陽離子型有機高分子絮凝劑在含油污水處理中的應(yīng)用

吳頔

摘? ? 要：本文對近些年來，國內(nèi)以及國外陽離子型有機高分子絮凝劑在含油污水處理中的具體應(yīng)用情況進行了概括、總結(jié)，并針對于現(xiàn)今用于處理含油污水工作中，陽離子型人工合成高分子絮凝劑的機理、制備、種類等進行介紹，并對改性陽離子型有機高分子絮凝劑在含油污水處理中的應(yīng)用發(fā)展作出了展望。

關(guān)鍵詞：陽離子型;有機高分子;絮凝劑;含油污水;處理

1? 引言

我國針對于油田的開采已經(jīng)有了很多年的歷史，大部分油田開采工作都已經(jīng)進入了三次采油階段?；谶@種情況，如果想要提高采收率，在當前的油田采油中廣泛應(yīng)用化學驅(qū)技術(shù)。油田在開采、鉆井等作業(yè)過程中，會將所有污水匯聚，進而就會在污水中具有高含量的驅(qū)油劑、泥沙等雜質(zhì)，進而這種水質(zhì)很難進行凈化處理。

在當前針對于油田的含油污水主要的處理方式是在其中加入絮凝劑。如果單獨使用無機絮凝劑，就會因為加藥量大產(chǎn)生更多的污泥、浮渣，并且對加藥的設(shè)備等有很高的防腐要求，從而難以滿足水處理要求。而如果使用陽離子型有機高分子絮凝劑就可以避免這些不足，還可以針對于難以生物降解的有機污染物進行去除，有巨大的應(yīng)用優(yōu)勢。

2? 陽離子型人工合成有機高分子絮凝劑

陽離子型人工合成有機高分子絮凝劑是一種常用的高分子聚電解質(zhì)，其主要的特點在于分子量較大，鏈的伸展度也較大，可以實現(xiàn)電性中和等作用。并且人工合成的陽離子聚電解質(zhì)具有良好的應(yīng)用性能，因此，國內(nèi)學者針對于該方面研究也很多。

2.1? 聚丙烯酰胺類

2.1.1? 陽離子聚丙烯酰胺類

我國油田開采時間一再延長，同時采用各種可以提高采收率的措施，在實際開采中，三次采油化學驅(qū)技術(shù)已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。在油田采出水中的驅(qū)油劑導致采出水的性質(zhì)變復雜。經(jīng)過對含油污水中的懸浮物、膠體顆粒等進行分析，當對其進行水解之后，發(fā)現(xiàn)帶有負電荷，并且CPAM能與水中的微粒同時起到電中和及吸附架橋的作用，進而使得污水中的微粒產(chǎn)生脫穩(wěn)、絮凝的處理效果。

2.1.2? 復配陽離子聚丙烯酰胺類

通過筆者進行大量實踐證明，如果將兩種以上的絮凝劑進行復配使用，或者是進行混合，或者反應(yīng)形成復合絮凝劑進行使用，就會發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，進而提高藥劑的單獨使用效果。CPAM比無機絮凝劑的處理效果要好，但是CPAM的成本很高，而如果單獨使用無機絮凝劑，就會存在加藥量太大的問題。

2.2? 聚二甲基二烯丙基氯化銨類

2.2.1? 聚二甲基二烯丙基氯化銨類

二甲基二烯丙基氯化銨所對應(yīng)的均聚物、共聚物都有較高的電荷密度，不僅容易溶于水，還具有很好的破乳絮凝性能，其主要是依靠帶有強陽電荷的大分子鏈進行中和、吸附等方式來完成絮凝。而且，大分子在水中，就會表現(xiàn)出完全溶解的狀態(tài)，并且所需的用量不高，這也是不會產(chǎn)生渣源的其中的元素。二甲基二烯丙基氯化銨可以使水包油乳液產(chǎn)生破壞，主要是其具有強電中和的性能，此時污水中的油珠會快速的出現(xiàn)上浮，而其中的懸浮物絮凝則發(fā)生沉降，進而就實現(xiàn)了油水分離的效果。

2.2.2? 復配聚二甲基二烯丙基氯化銨類

截至目前，筆者還沒有發(fā)現(xiàn)在國外有關(guān)于PDMDAAC 或者是P（EPI-DMA）等無機—有機復合絮凝劑相關(guān)的研究方面報道。但是，近些年來我國已經(jīng)有很多學者展開了鋁（鐵）鹽-PDMDAAC無機-有機復合絮凝劑相關(guān)的研究以及開發(fā)的工作。復配的絮凝效果要比一般性的單一絮凝劑要好很多，具有很高的透光率，可以達到百分之九十八，而水中的含油量是6.8mg/L。

