的影響通過實驗可知，溫度過高會導致分子中自由基鏈終止幾率大，聚合度下降；而且由于兩種單體AMDMC和AMSMC結(jié)構(gòu)不同，其黏度不同，反應(yīng)獲得的聚合物分子量也存在差別。因此兩種單體AMDMC和AMSMC配比不同對產(chǎn)品物化性能將產(chǎn)生不同的影響。引發(fā)劑用量的大小對產(chǎn)品理化性能將

5、產(chǎn)生不同的影響。通過實驗我們可以看出，引發(fā)劑用量越大，其共聚物聚合熱釋放速度越快，反應(yīng)最大溫度就越高，聚合度自然會下降。52不同配方對產(chǎn)品絮凝效果的影響我們通過調(diào)整產(chǎn)品配方合成一系列聚合物，并針對污水情況進行絮凝效果比較，考察了AMDMC和AMSMC兩類產(chǎn)品在使用性能方面的特點時發(fā)現(xiàn)：含有SMC單體的聚合物絮凝效果優(yōu)于AMDMC型聚合物。主要原因是絮凝劑的絮凝性能依靠吸附架橋和電中和作用，前者取決于聚合分子鏈長短，分子鏈長者易生成大而實的絮凝物，而后者聚合物藥劑提供電荷與污水電荷相反。因此分子鏈較長的聚合物比含有DMC的聚合物有明顯的絮凝優(yōu)勢。6結(jié)論61在一定反應(yīng)條件下，含有SMC單體的共聚物

6、產(chǎn)品具有黏度較大相對分子質(zhì)量大的特點。62影響陽離子共聚物產(chǎn)品生產(chǎn)因素最主要的是引發(fā)劑用量和單體種類配比。63我們研制的聚丙烯酰胺干粉絮凝劑的生產(chǎn)工藝簡單易行。通過應(yīng)用取得了較好的效果，并達到國家優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的標準。64聚丙烯酰胺干粉絮凝研制的成功，改善了塘沽開發(fā)區(qū)整體工業(yè)用水質(zhì)量，使廢水排放達到環(huán)保要求，取得了一定的經(jīng)濟效益。膦基聚羧酸與其他水處理劑的協(xié)同效應(yīng)研究摘要：利用水處理劑復(fù)配體系之間的協(xié)同效應(yīng)，可以提高現(xiàn)有水處理劑的使用效率。對次膦酸基聚丙烯酸(PCA)分別與HEDP和PAA復(fù)配后的阻垢及緩蝕性能試驗結(jié)果表明，將60的PCA與40的HEDP、以及將80的PCA與20的HEDP分別復(fù)配后

7、，在阻碳酸鈣與阻硫酸鈣垢作用方面均具有協(xié)同效應(yīng)，將PCA與PAA復(fù)配后，在阻碳酸鈣與硫酸鈣垢作用方面不存在協(xié)同效應(yīng)。任意質(zhì)量分數(shù)的PCA與HEDP復(fù)配后均具有緩蝕協(xié)同效應(yīng)，PCA與PAA復(fù)配后不存在緩蝕協(xié)同效應(yīng)。關(guān)鍵詞：水處理劑；復(fù)配體系；膦基聚羧酸；阻垢性能；緩蝕性能；協(xié)同效應(yīng)0引言在水處理劑總量不變的情況下，配伍合適的兩種或兩種以上水處理劑同時使用，其效果比單獨使用同樣濃度的其中任何一種水處理劑好得多，這就是水處理劑之間的協(xié)同效應(yīng)(synergistiCeffect)。利用協(xié)同效應(yīng)，可望提高現(xiàn)有水處理劑的使用效率，從這個意義上講，它是與開發(fā)新型高效水處理劑同樣重要的一個研究課題。目前，關(guān)于

8、水處理劑阻垢協(xié)同效應(yīng)的研究報導尚有分歧。一些文獻1、2，明確列舉了水處理劑的阻垢協(xié)同效應(yīng)，充分肯定了它的實用價值，Matty對這種協(xié)同效應(yīng)則提出異議。Matty考察了幾種多元水處理劑在達到同樣的剛好完全抑制碳酸鈣成核的效果時，其各自組成成份之間的質(zhì)量比，結(jié)果表明水處理劑之間在阻垢作用方面不存在協(xié)同效應(yīng)。而根據(jù)相關(guān)報導，大多數(shù)水處理劑在與其它合適的水處理劑復(fù)配后在緩蝕作用方面都有明顯的協(xié)同效應(yīng)。目前，關(guān)于膦基聚羧酸與其它水處理劑之間協(xié)同效應(yīng)的研究已經(jīng)有了一些報導。本文以次膦酸基聚丙烯酸(PCA)為例，對其分別與羥基亞乙基二膦酸(HEDP)、聚丙烯酸(PAA)復(fù)配后的體系進行阻垢與緩蝕性能研究，并

9、對協(xié)同效應(yīng)的機理進行探討。1試驗阻垢性能研究按照SYT567393標準“油田用防垢劑性能評定方法”。阻碳酸鈣垢性能研究試驗條件：Ca2+濃度為16531mgL，HC03-濃度為26688mgL，pH為80，水溫為70，測試時間為25h；阻硫酸鈣垢性能研究試驗條件：Ca2+濃度為15102mgL，SO42-濃度為33803mgL，pH為70，水溫為70，測試時間為25h。緩蝕性能研究按照SY527391標準“油田注水緩蝕劑的評價方法”。緩蝕性能研究試驗條件：Ca2+濃度為2000mgL，Mg2+濃度為481mgL，Na+濃度為3047mgL，HC03-濃度為1220mgL，SO42-濃度為192

10、4mgL，C1-濃度為7543mgL，pH為70，水溫為50，測試時間為72h。2結(jié)果與討論21PCA與HEDP阻垢性能試驗211PCA與HEDP阻碳酸鈣垢分別對PCA與HEDP單一體系及總量為lOmgL的復(fù)配體系進行阻碳酸鈣性能研究，結(jié)果見圖1。從圖l可以看出，6mgL的PCA與4mgL的HEDP、8mgL的PEA與2mgL的HEDP分別復(fù)配后，對碳酸鈣的阻垢率均優(yōu)于同等條件下PCA與HEDP單一體系對碳酸鈣的阻垢率。這說明6O的PCA與4O的HEDP、80的PCA與20的HEDP分別復(fù)配后，在阻碳酸鈣垢作用方面均有協(xié)同效應(yīng)。212PeA與HEDP阻硫酸鈣垢分別對PCA與HEDP單一體系及總

