陽離子聚丙烯酰胺PAM處理污水穩定性高

陽離子聚丙烯酰胺PAM處理污水穩定性高

目前世界上聚丙烯酰胺(PAM) 的生產都是由石油裂解得到的丙烯出發制造的。其過程包括三個步驟：合成丙烯腈，合成丙烯酸胺，聚丙烯酰胺單體聚合等。聚丙烯酰胺在污水處理領域一般作絮凝劑使用。

1．1丙烯腈的合成

目前工業上普遍采用氨氧化法，此法對丙烯的要求不高，除生成丙烯腈外，還產生乙腈、氫氨酸等易分離和可綜合利用的副產品。

1．2丙烯酰胺的合成

1．2．1硫酸水合法

1960年，美國氰胺公司首先采用等摩爾比的丙烯腈和水，在HzSO．存在條件下，于80—100~(2進行水合，先生成丙烯酰胺硫酸鹽，然后再用氨(或燒堿、生石灰)中和，結晶分離出丙烯酰胺產品和副產品硫酸胺。

該法優點是易制得結晶單體。主要缺點是：原料丙烯腈等消耗定額高，產品純度低，收率低，產生大量含丙烯酰胺的硫酸鹽和廢液，污染環境。

1．2．2催化水合法

上世紀70年代初，美、日兩國先后開發了利用骨架銅催化劑使丙烯腈與水直接反應生成丙烯酰胺的工藝。美國道化學公司和El本東亞化學公司于1972年分別實現工業化。

催化水合法比硫酸水合法產品純度高，基本無三廢，易實現工業化。目前世界上主要采用催化水合法生產丙烯酰胺。采用的骨架銅催化劑是二元或三元以上的合金，經堿處理后溶解掉一部分，留下活潑態的金屬成為骨架銅。骨架銅催化劑有Cu-Cr合金、Cu—Ni合金及Cu—A1一Zn合金等。反應器采用懸浮床或固定床均可。以美國道化學公司為代表的是固定床連續催化工藝，采用Cu-Cr催化劑，產品是50％AM水溶液和晶體。我國目前通常用Cu-A1一Zn骨架銅催化劑固定床連續催化工藝。

1．2．3生化法

生化法即生物酶催化水合法。它采用生物酶作催化劑，應用細胞固定技術，使丙烯腈水溶液通過含固定酶的生物反應器生產AM。生物酶催化劑是繼骨架銅催化劑生產AM 的第三代技術，具有高選擇性、高潔性和高收率的特點，丙烯腈反應，無副產物。該法還具有反應條件溫和、能耗低、三廢少等特點。

生化法技術最早由日本日東公司于1985年在橫濱實現工業化，并于1991年達到了14kt／a的規模。生化法最大的優點是常溫下反應，不需銅催化劑，因此無副反應帶來的雜質和銅離子，單體不需提純即可直接聚合，聚合物分子量可以大大超過硫酸水合和催化水合工藝丙烯酰胺聚合物的分子量。我國生化法丙烯酰胺經上海生物化工研究中心多年研究，篩選出優質菌株，總酶活力達到水平，從技術指標來看，已具備與化學法競爭的能力。

1．3聚合法

工業上PAM 及其衍生物都是經過AM 自由基聚合制造的。聚合方法按單體在介質中的分散狀態分類主要有本體聚合、溶液聚合、懸浮聚合和乳液聚合。按單體和聚合物的溶解狀態分類可分為均相聚合和非均相聚合。AM 的自由基聚合主要分為均相水溶液聚合法、反相乳液聚合法、懸浮聚合法等，以獲得各種劑型的產品。PAM 產品主要有三大劑型：水溶液膠體、粉狀和乳液，每種劑型中都有不同離子型產品。丙烯酰胺聚合所采用的引發手段有利用各種輻射、光(可見光和紫外線)、超聲波、電流或在聚合條件下易分解的化合物引發聚合。