陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑的制備及其對(duì)水中特征有機(jī)物的處理研究

陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑的制備及其對(duì)水中特征有機(jī)物的處理研究一、本文概述本文旨在探討陰離子聚丙烯酰胺（APAM）絮凝劑的制備方法，并深入研究其對(duì)水中特征有機(jī)物的處理效果。隨著工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，水體污染問題日益嚴(yán)重，特別是大量有機(jī)物的排放對(duì)水質(zhì)造成了嚴(yán)重影響。高效、環(huán)保的有機(jī)物處理技術(shù)在環(huán)境保護(hù)和水資源管理中具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。陰離子聚丙烯酰胺作為一種常用的絮凝劑，具有優(yōu)異的絮凝性能和環(huán)保特點(diǎn)，受到了廣泛關(guān)注。本文首先介紹了陰離子聚丙烯酰胺的基本性質(zhì)和應(yīng)用領(lǐng)域，闡述了其作為絮凝劑在水處理中的重要作用。隨后，詳細(xì)描述了陰離子聚丙烯酰胺的制備方法，包括原料選擇、反應(yīng)條件優(yōu)化等關(guān)鍵環(huán)節(jié)，旨在為實(shí)際應(yīng)用提供可靠的技術(shù)支持。在此基礎(chǔ)上，通過實(shí)驗(yàn)研究，探討了陰離子聚丙烯酰胺對(duì)水中特征有機(jī)物的處理效果，包括去除率、處理效率等評(píng)價(jià)指標(biāo)。同時(shí)，分析了處理過程中可能的機(jī)理和影響因素，為進(jìn)一步提高處理效果提供了理論依據(jù)。本文的研究不僅對(duì)陰離子聚丙烯酰胺的制備和應(yīng)用具有重要意義，也為水體中有機(jī)物的處理提供了新的思路和方法。通過深入研究陰離子聚丙烯酰胺的絮凝性能和機(jī)理，有望為環(huán)境保護(hù)和水資源管理提供更為高效、環(huán)保的技術(shù)支持，推動(dòng)水體污染治理工作的持續(xù)發(fā)展。二、陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑的制備將2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸和去離子水加入到反應(yīng)瓶中，進(jìn)行攪拌。加入引發(fā)劑硝酸鈰銨溶液，繼續(xù)通氮?dú)?，待體系起粘后，加入助引發(fā)劑過硫酸鉀溶液。反應(yīng)完成后，產(chǎn)物用丙酮沉淀、無(wú)水乙醇洗滌浸泡、真空干燥后得到陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑。堿的選擇：可以使用氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鈉中的任一種，優(yōu)選氫氧化鈉。2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸和丙烯酰胺的物質(zhì)的量之比：優(yōu)選為11617。水的重量：為2丙烯酰胺基2甲基丙磺酸、丙烯酰胺重量的912倍。通過以上方法，可以制備出具有特殊鏈結(jié)構(gòu)的星形陰離子型聚丙烯酰胺絮凝劑，用于水處理中有機(jī)物的處理研究。三、陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑對(duì)水中特征有機(jī)物的處理效果陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑（APAM）在處理水中特征有機(jī)物方面表現(xiàn)出顯著的效果。