11、量為10mgL的復(fù)配體系進行阻硫酸鈣垢性能研究，結(jié)果見圖2。從圖2可以看出，6mgL的PCA與4mgL的HEDP、8mgL的PCA與2mgL的HEDP分別復(fù)配后，對硫酸鈣的阻垢率均優(yōu)于同等條件下PCA與HEDP單一體系對硫酸鈣的阻垢率。這說明6O的PCA與4O的HEDP、80的PCA與2O的HEDP分別復(fù)配后，在阻硫酸鈣垢作用方面均有協(xié)同效應(yīng)。22PCA與PAA阻垢性能試驗221PeA與PAA阻碳酸鈣垢分別對PCA與PAA單一體系及總量為10mgL的復(fù)配體系進行阻碳酸鈣垢性能研究，結(jié)果見圖3。從圖3可以看出，PCA與PAA復(fù)配體系對碳酸鈣的阻垢率優(yōu)于同等條件下PAA單一體系對碳酸鈣的阻垢率，但

12、低于同等條件下PCA單一體系對碳酸鈣的阻垢率。這說明PCA與PAA復(fù)配后，在阻碳酸鈣垢作用方面不存在協(xié)同效應(yīng)。222PeA與Phh阻硫酸鈣垢分別對PCA與PAA單一體系及總量為10mgL的復(fù)配體系進行阻硫酸鈣垢性能研究，結(jié)果見圖4。從圖4可以看出，PCA與PAA復(fù)配體系對硫酸鈣的阻垢率優(yōu)于同等條件下PAA單一體系對硫酸鈣的阻垢率，但低于同等條件下PCA單一體系對硫酸鈣的阻垢率。這說明PCA與PAA復(fù)配后，在阻硫酸鈣垢作用方面不存在協(xié)同效應(yīng)。23PEA與ttEDP緩蝕性能試驗分別對PCA與HEDP單一體系及總量為30mgL的復(fù)配體系進行緩蝕性能研究，結(jié)果見圖5。從圖5可以看出，任意質(zhì)量分數(shù)的PC

13、A與HEDP復(fù)配后的緩蝕率均大于同等條件下PCA與HEDP單一體系的緩蝕率。這說明任意質(zhì)量分數(shù)的PCA與HEDP復(fù)配后均具有緩蝕協(xié)同效應(yīng)。24PCA與PAA緩蝕性能試驗分別對PCA與PAA單一體系及總量為30mgL的復(fù)配體系進行緩蝕性能研究，結(jié)果見圖6。從圖6可以看出，PCA與PAA復(fù)配體系的緩蝕率優(yōu)于同等條件下PAA單一體系的緩蝕率，但低于同等條件下PCA單一體系的緩蝕率。這說明PCA與PAA復(fù)配后不存在緩蝕協(xié)同效應(yīng)。3協(xié)同效應(yīng)的機制根據(jù)上述試驗結(jié)果，對PCA分別與HEDP、PAA復(fù)配后的阻垢與緩蝕作用機理進行探討。PCA中的=PO(OH)官能團與PAA中的-COOH官能團的阻垢作用均主要表

14、現(xiàn)為分散作用，以分散顆粒較大的晶體阻礙其向傳熱面沉積為主，故兩者復(fù)配后在阻垢作用方面不存在協(xié)同效應(yīng)。而HEDP中-PO(OH)官能團的阻垢作用主要表現(xiàn)為對成垢金屬離子具有優(yōu)良的螯合能力以及對晶面的吸附作用較強，因此PCA與HEDP復(fù)配后不僅能有效地控制晶體生長，而且能有效地分散顆粒較大的晶體，阻礙其向傳熱面沉積，也就是說兩者復(fù)配后在阻垢作用方面能產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。PCA是一種吸附膜型緩蝕劑，其中的=PO(OH)官能團不僅具有較好的緩蝕能力，而且有較強的抑制點蝕的能力，且其在金屬表面形成的緩蝕膜對金屬的附著性好。HEDP是一種沉淀膜型緩蝕劑，其中-PO(OH)官能團也有較好的緩蝕能力，但其在金屬表面

15、形成的緩蝕膜對金屬的附著性不好。PCA與HEDP復(fù)配體系綜合了兩種類型緩蝕劑的優(yōu)點，克服了HEDP形成的緩蝕膜對金屬附著不好的缺點，產(chǎn)生了緩蝕協(xié)同效應(yīng)，具有較好的緩蝕效果。此外，PCA與HEDP復(fù)配體系降低了價格偏高的PCA的用量，從一定程度上降低了水處理的成本。而P從在緩蝕性能方面與PCA的作用機理相似，都是通過親水基團吸附在金屬表面而親油基團朝向腐蝕環(huán)境，形成一層膜，將腐蝕環(huán)境和金屬隔開，從而避免或減小金屬受到的腐蝕。因此，PCA與PAA復(fù)配后不存在緩蝕協(xié)同效應(yīng)。4結(jié)論60的PCA與40的HEDP、80的PCA與20的HEDP分別復(fù)配后，在阻碳酸鈣與阻硫酸鈣垢作用方面均具有協(xié)同效應(yīng)；PCA

16、與P從復(fù)配后，在阻碳酸鈣與硫酸鈣垢作用方面不存在協(xié)同效應(yīng)；任意質(zhì)量分數(shù)的PCA與HEDP復(fù)配后均具有緩蝕協(xié)同效應(yīng)；PCA與P從復(fù)配后不存在緩蝕協(xié)同效應(yīng)。飲用水消毒液氯必將被二氧化氯所取代【簡介】二氧化氯是目前國際公認的一種高效，低毒，快速，廣譜的第四代新型滅菌消毒劑。是聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織確認的安全、高效、無毒新型強氧化殺菌消毒劑。二氧化氯遲早要全部替代傳統(tǒng)的液氯，美國環(huán)境保護署和食品藥物管理局批準，廣泛應(yīng)用于食品保鮮、加工，飲用水的消毒、殺菌、除臭等，然而目前在我國大量使用的氯氣和含氯的漂白粉消毒劑，在殺菌的同時，又帶來游離氯對各種有機物的氯化作用，產(chǎn)生氯酚、三氯甲烷、二惡英等致癌物，危害人類