2.3? 聚環(huán)氧氯丙烷與胺的反應(yīng)物類

在目前國內(nèi)針對于用PECH與不同種類的胺的聚合物，來作為污水處理劑的相關(guān)研究或者是相關(guān)報道還非常少，在這方面我國相關(guān)研究領(lǐng)域與國外仍然存在著非常大的差距。與其他的陽離子絮凝劑比較，這一類的陽離子高分子絮凝劑可以在含氯分散相的水分散體中使用，而且不會與水中的氯化物發(fā)生反應(yīng)，并且在使用過程中，不會影響絮凝效果。根據(jù)使用胺的性質(zhì)差異，可以決定聚環(huán)氧氯丙烷與胺的反應(yīng)產(chǎn)物。

2.4? 聚乙烯咪唑啉類

截至目前關(guān)于聚乙烯咪唑啉類的研究較少，但是國外針對于聚乙烯咪唑啉類的研究卻很多。例如，聚2-乙烯咪唑啉可通過乙二胺與丙烯腈反應(yīng)合成制得。而聚-2-乙烯咪唑啉則可以用于對污泥脫水的處理工作，以及對水進行凈化的工作，尤其是針對于污水中含有的陰離子水溶物方面，其可以和無機混凝劑進行復配使用。

3? 陽離子型天然有機高分子絮凝劑

陽離子型天然有機高分子絮凝劑具有卓越的絮凝性、安全性，并且這種原料價格低廉，來源也十分廣泛，因此擁有優(yōu)秀的發(fā)展前景。陽離子型天然有機高分子絮凝劑一般是通過改性天然有機高分子來提高絮凝性能，其可以大幅度降低采油的成本，還可以提高凈水效率，并降低處理的費用，避免二次污染，因此，陽離子型天然有機高分子絮凝劑具有廣闊的發(fā)展空間。

3.1? 殼聚糖類

殼聚糖在使用中沒有良好的絮凝性能，同時只能在酸性水溶液中實現(xiàn)溶解，因此，對其的使用受到很多的限制，但相關(guān)學者不斷對其進行改性研究，從而希望提高其性能。在殼聚糖分子中，有較多的—NH2和—OH，當分子中—NH2與水中的H+形成離子聚合電解質(zhì)，就會高效去除含油污水中的COD、金屬離子等。

3.2? 改性淀粉類

在進行含油污水處理過程中，其中會有很多的微細顆粒、膠體等會攜帶負電荷，如果對淀粉進行陽離子改性，就會增加活性基團數(shù)，相應(yīng)的聚合物就會出現(xiàn)枝化結(jié)構(gòu)，此時絮凝基團就會對顆粒物進行較強的促沉、捕捉的作用。

3.3? 木質(zhì)素類

植物中所含的木質(zhì)素很多，木質(zhì)素屬于高聚物，在植物中的含量僅次于纖維素，因此木質(zhì)素十分廉價，并且容易獲取，有非常大的儲備量，也是一種非常友好的可再生天然資源。與此同時，造紙黑液的主要成分也是木質(zhì)素。木質(zhì)素分子擁有非常復雜的結(jié)構(gòu)，研究者將其進行改性，就會產(chǎn)生更多的活性基團，讓這些基團與單體聚合反應(yīng)，就會制得水處理劑，并且這些水處理劑還擁有特殊的功能。例如，以堿木素作為原料，對堿木素進行改性制得的除油絮凝劑，在其中含有二硫代氨基甲酸鹽基團。經(jīng)過對比分析，發(fā)現(xiàn)其比PAM、PAC等聚合硫酸鐵高分子絮凝劑的絮凝性都要優(yōu)秀。

4? 結(jié)束語

陽離子型高分子絮凝劑在含有污水處理的效果方面，比其他類型的絮凝劑具有非常明顯的優(yōu)勢。在國外，諸多的該領(lǐng)域?qū)W者都對這方面進行了大量的研究，并且很多相關(guān)產(chǎn)品都已經(jīng)開始產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。但在我國，離子型高分子絮凝劑也僅僅是起步階段，對于這一類的絮凝劑研究和開發(fā)、應(yīng)用工作還是落后國外很大的距離。含油污水的復雜性、人們的環(huán)保意識的加強，這兩方面原因促使我國必須提高對開發(fā)新型陽離子型高分子絮凝劑的重視，

參考文獻：

[1] 周捷.陽離子型芋頭淀粉絮凝劑的制備及其性能研究[D].蘇州科技大學，2018.

[2] 周阜成. 陽離子聚丙烯酰胺水包水乳液的制備、擴試與應(yīng)用[D].華南理工大學，2018.

[3] 董雅杰.有機硅復合陽離子絮凝劑的合成及作用機理研究[D].西南石油大學，2016.

[4] 魯嬌，彭勃，李明遠，林梅欽，郭繼香.陽離子淀粉改性絮凝劑的合成及性能評價[J].中國石油大學學報（自然科學版），2009（1）.

[5] 王玉嬋，趙曉非，劉立新，俞日華，才華，黃金.聚二甲基二烯丙基氯化銨對于模擬油田聚驅(qū)污水的絮凝性能[J].化學研究，2007（3）.

[6] 趙娜娜，佟瑞利，鄒立壯.陽離子聚丙烯酰胺的制備及其凈化含油污水的研究[J].河北化工，2007（6）.