鄰苯二甲酸酯類（PAEs）化合物是痕量有機(jī)污染物中的一種典型物質(zhì)，廣泛存在于空氣、水體、土壤及生物體內(nèi)，對(duì)人體的內(nèi)分泌系統(tǒng)和生殖機(jī)能有潛在危害。在PAEs化合物中，鄰苯二甲酸二乙酯（DEP）是其典型代表。研究顯示，陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑能夠有效地處理含有PAEs的廢水。與無(wú)機(jī)絮凝劑相比，APAM的投加量更少，但處理效果卻顯著提高。例如，在處理鋼鐵廠廢水、電鍍廠廢水、冶金廢水和洗煤廢水等工業(yè)廢水時(shí)，APAM能夠有效地去除懸浮顆粒和有機(jī)物，提高水質(zhì)。APAM還被廣泛應(yīng)用于飲用水處理。對(duì)于源自江河且渾濁度較高的水源，APAM能夠顯著改善水質(zhì)，使水變得清澈。與無(wú)機(jī)絮凝劑相比，APAM的投加量?jī)H為無(wú)機(jī)絮凝劑的50分之一，但處理效果卻是無(wú)機(jī)絮凝劑的幾倍至幾十倍。而且，APAM的殘余單體含量已達(dá)到食品級(jí)標(biāo)準(zhǔn)（小于05），無(wú)毒無(wú)害，對(duì)處理飲用水更為合適。陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑在處理水中特征有機(jī)物方面具有優(yōu)異的性能，能夠廣泛應(yīng)用于工業(yè)廢水和飲用水處理領(lǐng)域。其高效、環(huán)保的特性使其成為水處理行業(yè)中不可或缺的重要工具。四、陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑在實(shí)際應(yīng)用中的性能評(píng)估在水處理領(lǐng)域，陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑因其卓越的絮凝效果而被廣泛應(yīng)用。為了評(píng)估其在實(shí)際應(yīng)用中的性能，需要從多個(gè)維度進(jìn)行綜合考量。絮凝劑的投加量是影響處理效果的關(guān)鍵因素之一。適量的絮凝劑能夠有效地與水中的懸浮顆粒結(jié)合，形成較大的絮體，便于后續(xù)的沉降和分離。過量的絮凝劑可能導(dǎo)致絮體穩(wěn)定性下降，甚至產(chǎn)生二次污染。絮凝劑的選擇性對(duì)處理特定類型的水中特征有機(jī)物至關(guān)重要。不同類型的有機(jī)物對(duì)絮凝劑的敏感度不同，因此在處理過程中需要根據(jù)目標(biāo)污染物的特性選擇合適的絮凝劑。例如，對(duì)于疏水性較強(qiáng)的有機(jī)物，選擇具有較強(qiáng)吸附能力的絮凝劑更為有效。環(huán)境條件如pH值、水溫和水體中的其他化學(xué)物質(zhì)也會(huì)對(duì)絮凝劑的性能產(chǎn)生影響。例如，在酸性或堿性條件下，絮凝劑的電荷特性可能發(fā)生變化，從而影響其絮凝效果。在實(shí)際應(yīng)用中，需要對(duì)這些條件進(jìn)行優(yōu)化，以確保絮凝劑的最佳性能。經(jīng)濟(jì)性和環(huán)境友好性也是評(píng)估絮凝劑性能的重要指標(biāo)。理想的絮凝劑應(yīng)具有較低的成本和較小的環(huán)境影響。在評(píng)估過程中，應(yīng)考慮絮凝劑的生產(chǎn)成本、處理過程中的能耗以及可能產(chǎn)生的廢棄物對(duì)環(huán)境的影響。陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑在實(shí)際應(yīng)用中的性能評(píng)估是一個(gè)復(fù)雜的過程，需要綜合考慮絮凝劑的投加量、選擇性、環(huán)境條件適應(yīng)性以及經(jīng)濟(jì)和環(huán)境友好性等多個(gè)方面。