17、的健康。二氧化氯的優(yōu)勢引起人們的足夠重視，新建水廠已開始直接選用二氧化氯發(fā)生器取代加氯機，一些存在氯消毒問題老水廠也在考慮用二氧化氯替代氯氣進行改造，今后飲用水消毒液氯必將被二氧化氯所取代。作為第四代消毒劑的二氧化氯，高效、安全、無污染，已被世界衛(wèi)生組織列為A1級消毒劑，在此之前，消毒劑經(jīng)歷了第一代：甲醛，具有強烈刺激性氣味，很快被淘汰；第二代：戊二醛，消毒效果好，但使用劑量大，價格高，應(yīng)用受限；第三代：液氧，產(chǎn)生三鹵甲烷等多種致癌副產(chǎn)品。而正是因為二氧化氯克服了以上三代消毒劑的缺點，同時憑著自身獨具的特點，日益成為國際市場上的主流產(chǎn)品。二氧化氯是目前國際公認的一種高效，低毒，快速，廣譜的第四

18、代新型滅菌消毒劑。是聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織確認的安全、高效、無毒新型強氧化殺菌消毒劑。美國環(huán)境保護署和食品藥物管理局批準，廣泛應(yīng)用于食品保鮮、加工、飲用水的消毒殺菌除臭等。二氧化氯在我國遲早要全部替代傳統(tǒng)的液氯。理由之一：clo2消毒不產(chǎn)生氯酚、三氯甲烷及二惡英等致癌物質(zhì)。在我國大量使用的氯氣和含氯的漂白粉消毒劑，在殺菌的同時，又帶來游離氯對各種有機物的氯化作用，而產(chǎn)生氯酚、三氯甲烷、二惡英等致癌物，嚴重危害人類的健康。二氧化氯殺菌消毒，它是高效強氧化劑，其有效氯含量為氯氣2.63倍，就能對微生物細胞壁有較強的吸附和穿透能力，可有效地氧化微生物細胞內(nèi)含巰基微生物的酶，還可以快速地抑制微生物蛋白質(zhì)的

19、合成來破壞微生物,濃度1.0PPmCLO2對高等動物細胞蛋白質(zhì)變性基本無影響，在氧化過程中既不產(chǎn)生味道和刺激性也不產(chǎn)生氯酚、三氯甲烷及二惡英等致癌物質(zhì)。理由之二：氧化能力和殺菌能力遠優(yōu)液氯。二氧化氯（ClO2）是一種水溶性的強氧化劑，在常溫常壓下是黃綠色的氣體，但在更低的溫度下則呈液態(tài)，其分子量為67.45，沸點11C，熔點59C，氣體ClO2密度為3.09（11C），液體ClO2的密度為1.64，0的飽和蒸汽壓為500torr。二氧化氯在水中以二氧化氯單體存在，不聚合生成ClO2氣體，在20C和4kpa壓力下，溶解度為2.9g/L在水中不與有機物結(jié)合，不生成三氯甲烷致癌物，因此被稱為不致癌的

20、消毒劑ClO2結(jié)構(gòu)中有一個帶有孤對電子的氯氧雙鍵結(jié)構(gòu)，極不穩(wěn)定，光反應(yīng)會產(chǎn)生氧自由基，具有強的氧化性。下表列出了二氧化氯與其它氧化類消毒劑的氧化能力，亦即殺菌能力的比較（用有效氯表示），氧化劑ClO2、H2O2、NaClO2、KMnO4、Cl2、NaClO氧化能力263%、209%、157%、111%、100%、93%，如果以氯氣的氧化能力為100%的話，二氧化氯的理論氧化能力是氯氣的2.6倍，次氯酸鈉的2.8倍，雙氧水的1.3倍。理由之三：大大節(jié)省費用。一是無需獨立設(shè)置隔離加氯間，可選任何一個15-20m2房間做消毒間，可省去全部修建加氯間的土建費。二是設(shè)備費用大約可節(jié)省1/3（與加氯設(shè)備比

21、較），采用clo2消毒設(shè)備不需要漏氯報警系統(tǒng)(如吸收塔、漏氯報警儀等)。三是國內(nèi)液氯的市場的平均價格每噸上漲1000元，由原來的2500元/噸上調(diào)到3500元/噸；而生產(chǎn)clo2的原料價格在不斷下調(diào)，目前氯酸鈉價格4000元/噸，亞氯酸鈉14500元/噸，鹽酸800元/噸；四是主要考慮用液氯的不安全性，從儲存、運輸、辦證、審批各個環(huán)節(jié)相當困難，而相比之下原料不存在儲存、運輸、辦證、審批的問題。理由之四：復(fù)合型CLO2發(fā)生器對水體消毒在運行成本和液氯相當。復(fù)合型CLO2發(fā)生器使用的原料：氯酸鈉（NaCLO3晶體）市場價為4500元/噸；鹽酸溶液（HCL31%）市場價為800元/噸，根據(jù)復(fù)合型二氧

22、化氯發(fā)生器定額消耗量計算：NaCLO3+2HCL=CLO2+1/2CL2+NaCL+H2O分子量106.57367.535.5轉(zhuǎn)化率按85%計算，則生成1克CLO2和0.5克的氯需原料消耗量：NaCLO3(晶體)：106.567.50.85=1.86克HCL（31%）：7367.50.310.85=4.10克生產(chǎn)1克CLO2和0.5克CL2需NaCLO3和31%的HCL成本費合計為：1.86420010-6+4.1080010-6=0.0071+0.0033=0.013元(因二氧化氯和氯氣的氧化能力不同，二氧化氯中的氯以正四價態(tài)存在，所以二氧化氯的有效氯含量為263%,因此，生產(chǎn)1克CLO2和

