吳頔

摘? ? 要：本文對(duì)近些年來，國內(nèi)以及國外陽離子型有機(jī)高分子絮凝劑在含油污水處理中的具體應(yīng)用情況進(jìn)行了概括、總結(jié)，并針對(duì)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(jī)理、制備、種類等進(jìn)行介紹，并對(duì)改性陽離子型有機(jī)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(jī)高分子;絮凝劑;含油污水;處理

1? 引言

我國針對(duì)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(jìn)入了三次采油階段?；谶@種情況，如果想要提高采收率，在當(dāng)前的油田采油中廣泛應(yīng)用化學(xué)驅(qū)技術(shù)。油田在開采、鉆井等作業(yè)過程中，會(huì)將所有污水匯聚，進(jìn)而就會(huì)在污水中具有高含量的驅(qū)油劑、泥沙等雜質(zhì)，進(jìn)而這種水質(zhì)很難進(jìn)行凈化處理。

在當(dāng)前針對(duì)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(dú)使用無機(jī)絮凝劑，就會(huì)因?yàn)榧铀幜看螽a(chǎn)生更多的污泥、浮渣，并且對(duì)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(jī)高分子絮凝劑就可以避免這些不足，還可以針對(duì)于難以生物降解的有機(jī)污染物進(jìn)行去除，有巨大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。

2? 陽離子型人工合成有機(jī)高分子絮凝劑

陽離子型人工合成有機(jī)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(diǎn)在于分子量較大，鏈的伸展度也較大，可以實(shí)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(xué)者針對(duì)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(shí)間一再延長，同時(shí)采用各種可以提高采收率的措施，在實(shí)際開采中，三次采油化學(xué)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(dǎo)致采出水的性質(zhì)變復(fù)雜。經(jīng)過對(duì)含油污水中的懸浮物、膠體顆粒等進(jìn)行分析，當(dāng)對(duì)其進(jìn)行水解之后，發(fā)現(xiàn)帶有負(fù)電荷，并且CPAM能與水中的微粒同時(shí)起到電中和及吸附架橋的作用，進(jìn)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(fù)配陽離子聚丙烯酰胺類

通過筆者進(jìn)行大量實(shí)踐證明，如果將兩種以上的絮凝劑進(jìn)行復(fù)配使用，或者是進(jìn)行混合，或者反應(yīng)形成復(fù)合絮凝劑進(jìn)行使用，就會(huì)發(fā)生協(xié)同效應(yīng)，進(jìn)而提高藥劑的單獨(dú)使用效果。CPAM比無機(jī)絮凝劑的處理效果要好，但是CPAM的成本很高，而如果單獨(dú)使用無機(jī)絮凝劑，就會(huì)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(duì)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(qiáng)陽電荷的大分子鏈進(jìn)行中和、吸附等方式來完成絮凝。而且，大分子在水中，就會(huì)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(huì)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(qiáng)電中和的性能，此時(shí)污水中的油珠會(huì)快速的出現(xiàn)上浮，而其中的懸浮物絮凝則發(fā)生沉降，進(jìn)而就實(shí)現(xiàn)了油水分離的效果。

2.2.2? 復(fù)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(jī)—有機(jī)復(fù)合絮凝劑相關(guān)的研究方面報(bào)道。但是，近些年來我國已經(jīng)有很多學(xué)者展開了鋁（鐵）鹽-PDMDAAC無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑相關(guān)的研究以及開發(fā)的工作。復(fù)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(dá)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(duì)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(bào)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(huì)與水中的氯化物發(fā)生反應(yīng)，并且在使用過程中，不會(huì)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(duì)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(duì)污泥脫水的處理工作，以及對(duì)水進(jìn)行凈化的工作，尤其是針對(duì)于污水中含有的陰離子水溶物方面，其可以和無機(jī)混凝劑進(jìn)行復(fù)配使用。

3? 陽離子型天然有機(jī)高分子絮凝劑

陽離子型天然有機(jī)高分子絮凝劑具有卓越的絮凝性、安全性，并且這種原料價(jià)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(jī)高分子絮凝劑一般是通過改性天然有機(jī)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(fèi)用，避免二次污染，因此，陽離子型天然有機(jī)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(shí)只能在酸性水溶液中實(shí)現(xiàn)溶解，因此，對(duì)其的使用受到很多的限制，但相關(guān)學(xué)者不斷對(duì)其進(jìn)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(dāng)分子中—NH2與水中的H+形成離子聚合電解質(zhì)，就會(huì)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(jìn)行含油污水處理過程中，其中會(huì)有很多的微細(xì)顆粒、膠體等會(huì)攜帶負(fù)電荷，如果對(duì)淀粉進(jìn)行陽離子改性，就會(huì)增加活性基團(tuán)數(shù)，相應(yīng)的聚合物就會(huì)出現(xiàn)枝化結(jié)構(gòu)，此時(shí)絮凝基團(tuán)就會(huì)對(duì)顆粒物進(jìn)行較強(qiáng)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(jià)，并且容易獲取，有非常大的儲(chǔ)備量，也是一種非常友好的可再生天然資源。與此同時(shí)，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(fù)雜的結(jié)構(gòu)，研究者將其進(jìn)行改性，就會(huì)產(chǎn)生更多的活性基團(tuán)，讓這些基團(tuán)與單體聚合反應(yīng)，就會(huì)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(duì)堿木素進(jìn)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(tuán)。經(jīng)過對(duì)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(shì)。在國外，諸多的該領(lǐng)域?qū)W者都對(duì)這方面進(jìn)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(duì)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(fù)雜性、人們的環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng)，這兩方面原因促使我國必須提高對(duì)開發(fā)新型陽離子型高分子絮凝劑的重視，

參考文獻(xiàn)：

[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(xué)，2018.

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

[3] 董雅杰.有機(jī)硅復(fù)合陽離子絮凝劑的合成及作用機(jī)理研究[D].西南石油大學(xué)，2016.

[4] 魯嬌，彭勃，李明遠(yuǎn)，林梅欽，郭繼香.陽離子淀粉改性絮凝劑的合成及性能評(píng)價(jià)[J].中國石油大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)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(duì)于模擬油田聚驅(qū)污水的絮凝性能[J].化學(xué)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）.