通過這些評(píng)估，可以為水處理工藝的優(yōu)化提供科學(xué)依據(jù)，確保水質(zhì)的安全和可持續(xù)性。五、結(jié)論與展望制備的陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑具有較高的絮凝效果，能夠有效地去除水中的特征有機(jī)物，如染料、農(nóng)藥殘留物、表面活性劑等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該絮凝劑在低劑量下即可實(shí)現(xiàn)高效的水質(zhì)凈化。通過優(yōu)化絮凝劑的合成條件，如單體比例、引發(fā)劑種類和用量、反應(yīng)時(shí)間和溫度等，可以進(jìn)一步提高絮凝劑的處理效率和選擇性。絮凝劑的分子量和分子結(jié)構(gòu)對(duì)其性能也有顯著影響。與傳統(tǒng)的絮凝劑相比，陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑具有更好的生物降解性和較低的毒性，有利于環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，該絮凝劑的成本較低，具有較高的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。展望未來，本研究的陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑在水處理領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。為了進(jìn)一步提高其性能和應(yīng)用范圍，未來研究可以從以下幾個(gè)方面展開：探索更多種類的單體和功能性助劑，以實(shí)現(xiàn)絮凝劑性能的多樣化和定制化。例如，引入具有特定官能團(tuán)的單體，可以增強(qiáng)絮凝劑對(duì)特定有機(jī)物的吸附和去除能力。深入研究絮凝劑的絮凝機(jī)理，包括絮體形成過程、絮體結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性等，以便更好地理解其處理特征有機(jī)物的過程，并為絮凝劑的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供理論指導(dǎo)。開展大規(guī)模應(yīng)用試驗(yàn)，評(píng)估絮凝劑在實(shí)際水處理過程中的性能和穩(wěn)定性，以及對(duì)環(huán)境的影響。同時(shí)，研究絮凝劑的再生和循環(huán)利用技術(shù)，降低處理成本和環(huán)境負(fù)擔(dān)。結(jié)合其他水處理技術(shù)，如吸附、生物降解、膜分離等，構(gòu)建綜合處理系統(tǒng)，提高對(duì)復(fù)雜水體中多種特征有機(jī)物的去除效率，實(shí)現(xiàn)高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的水處理目標(biāo)。通過不斷的研究和創(chuàng)新，陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑有望成為水處理領(lǐng)域的重要材料，為保護(hù)水資源和改善生態(tài)環(huán)境做出貢獻(xiàn)。參考資料：隨著工業(yè)的快速發(fā)展，大量有機(jī)污染物被排放到水體中，對(duì)環(huán)境和人類健康造成了嚴(yán)重威脅。特征有機(jī)物由于其難降解性和生物毒性，成為了水處理領(lǐng)域的重要研究對(duì)象。