23、0.5克CL2實際相當產(chǎn)生的有效氯為3.13克，花費原料費0.013元，1克有效氯=0.013元3.13=0.0032元。結(jié)論：1液氯消毒制水成本較低，每噸水成本為0.00360.0048元。2.若采用復(fù)合型二氧化氯發(fā)生器，按消毒1噸地下水投加有效氯量按1g計，需要運行成本費為0.01元3.13=0.0032元(考慮耗電的因素其運行成本在元左右)。高純型二氧化氯發(fā)生器運行成本約是復(fù)合型的4倍左右。復(fù)合型二氧化氯優(yōu)勢較大。3復(fù)合型二氧化氯產(chǎn)生一小部分氯氣，恰好給檢測和控制投加量帶來了方便，對生產(chǎn)成本和市民的健康提供保證。國家對飲用水CLO2消毒新標準規(guī)定，消毒處理后的出廠水其余氯值要滿足0.1P

24、Pm（mg/L）即可；也便于水體檢測監(jiān)測部門的檢測。理由之五：水體消毒投加CLO2及其副產(chǎn)物對人體無危害。二氧化氯(ClO2)用于飲用水消毒處理時會產(chǎn)生的副產(chǎn)物，即亞氯酸根離子(ClO2-)和氯酸根離子(ClO3-)。哈爾濱工業(yè)大學病理研究室采用霍恩氏法和蓄積系數(shù)法對二氧化氯ClO2、亞氯酸鹽ClO2-和氯酸鹽ClO3-水溶液以及ClO2混合水溶液對小鼠急性毒性和蓄積毒性進行了測試，并通過對大鼠90天喂養(yǎng)試驗，研究了ClO2及其副產(chǎn)物ClO2-和ClO3-混合水溶液的亞慢性毒性，包括對大鼠體重增長、食物利用率、血液學指標、血清生化指標、肝（腎）/體重比值方差統(tǒng)計分析以及肝（腎）病理組織學顯微檢

25、測。結(jié)果表明，276.5mg/L的ClO2水溶液，200mg/L的NaClO2和NaClO3水溶液以及總濃度為553mg/LClO2混合水溶液均為實際無毒水溶液；276.5mg/L的ClO2、200mg/L的NaClO2和NaClO3水溶液也是無明顯蓄積性的水溶液；ClO2混合液對大鼠體重增長和食物利用率沒有產(chǎn)生顯著性影響（p0.05）；對大鼠血液學指標，如白細胞計數(shù)（WBC）、血紅蛋白（Hb）均未產(chǎn)生影響（p0.05）；對谷-丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT）、總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）和球蛋白（GLO）的檢測表明，其對照組和高劑量組雌雄相比無顯著性差異（p0.05）；各試驗組和對照組的大鼠肝體比（%

26、）和腎體比（%）經(jīng)方差分析，各組之間均無明顯差別（p0.05）；病理組織學檢查結(jié)果顯示，各試驗組和對照組其肝、腎組織均未見病變。 二氧化氯是目前國際公認的一種高效，低毒，快速，廣譜的第四代新型滅菌消毒劑。是聯(lián)合國世界衛(wèi)生組織確認的安全、高效、無毒新型強氧化殺菌消毒劑。二氧化氯遲早要全部替代傳統(tǒng)的液氯，美國環(huán)境保護署和食品藥物管理局批準，廣泛應(yīng)用于食品保鮮、加工，飲用水的消毒、殺菌、除臭等，然而目前在我國大量使用的氯氣和含氯的漂白粉消毒劑，在殺菌的同時，又帶來游離氯對各種有機物的氯化作用，產(chǎn)生氯酚、三氯甲烷、二惡英等致癌物，危害人類的健康。二氧化氯殺菌消毒，它是高效強氧化劑，其有效氯含量為氯氣2

27、.63倍，就能對微生物細胞壁有較強的吸附和穿透能力，可有效地氧化微生物細胞內(nèi)含巰基微生物的酶，還可以快速地抑制微生物蛋白質(zhì)的合成來破壞微生物,濃度1.0PPmCLO2對高等動物細胞蛋白質(zhì)變性基本無影響，在氧化過程中既不產(chǎn)生味道和刺激性也不產(chǎn)生氯酚、三氯甲烷及二惡英等致癌物質(zhì)。目前，我國建設(shè)部、衛(wèi)生部、化工局已制定出新的標準，將二氧化氯推廣到各個行業(yè)及領(lǐng)域，逐步替代傳統(tǒng)消毒劑氯氣，二氧化氯的前景將越來越好。據(jù)悉，中國市政工程華北設(shè)計研究院目前正在修編室外給水設(shè)計規(guī)范工作，將CLO2作為飲用水消毒列入規(guī)范之中，國家建設(shè)部新出臺了新的城鎮(zhèn)供水質(zhì)量標準中規(guī)定CLO2消毒標準：與水接觸30分鐘后出廠水二

28、氧化氯余量0.1（mg/L），管網(wǎng)末稍水0.02（mg/L）。作為飲用水消毒已有法可依了，就發(fā)生器設(shè)備標準今年有望出臺，這些利好的消息，會使我國推廣應(yīng)用CLO2發(fā)生器的步伐大大加快。我國飲水處理廠在CLO2應(yīng)用方面起步較晚、發(fā)展也較慢。從90年代以后，CLO2發(fā)生器才開始在一些中小型水廠中加以應(yīng)用。今后為改善水廠氯消毒所帶來的問題，尤其氯氣泄漏事件的不斷發(fā)生，許多城市的已停止或準備停止使用氯氣消毒。二氧化氯發(fā)生器的優(yōu)勢引起人們的足夠重視，一些新建水廠已開始直接選用二氧化氯發(fā)生器取代加氯機，另外一些存在氯消毒問題的老水廠也在考慮用二氧化氯替代氯氣進行改造。高循環(huán)配水系統(tǒng)中控制結(jié)垢的水處理方法發(fā)明