陰離子聚丙烯酰胺（APAM）作為一種高效的絮凝劑，廣泛應(yīng)用于水處理過程中。本文旨在探討APAM的制備及其對(duì)水中特征有機(jī)物的處理效果。APAM的制備主要采用聚合法，即將丙烯酰胺（AM）與陰離子單體（如丙烯酸、甲基丙烯酸等）在引發(fā)劑的作用下進(jìn)行聚合。聚合過程中，可以通過控制反應(yīng)條件（如溫度、pH值、濃度等）來調(diào)節(jié)APAM的分子量、電荷密度和絮凝性能。制備APAM的關(guān)鍵在于選擇合適的聚合條件和配方，以獲得具有優(yōu)良絮凝性能的產(chǎn)物。同時(shí)，還需注意控制生產(chǎn)過程中的能耗和污染，實(shí)現(xiàn)綠色生產(chǎn)。APAM在水中特征有機(jī)物的處理中發(fā)揮了重要作用。一方面，APAM可以通過電中和作用和吸附架橋作用，使有機(jī)物失去穩(wěn)定性并聚集沉降，從而實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的去除。另一方面，APAM可以作為載體或媒介，通過共沉淀或吸附作用將有機(jī)物從水中轉(zhuǎn)移到沉淀物中，從而達(dá)到凈化水質(zhì)的目的。APAM的分子量和電荷密度對(duì)特征有機(jī)物的處理效果也有顯著影響。分子量和電荷密度較高的APAM具有更強(qiáng)的絮凝能力，能夠有效去除水中的特征有機(jī)物。陰離子聚丙烯酰胺（APAM）作為一種高效的水處理絮凝劑，在特征有機(jī)物的處理中具有廣泛的應(yīng)用前景。通過優(yōu)化聚合條件和配方，可以制備出性能優(yōu)良的APAM，進(jìn)一步提高特征有機(jī)物的去除效率。APAM的使用也會(huì)帶來一定的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，因此需要嚴(yán)格控制使用量和排放量，并積極探索綠色生產(chǎn)方法。未來的研究應(yīng)關(guān)注APAM的降解機(jī)制和生態(tài)毒性，為水處理技術(shù)的可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。聚丙烯酰胺絮凝劑為水溶性高分子聚合物，不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的磨擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽(yáng)離子和兩性型四種類型。聚丙烯酰胺絮凝劑廣泛應(yīng)用于增稠、穩(wěn)定膠體、減阻、粘結(jié)、成膜、生物醫(yī)學(xué)材料等方面。水處理中作助凝劑、絮凝劑、污泥脫水劑。石油鉆采中作降水劑，驅(qū)油劑。在造紙過程中作助留劑，補(bǔ)強(qiáng)劑。聚丙烯酰胺絮凝劑為水溶性高分子聚合物，不溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，具有良好的絮凝性，可以降低液體之間的磨擦阻力，按離子特性分可分為非離子、陰離子、陽(yáng)離子和兩性型四種類型。聚丙烯酰胺絮凝劑廣泛應(yīng)用于增稠、穩(wěn)定膠體、減阻、粘結(jié)、成膜、生物醫(yī)學(xué)材料等方面。水處理中作助凝劑、絮凝劑、污泥脫水劑。石油鉆采中作降水劑，驅(qū)油劑。在造紙過程中作助留劑，補(bǔ)強(qiáng)劑。聚丙烯酰胺絮凝劑溶解時(shí),應(yīng)注意將產(chǎn)品均勻的慢慢地加入帶攪拌和加熱措施的溶解器中,應(yīng)避免結(jié)固,溶液在適宜溫度下配制,并應(yīng)避免長(zhǎng)時(shí)間過劇的機(jī)械剪切.建議攪拌器60—200轉(zhuǎn)/min,否則會(huì)導(dǎo)致聚合物降解,影響使用效果.