29、領(lǐng)域本發(fā)明提供了一種工業(yè)、商業(yè)和民用水處理方法，特別是飲用水處理方法。更特別的是，本發(fā)明提供了一種減少高度循環(huán)配水系統(tǒng)中由于高硬水導致石灰石垢沉積的方法。本發(fā)明特別適用于銷售食品設(shè)備和配水設(shè)備或具有鍋爐的飲料設(shè)備。發(fā)明背景結(jié)垢是由水的硬度引起的最嚴重的問題，該現(xiàn)象在工業(yè)水與飲用水、家庭用水或工廠中同樣普遍。這種因硬水加熱產(chǎn)生的特殊副產(chǎn)物會給許多用水設(shè)備造成麻煩。由于在內(nèi)表面的沉積可阻塞熱水管，因此會嚴重的降低鍋爐或其它水的加熱器的加熱效率。而在世界的許多地區(qū)，水的硬度均較大，需要被處理后才能得到最大限度的使用。水質(zhì)也需要穩(wěn)定、可靠才能使配水系統(tǒng)運行良好傳輸穩(wěn)定且高質(zhì)量安全的產(chǎn)品水。加熱硬水通常

30、導致結(jié)垢，引起許多問題如水溫的變化、被傳輸水量的變化、加熱設(shè)備最終排污的變化。因此，加熱設(shè)備需要清洗或有時需要修復(fù)。在水加熱期間形成的沉積一般既可以是垢也可以是污染物。垢是硬的，附著性的無機組成物，通常以晶體形式存在，而污染物很少附著，傾向于無定形或非晶體形。垢沉積是一種復(fù)雜的結(jié)晶過程，其發(fā)生在溫度、pH、濃度、流速、壓力或其它的水條件變化時。首先形成初始垢核或?qū)樱笤黾印ＩL率決定于幾種過程的相互作用(如過飽和、成核、分散、化學反應(yīng)和結(jié)垢晶體晶格的分子排列)。盡管超過溶解極限既會成垢，但成垢率還是可以通過投加或不投加抑制劑或其它因素來控制。水通常含有大量可能成垢的成分，如鈣和鎂離子，溶解硅

31、化合物，鐵鹽等。絕大多數(shù)鈣和鎂鹽由于它們的反向溶解性傾向于在熱交換表面形成垢，在此，金屬表面溫度遠遠高于水溫。垢通常含有鈣鹽(碳酸鹽、磷酸鹽、硫酸鹽)、氫氧化鎂、硅和硅酸鹽、鐵的氧化物和氫氧化物、鋅的磷酸鹽和氫氧化物。在水處理領(lǐng)域，建議使用可以減少或避免結(jié)垢方法和裝置，但是它們中的一些或全部都有某些不理想的特征、缺點或不足。一種常用于水脫礦的技術(shù)是反滲透(RO)。在絕大多數(shù)實例中，該技術(shù)是脫礦最有效的方式。在該方法中，通過半滲透膜給水加壓形成滲透壓(當兩種不同濃度的液體被膜分離時存在滲透壓)。RO系統(tǒng)的缺點是濾筒設(shè)計，包括在被過度濃縮引起阻塞前使一些或絕大多數(shù)水成為截流液被排出。被凈化的水和廢

32、水的比可以是l4，甚至更高或相反。RO系統(tǒng)生產(chǎn)水速度較慢；凈化的水通常收集在槽中用于后期的分配。上述處理的資本成本和運行成本昂貴，但是，在某些裝置中(如工業(yè)和商用水，大型售貨機)RO系統(tǒng)是有效的。納濾(NF)也使用半滲透膜過濾水。NF常被認為膜質(zhì)量低于RO。進而NF通常可以去除6080的多價離子，而RO可以去除98或更多，類似RO膜板的納濾器被設(shè)計成可連續(xù)排出液體且具有類似的運行和經(jīng)濟缺陷。另一種常用的系統(tǒng)是離子交換。可以通過使用離子交換樹脂的特殊反應(yīng)從水中有選擇地去除離子。在水處理期間，Na、K和或H陽離子通常用于代替Ca、Mg、Fe和其它多價金屬離子。但是不管使用何種離子交換樹脂，最終樹脂

33、床都會老化，必須進行再生重新使用或被替代。另外，用H替代ca會降低pH，并且H和Na均會導致水的不良味道和質(zhì)量。無機垢抑制劑也可用于水處理防止結(jié)垢。所有阻垢劑均可用于飲用水處理，聚合磷酸鹽更適合飲用水使用。使用聚磷酸鹽的優(yōu)點之一是具有較低的有效濃度(通常為ll0mgL)。另外聚磷酸鹽是最廉價的阻垢劑。但是，聚磷酸鹽不能除垢，它們可以通過減緩結(jié)晶速度推遲沉積物的形成。水的阻垢磁處理(AMT)效果顯示出變化很大，能反映出水質(zhì)的變化。磁處理如何進行的機理涉及的范圍很廣，但是絕大多數(shù)未得到證明。AMT缺乏再生性導致無法確定該方法的可靠性。US5433856和53l4623專利介紹了一種液體處理方法用于

34、去除鈣和鎂。該方法是用金屬微粒床，其包括銅(可以也許還含有鋅)或可以以黃銅合金的形式存在，如KDF材料(KDFR-55粉沫是由純的、不含鉛、50銅盒50鋅制成的粒狀合金商標名)。當水穿過氧化還原媒介時，該方法可降低水中無機物濃度，特別是鈣和鎂。在該實例中，鈣鎂化合物將被聚集在金屬床上，最終形成阻礙物。而減少被處理水中鈣濃度的機理沒有被介紹或解釋。阻垢劑在延遲沉積形成時間上是有效的，但不能去除垢。由于能夠去除成垢組分，因此，離子去除方法在防止結(jié)垢處理中是最有效的。但是，成本一包括在離子交換樹脂的案例中投加離子的成本以及高壓、額外貯存槽以及RO的運行成本較高。因此，需要一種方法能夠有效地去除高循環(huán)

35、配水系統(tǒng)的結(jié)垢問題，如飲料和或食品配水器。并且還需要通過一種低成本方法得到這些結(jié)果，并且易于完成。本發(fā)明將滿足這些需要。發(fā)明簡述本發(fā)明提供了一種減少石灰石垢沉積在設(shè)備的表面或在加熱設(shè)備中的方法，特別適用于飲用水但不影響水質(zhì)。該方法包括在水加熱前使水穿過金屬顆粒和聚磷酸鹽減少這些成分在與熱水接觸時的垢沉積。金屬顆粒和聚合磷酸鹽至少包括鋅和磷酸鹽。該金屬顆粒和磷酸鹽可以以混合物形式使用或者以分離床或分離層形式使用。金屬顆粒和聚合磷酸可以被固定在支撐層上或是大量微粒上。本發(fā)明還提供了一種復(fù)合濾筒裝置用于處理水，去除裝置里的無機物，該濾筒包括一個具有未處理水人口和處理水出口的外殼，和一個安裝在兩者之間

36、的水的滲透床，該床含有金屬顆粒和聚合磷酸鹽，水在被加熱之前必須穿過該床。金屬顆粒和聚合磷酸鹽存在于床中的相鄰層中。本發(fā)明另一種方案提供了高循環(huán)飲料或食品配水系統(tǒng)，其可利用水制備食品或飲料，同時被處理水減少了在與加熱水或熱水接觸的配水系統(tǒng)部分的垢沉積。這里介紹的復(fù)合濾筒可以減少垢的累積。配水系統(tǒng)包括水接觸的部分，如內(nèi)表面(管道、閥、混合槽等)和加熱元件。我們驚訝的發(fā)現(xiàn)聯(lián)合使用金屬顆粒和聚磷酸鹽比單獨使用金屬顆粒或聚磷酸在控制和減少石灰石沉積方面可以提供更好的協(xié)同效應(yīng)。圖的簡述圖l是一種模板飲料配水器配水管線的示意圖，包括同本發(fā)明的一個水處理濾筒。圖2是一種模板飲料配水器配水管線的示意圖，包括同本

37、發(fā)明的一個單一的水處理濾筒。圖3是一種模板飲料配水器配水管線的示意圖，包括同本發(fā)明的一個系列水處理濾筒。圖4是一種如本發(fā)明的濾筒有代表性的示意圖。圖5是說明模板配水器和圖l水處理濾筒性能的曲線。首選實施方案的詳解本發(fā)明提供了一種在硬水中控制結(jié)垢的水處理方法，其能夠被用于鍋爐或其它加熱設(shè)備，管道等商業(yè)、工業(yè)和民用，特別用于飲用水處理，尤其是具有內(nèi)部混合功能的食品銷售機和配水機器內(nèi)表面，鍋爐或隨選的加熱元件或類似的結(jié)構(gòu)。令人驚訝地發(fā)現(xiàn)是配合使用金屬顆粒如鋅和銅與聚磷酸鹽可以明顯地減少循環(huán)食品或飲料配水系統(tǒng)的垢沉積，與現(xiàn)有的單獨使用金屬顆粒或聚磷酸鹽的阻垢方法比較具有協(xié)同效應(yīng)。金屬顆粒最好從由下列金

38、屬組成的基團中選擇：鋅、銅、鐵、鎂、錳、錫、它們的混合物或合金。這種金屬或金屬的聯(lián)合使用不受限制。該金屬顆粒由至少兩種不同的金屬組成，如一種是鋅和另一種具有較高電極電勢的金屬，如最好是銅。多對金屬可以以重量百分比為95：55：95的較大復(fù)配范圍使用。鋅和銅混合物或合金為首選，原因是它們在結(jié)垢控制方面比其它金屬或金屬的配合使用更有效，并且適用于使用飲用水的設(shè)備。鋅和銅合金如黃銅是首選，因為它們具有相似的結(jié)構(gòu)，與純金屬或混合物相比能夠更好的控制垢。當兩種金屬被使用時，首選的比例范圍為75：2525：75，最好是45：5555：45(以重量百分比計)o本方法可以使金屬離子以受控方式被釋放。金屬離子的

39、釋放通常為0150mgL。在一種選擇的溶液中，金屬顆粒由可以在水中釋放0220mgL的鋅離子有效量的鋅組成，較好的為058mgL，最好為15mgL的鋅離子。金屬離子的釋放主要決定于金屬顆粒的總量、水透過媒介時與水的接觸面、水的流速以及系統(tǒng)希望的循環(huán)數(shù)。因此，有經(jīng)驗的技工能夠根據(jù)經(jīng)驗確定金屬顆粒適合的劑量，確保金屬離子的控制量連續(xù)在最佳范圍內(nèi)釋放。同上，磷酸鹽的可控釋放量主要決定于磷酸鹽顆粒的量和大小、水透過媒介時與水的接觸面、水的流速以及系統(tǒng)希望的循環(huán)數(shù)。因此，有經(jīng)驗的技工能夠根據(jù)經(jīng)驗確定磷酸鹽適合的劑量，確保磷酸鹽離子的控制量連續(xù)地在最佳范圍內(nèi)釋放。水中釋放的磷酸鹽的首選濃度為110mgL，

40、最佳濃度為24mgL。主要用于本方法的磷酸鹽包括鈉、鉀、銨、鋰、鎂或鈣的聚合磷酸鹽、聚偏磷酸鹽、焦磷酸鹽或磷酸鹽及它們的酸或混合物。例如聚合磷酸鹽可以從任何一種如焦磷酸、三偏磷酸鹽、四聚磷酸、六偏磷酸、有機磷酸、各種聚合程度的聚合磷酸或它們的鹽或它們的混合物中選擇。首選的聚磷酸鹽是各種聚合程度(613)的偏磷酸鹽。最佳的是六偏磷酸鈉和六偏磷酸鈣。金屬顆粒和聚磷酸鹽的配合使用可通過混合各種成分或使每種成分形成層來完成。在第一種實施方案中，金屬顆粒和聚磷酸鹽復(fù)配形成水能夠透過的床。金屬顆粒和聚磷酸鹽混合后形成一種能夠嵌入濾筒的混合物或組成物。濾筒提供足量的成分，適應(yīng)水的流速，在水中釋放控制濃度，各