聚丙烯酰胺絮凝劑在廢水處理中的絮凝作用是由于它的兩個(gè)特點(diǎn)：長(zhǎng)鏈(線)狀的分子結(jié)構(gòu)和聚丙烯酰胺分子中含有大量活性基團(tuán)。聚丙烯酰胺是直鏈狀聚合物，因每個(gè)分子是由十萬(wàn)個(gè)以上的單體聚合構(gòu)成，分子鏈相當(dāng)長(zhǎng)。它如果完全伸直，其長(zhǎng)度要比一般的分子(如蔗糖)或離子(如ca2+)長(zhǎng)數(shù)萬(wàn)倍以上。由于它的分子長(zhǎng)而細(xì)，會(huì)彎曲或卷曲成不規(guī)則的曲線形狀。這個(gè)長(zhǎng)分子鏈向外側(cè)伸出許多化學(xué)活性基團(tuán)：酰胺基－conh2及羧基－cooˉ。酰胺基是非離子性基團(tuán)，但亦善于形成副價(jià)鍵而與其它物質(zhì)的活性基團(tuán)吸附并連結(jié)起來。由于聚丙烯酰胺分子長(zhǎng)而細(xì)并有許多化學(xué)活性基團(tuán)，它們能和沉淀微粒產(chǎn)生很多連接而形成較大的絮凝物，這些絮凝物的結(jié)構(gòu)就象棉絮那樣，松散、無(wú)定形，互相連結(jié)但不很穩(wěn)固，內(nèi)部有很多空間和很多微細(xì)的網(wǎng)絡(luò)，包藏著大量液體，因而絮凝物的比重頗接近它所存在的液體本身。絮凝物中還網(wǎng)絡(luò)了各種各樣的微粒，這就將各種不同成分、不同性質(zhì)、不同大小的微粒集合在一起。良好的絮凝劑處理能將溶液中原有的微粒完全網(wǎng)絡(luò)除去，使溶液顯得特別清亮透明和有光澤。由于絮凝物的尺寸較大，它的沉降和過濾都比較快。聚丙烯酰胺絮凝劑與廢水中膠體的絮凝作用是通過化學(xué)吸附和物理網(wǎng)絡(luò)這兩種形式產(chǎn)生的。根據(jù)上述機(jī)理可知，分子量較高、分子較長(zhǎng)的聚丙烯酰胺，能吸附較多的微粒，形成網(wǎng)絡(luò)的能力較強(qiáng)，故絮凝效能較好。同理，聚丙烯酰胺分子中羧基的比例適當(dāng)也很重要，因廢水中的膠體多數(shù)帶負(fù)電，聚丙烯酰胺需要有適量的羧基通過鈣離子架橋與它作用。但如果羧基含量太多，聚丙烯酰胺分子本身負(fù)電過強(qiáng)，本身分子之間的相斥力過大，也不利于絮凝作用。聚丙烯酰胺(PAM)的種類分為陰離子、陽(yáng)離子、非離子、兩性離子型，在廢水處理中，聚丙烯酰胺絮凝劑用來提高水處理過程中沉降、澄清、過濾、離心等工藝的效率。聚丙烯酰胺采用光聚絕熱聚合后水解工藝，具有獨(dú)特的創(chuàng)新性.水溶性好，絮凝效果好，規(guī)格齊全，聚丙烯酰胺年產(chǎn)量逾千噸，滿足廣大客戶需求。聚丙烯酰胺簡(jiǎn)稱PAM，分為：陰離子聚丙烯酰胺，陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，兩性離子聚丙烯酰胺，主要用城市、工業(yè)污水處理、油田、造紙業(yè)、金屬礦業(yè)、洗煤、紡織印染、皮革廠等行業(yè)，凈水產(chǎn)品，投加量少，效果顯著，價(jià)格合理，快速達(dá)到污水處理效果。聚丙烯酰胺絮凝劑的增稠、絮凝和對(duì)流體的流變性調(diào)節(jié)的作用所具備的性能使得它在石油開采中充當(dāng)了重要的角色。它廣泛地被用于鉆井、堵水、酸化水、壓裂、洗井、完井、減阻、防垢和驅(qū)油等方面。使用聚丙烯酰胺絮凝劑是為了提高石油的開采率(EOR)。特別是許多油田已進(jìn)入二次、三次開采，油藏深度一般都在1000m以上，有的油藏深度達(dá)7000m，地層的非均質(zhì)性以及海上油田給采油作業(yè)提出了更加苛刻的條件，深層采油和海上采油相應(yīng)地也給PAM提出了新的要求，要求它耐剪力，耐高溫(100℃以上直至200℃)，耐鈣離子、鎂離子，耐海水降解。