41、組分以任何平行、交錯次序或順序結(jié)合。另一方面，金屬顆粒和聚磷酸鹽可以被置于分離的濾筒內(nèi)。金屬顆粒與聚合磷酸鹽的比為95：55：95(以重量百分比計)，較好的為55：11：1，最好為3：12：1。本發(fā)明還提供了一種含有聚磷酸鹽和金屬顆粒合成物的設(shè)備用于處理冷、室溫或微熱水。希望得到熱水時，水隨后在加熱器中加熱。該水處理方法確保沒有垢永久的沉積在加熱器的內(nèi)表面或任何加熱水通過的表面，如管道、管口等。本方法確保配水循環(huán)為10000以及高到45000的循環(huán)或更高時不發(fā)生明顯的結(jié)垢。現(xiàn)有的傳統(tǒng)方法如單獨使用金屬或單獨使用聚磷酸鹽現(xiàn)時最大循環(huán)數(shù)低于5000。循環(huán)數(shù)的增加源于金屬和聚磷酸鹽配合使用的結(jié)果。圖

42、1說明飲料配水器的所有結(jié)構(gòu)。配水器包括一個供水部分A，可以在加熱前將水輸送到至少一個水處理復(fù)合濾筒B。被處理水在進入一個加熱器E(為了制備一種所選的飲料，其能夠?qū)⑺疁靥岣叩揭粋€理想值)之前可以穿過一個流量計C和一個泵D。加熱后的水以F形式被排放到配水器的各個不同的部分，在分配器中誰與飲料混合生產(chǎn)飲料。流量計C、泵D和加熱器E可以利用處理器或微處理器G控制，當按設(shè)計使用時，其通過打開一個激活開關(guān)H為配水器提供電壓。圖2說明本發(fā)明的模范方式。本發(fā)明在如一個容器的濾筒1中被物化，該容器包括一個人口15和一個出口l6以及不滲透性的側(cè)壁17。該濾筒擁有一個金屬顆粒和聚磷酸鹽晶體的床。出口和人口位于濾筒的

43、端部使水流過管線18并與合成的介質(zhì)接觸。這種水從濾筒流出后流人加熱器19。另一種可能性是使用兩種濾筒，如圖3說明。具有聚磷酸鹽的1a和具有金屬顆粒的1b串聯(lián)(如圖)或并聯(lián)(圖中未顯示)。顆粒物質(zhì)組成物提供了有利于流量的滲透性。顆粒介質(zhì)的大小可，可以顯著變化，一般為2010O00gm。首選的顆粒尺寸為1003000gm。顆粒范圍最好在5001000pm，可以使水的流速保持在250mls。處理容器形狀和大小均可根據(jù)利于應(yīng)用的原則改變，如配水機的大小、水的流速等。舉例說明，容器或濾筒可以是內(nèi)徑為15cm、內(nèi)部長度為320cm的圓柱體，能夠容納20350g的處理介質(zhì)。在一個首選的實施方案中，至少有金屬

44、顆被固定在復(fù)合濾筒裝置內(nèi)防止微粒擠壓，使水穿過微粒。較好的是將金屬顆粒與聚磷酸鹽同時固定在復(fù)合濾簡裝置內(nèi)。在一個理想的設(shè)計中，該濾筒裝置包括許多沿水流方向縱向排列的層；這些層中至少有一層金屬顆粒層，或金屬顆粒和聚磷酸鹽層，位于惰性多孑L材料支撐層之間。最好是兩層或多層金屬顆粒層或金屬顆粒與聚磷酸鹽層夾在惰性多孑L材料支撐層之間。進而，復(fù)合濾筒裝置被安裝促使水流穿過處理介質(zhì)，該裝置利用湍流裝置，包括將水不容材料置于多孑L支撐層附近，使水流沿切線方向穿過其方法可提高顆粒層中水的湍流度。該湍流裝置可形成于位于接近支撐層外側(cè)的網(wǎng)狀物。該網(wǎng)狀物的結(jié)構(gòu)能夠使水流切向橫穿過多孑L支撐層和顆粒層，而防止或至少

45、是使縱向穿過更困難。結(jié)果，除那些可以提高與介質(zhì)接觸的縱向水路外，均產(chǎn)生橫向水流。當顆粒被固定時，顆粒的平均直徑最好限制在0O15mm，更好的為0107ram。固定金屬顆粒或金屬顆粒和聚磷酸鹽合成物的優(yōu)點是很多的。由于小顆粒是以點束縛在聚合網(wǎng)狀物上，因此在水處理期間它們不會移動，減少了壓實效應(yīng)，有效地防止了水的阻塞。由于介質(zhì)可以以不變的效率工作，直到介質(zhì)幾乎物理性消失為止，因此，可以使用少量的處理介質(zhì)。圖4介紹了在濾筒或水處理容器中固定顆粒物質(zhì)的優(yōu)選方案。該濾筒可以是一種中空圓柱體1，濾同中心有一個柱心10，金屬顆粒和聚磷酸鹽l1，12的圓柱層通過一對圓柱形多孔紙130，l3l，140，l41支

46、撐層固定紙可以由薄的多孑L聚合材料層取代。選擇支撐層的多空性是為了維持顆粒層在適合的位置防止微粒從層中穿過。支撐層周圍是增加湍流裝置，如網(wǎng)狀物210，211，212，它們由聚合材料組成，如聚乙烯、聚丙烯或任何其它的適合的食品級惰性塑料。每個支撐層的外表面最好有一部分網(wǎng)狀物包圍。例如，網(wǎng)狀物可以位于接近支撐層的位置，鋪開形成圓柱形狀，而后置于圓柱形濾筒中。這種網(wǎng)狀物可以促使水流橫向或切線方向流動，阻止縱向流動。網(wǎng)狀物因此可以維持水的湍流。網(wǎng)狀物空的大小范圍在0110mm之間，比較好的在15mm，最好為23mm。其它適合的材料也可取代網(wǎng)狀物結(jié)構(gòu)提供相似單向流動作用，如蜂巢等。實例下列實例說明了本發(fā)