自20世紀(jì)80年代以來，國(guó)外對(duì)適用于采油的PAM的基礎(chǔ)研究和制備、應(yīng)用研究以及品種開發(fā)各方面均取得了很大進(jìn)展。美國(guó)菲利浦石油公司(PhillipsPetroleumCo．)專家阿罕默德M．A．和彼得H．D，對(duì)PAM在高溫高鹽礦化水中的研究結(jié)果表明：(1)在礦化度很低(＜20×10-6)時(shí)，無(wú)論濃度、水解度及相對(duì)分子質(zhì)量大小如何，PAM水溶液的濁點(diǎn)均在204℃以上；二價(jià)陽(yáng)離子濃度稍有增加，濁點(diǎn)即大大降低，水解度越高，濁點(diǎn)降低越明顯；(3)在等摩爾水平上比較，鈣離子降低濁點(diǎn)的作用大于鎂離子，Sr離子和Ba離子；(4)二價(jià)陽(yáng)離子濃度大于等于100×10娟時(shí)，水解度是決定聚丙烯酰胺絮凝劑溶液濁點(diǎn)的關(guān)鍵參數(shù)；(5)相對(duì)分子質(zhì)量和濃度也影響溶液濁點(diǎn)，但相對(duì)于水解度而言是次要因素；(6)聚丙烯酰胺絮凝劑水解后溶液濁點(diǎn)降低，水解是一平衡過程，水解平衡值隨溫度而不同；(7)在溫度小于75℃時(shí)，聚丙烯酰胺絮凝劑在任何礦化度的水溶液中均穩(wěn)定，超過75℃后，隨溫度升高，沉淀物形成加快，降低水的礦化度可延長(zhǎng)穩(wěn)定時(shí)間，但要求的礦化度往往低于油田水實(shí)際礦化度。在油田生產(chǎn)過程中，由于地層的非均質(zhì)性，常產(chǎn)生水浸問題，需要進(jìn)行堵水，其實(shí)質(zhì)是改變水在地層中的滲流狀態(tài)，以達(dá)到減少油田產(chǎn)水、保持地層能量、提高油田最終采收率的目的。聚丙烯酰胺絮凝劑類化學(xué)堵水劑具有對(duì)油和水的滲透能力的選擇性，對(duì)油的滲透性降低最高可超過10%，而對(duì)水的滲透性減少可超過90%。選擇性堵水這一特點(diǎn)是其他堵水劑所沒有的，通常按地層類型選擇合適的聚丙烯酰胺相對(duì)分子質(zhì)量。均質(zhì)性好、平均滲透率高的油層，可選用中相對(duì)分子質(zhì)量((500～。700)×10。)的聚丙烯酰胺絮凝劑；基巖滲透率低的裂縫性油層或滲透率變化大的油層，可選用高相對(duì)分子質(zhì)量(1000×10。以上)的聚丙烯酰胺。聚丙烯酰胺在使用時(shí)可不交聯(lián)使用，但可與鋁鹽、鉻鹽、鋯鹽等交聯(lián)生成凝膠使用，還可添加某些樹脂以形成互容聚合物網(wǎng)絡(luò)，使之具有更高的耐溫性。該方法已在國(guó)內(nèi)碳酸鹽底水油藏高含水油田堵水中應(yīng)用，取得明顯效果。采用聚丙烯酰胺還可調(diào)整地層內(nèi)吸水剖面及封堵大孔道，實(shí)踐中已取得良好效果。我國(guó)各油田在使用聚丙烯酰胺絮凝劑方面都做了大量試驗(yàn)。油田用平均相對(duì)分子質(zhì)量為(300～350)×10‘，水解度為10%～15%的聚丙烯酰胺，在油井堵水上獲得良好效果。采用水解度為30%，相對(duì)分子質(zhì)量為400×10。的聚丙烯酰胺絮凝劑在地質(zhì)鉆探上，起到了維護(hù)孔壁穩(wěn)定，防止鉆孔滲漏的作用。采用水解度為30%的聚丙烯酰胺絮凝劑作鉆井液處理劑，降低了鉆井液的滲透速度，提高了鉆孑L速度，縮短了鉆井液的攪拌時(shí)間，因而減少鉆井液攪拌和臺(tái)數(shù)，提高黏土造漿率達(dá)30%～50%。有時(shí)，在堵水中需使用部分交聯(lián)的聚丙烯酰胺。為了提高堵水出油的選擇性，交聯(lián)度要盡量低些。聚丙烯酰胺絮凝劑的相對(duì)分子質(zhì)量通常在(300—500)×10。之間，相對(duì)分子質(zhì)量的選擇以孔隙結(jié)構(gòu)的滲透率為依據(jù)。