47、明首選的實施方案。實例I單獨使用鋅和銅處理水的飲料配水器的性能為了解決在水加熱期間設(shè)備因結(jié)垢而產(chǎn)生的問題選擇使用金屬顆粒進行水處理。顆粒材料為KDF一55R粉沫，KDF一55R是KDF流體處理(USA)銷售的由純的、無鉛黃銅制成的粒狀介質(zhì)的商標名。由50銅和50鋅組成的水處理濾筒在測試中使用。該濾筒設(shè)計為使用自來水壓力，流速至少為1galmin。包括一個處理濾筒的模型飲料配水器如示意圖1。永久水硬度為Ca=250mgL，以碳酸鈣計，pH=76。如圖5所示，模型配水器的性能被增加了4倍，例如，在有和沒有金屬顆粒水處理濾筒中循環(huán)數(shù)(直到每杯水輸送量減少10為止)分別為800和3300。主要的垢累積

48、發(fā)生在熱水傳輸螺線管閥內(nèi)。實例2單獨使用聚磷酸鹽處理水的飲料配水器的性能本測試使用市售的聚磷酸鹽濾筒。該濾筒設(shè)計為使用自來水壓力流速最小值至少為lgalmin。使用與實例1相同的配水器和處理濾筒。永久水硬度為Ca=250mgL，以碳酸鈣計，pH76。如圖3所示，模型配水器的性能被增加了4倍。實例3使用金屬顆粒和聚磷酸鹽處理水的飲料配水器的性能根據(jù)使用金屬顆粒(鋅和銅)與聚合磷酸鹽合成物的性能，評估了與上文相同的模型配水器。原水穿過一套濾筒，首先穿過一個市售的圓柱形磷酸鹽設(shè)備，進入給水管線中，而后，穿過一個如實例1參考類型的金屬顆粒濾筒。循環(huán)數(shù)約為1000時收集水樣用于無機物的分析。結(jié)果顯示釋放

49、到水中的鋅離子(約為10mgL)，和銅離子的含量(約為005mgL)在優(yōu)選范圍內(nèi)。使用聚磷酸鹽和金屬顆粒復(fù)配的水處理將配水器的性能提高了50倍以上。被傳輸水量保持高于目標量的90，水溫穩(wěn)定。這種復(fù)配不能阻止垢的生成，但是似乎可以使之形成不同類型的晶體。這種不同類型的垢不會黏附在表面，代替了硬垢的累積，其形成松散的非黏附性粉沫，絕大多傾向于在活水系統(tǒng)化中形成。與金屬離子或聚磷酸鹽單獨釋放比較，這兩種材料的復(fù)配導致了顯著的提高，可能歸因于復(fù)配對垢的黏附性的協(xié)同效應(yīng)。聚丙烯酰胺類混凝劑的制備及應(yīng)用敏,周遲駿(南京工業(yè)大學城市建設(shè)與安全環(huán)境學院，江蘇南京210009)作者簡介范敏(1978-)，南京工

50、業(yè)大學城市建設(shè)與安全環(huán)境學院在讀研究生。電話：02583534572，E-mail：Water7812163com.摘要利用聚丙烯腈在堿性條件下水解為含有酰胺基團和羧酸基團的聚電解質(zhì)的反應(yīng)，通過控制腈綸絲水解時間和條件，使水解度處于最佳范圍內(nèi)，所得到的水解產(chǎn)物對廢水有最佳的處理效果，成為價格低廉，性能優(yōu)越的混凝劑。關(guān)鍵詞聚丙烯腈；酰胺基團；羧酸基團；混凝劑腈綸(PAN)是合成纖維的主要品種之一，產(chǎn)量約占纖維總產(chǎn)量的141。近年來，隨著合成纖維工業(yè)的迅猛發(fā)展，產(chǎn)生了大量的聚丙烯腈廢料(廢絲、廢塊、廢漿)。據(jù)統(tǒng)計，我國腈綸廢料約占聚丙烯腈生產(chǎn)總量的122。腈綸廢料不能解聚，不能熱壓成型，也不能作為

51、燃料使用，因此自聚丙烯腈纖維生產(chǎn)以來，有關(guān)腈綸廢料綜合利用的研究已廣泛開展。如歐美、日本等發(fā)達國家主要利用腈綸廢料做紡織工業(yè)用織物上漿劑、水質(zhì)處理劑等，近年來利用腈綸廢料制備高分子水處理劑的研究已引起了人們的關(guān)注。廢腈綸的酸性水解的反應(yīng)機理是一CN在硫酸的作用下，首先水解為酰胺基，然后進一步水解為羧基。隨著酰胺基水解的加深，由于鄰基一COOH參與親核進攻形成酸酐結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)了自催化作用，使反應(yīng)速度逐漸加快。酸法水解所生成的聚丙烯酰胺同過量的酸往往生成鹽。在分離時需要大量的氨水來中和，所以分離過程非常復(fù)雜且廢水量大，不適于推廣。而單純的加壓法水解，所得到的水解產(chǎn)物固含量高，但此法對反應(yīng)溫度、壓力、

52、設(shè)備要求高，不利于推廣。而廢腈綸的堿性水解是廢腈綸在氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化鈣、水玻璃、磷酸三鈉、磷酸三鉀、硫化鈉、氨水等強堿介質(zhì)的作用下發(fā)生的，其中使用氫氧化鈉最多3。堿性水解的機理與酸性水解相似，一CN先水解為一CONH，再進一步水解為一COONa基團，并伴隨NH3氣體放出。由于高分子鏈上鄰基的靜電排斥效應(yīng)，堿性水解中羧基的產(chǎn)率總小于100。而反應(yīng)條件的不同，則水解產(chǎn)品中聚丙烯酰胺和聚丙烯酸根的含量也不同。堿法水解反應(yīng)條件溫和，對設(shè)備無特殊要求，安全可靠，是目前水解PAN的最常用方法。作為混凝劑。聚丙烯酰胺的作用機理是架橋和吸附作用。因此使分子的鏈條延伸為最大長度并使可離解的基團達到最大電離度。有利于吸附和架橋。由于電荷斥力使分子延伸為長鏈條狀的聚丙烯酰胺可以通過堿化后水解使部分酰胺基轉(zhuǎn)化為羧基，羧基離解成一COO一，堿化后的聚丙烯酰胺的混凝效果