滲透率大于1D的堵層，聚合物相對(duì)分子質(zhì)量以300×10。左右為宜。滲透率更高時(shí)，叮用(500～800)×10。的聚丙烯酰胺。水解度也和堵層巖石的性質(zhì)有關(guān)，灰?guī)r吸附能力強(qiáng)，水解度應(yīng)高些，約為20%～30%，砂巖吸附能力低，水解度為5%～20%。作為鉆井液調(diào)整劑，經(jīng)常使用部分水解聚丙烯酰胺(HPAM)，它由聚丙烯酰胺水解而得。其作用是調(diào)節(jié)鉆井液的流變性，攜帶巖屑，潤(rùn)滑鉆頭，減少流體損失等。用聚丙烯酰胺調(diào)制的鉆井液比重低，可減輕對(duì)油氣層的壓力和堵塞，容易發(fā)現(xiàn)油氣層，并有利于鉆井，鉆井速度比常規(guī)鉆井液高19%，比機(jī)械鉆速高45%左右。還可大大減少卡鉆事故，減輕設(shè)備磨損，并能防止發(fā)生井漏和坍塌。壓裂工藝是油田開發(fā)致密層的重要增產(chǎn)措施。亞甲基聚丙烯酰胺交聯(lián)而成的壓裂液，因具有高黏度，低摩阻、良好的懸砂能力、濾失性小、黏度穩(wěn)定性好、殘?jiān)?、貨源廣、配制方便和成本低而被廣泛應(yīng)用。在壓裂和酸化處理中，將聚丙烯酰胺絮凝劑配制成濃度為0．01%～4%的水溶液，泵入井下地層，使地層斷裂。聚丙烯酰胺絮凝劑水溶液具有增稠攜砂、降低壓裂液流失的作用。而且，聚丙烯酰胺有降阻作用，因而能使壓力的傳遞損失下降。以AMPs與甲基丙烯酸、丙烯酰胺制備的三元共聚物，適用于各種鹽水鉆井液，起到良好的高溫緩凝作用。美國(guó)：Halliburton公司推出的AMPS與丙烯酸的共聚物，AMPS與N，N一二甲基丙烯酰胺的共聚物和羧甲基羥乙基纖維素組成的復(fù)合物作為油井水泥外加劑，可有效地降低水鉆井液的高溫濾失量。AMPs與丙烯酰胺和淀粉的接枝共聚物，AMPS與丙烯酰胺和N，N一二甲基丙烯酰胺的共聚物，AMPS與腐殖酸和丙烯酰胺的接枝共聚物在淡水鉆井液、鹽水鉆井液、飽和鹽水鉆黏土分散和其他因素造成的污染往往引起鉆井液的黏度增加，此時(shí)需要用降黏劑來控制鉆井液的流變性。常見的、用量最大的鉆井液降黏劑為鐵鉻木質(zhì)素磺酸鹽降黏劑(FCLS)。AMPs與丙烯酸和甲基丙烯酸的三元共聚物用作鉆井液降黏劑取代FCLS，即保留了FcIJS良好的抗鹽性能和抗溫性能，又克服了FCIJS的毒性。研究表明，三元共聚物比二元共聚物的抗高價(jià)金屬離子的能力更強(qiáng)。AMPS與丙烯酸和衣康酸的共聚物，可用作配制海水、鹽水的增黏劑，使完井液黏度提高4倍以上，并且具有良好的熱穩(wěn)定性，克服了傳統(tǒng)聚合物在鹽水體系中黏度下降的缺點(diǎn)。AMPs的均聚物與丙烯酸、丙烯腈、丙烯酰胺等形成的共聚物，可用作油田污水處理的絮凝劑、污泥脫水劑和防垢阻垢劑，F(xiàn)．Goodrich公司推出的由AMPS、丙烯酸和苯乙烯磺酸鈉組成的三元共聚物對(duì)硫酸鈣垢和磷酸鈣垢都有很好的抑制作用，其阻垢率均達(dá)到97%以上。文獻(xiàn)資料表明，以AMPs共聚物作水處理劑具有用量少，效果優(yōu)于現(xiàn)有聚丙烯酰胺類水處理劑的特點(diǎn)。聚丙烯酰胺產(chǎn)品在工業(yè)廢水處理方面主要作助凝劑或絮凝劑用，由于其分子鏈中含有一定量極性基因能吸附水中懸浮的固體粒子，使粒子間架橋形成大的絮凝物。它能夠加速懸浮液中的粒子的沉降，有非常明顯的加快溶液的澄清，促進(jìn)過濾等效果，廣泛用于化學(xué)工業(yè)廢水、廢液的處理。一般污水前段處理（氣浮或沉淀）用無(wú)機(jī)絮凝劑（PAC）和有機(jī)高分子絮凝劑(PAM)配合使用，而在后段處理是污泥脫水，用有機(jī)高分子絮凝劑（陽(yáng)離子聚丙烯酰胺）做污泥脫水藥劑使用，個(gè)別污水的污泥脫水也有選擇陰離子聚丙烯酰胺，這個(gè)要根據(jù)各廠實(shí)際情況做進(jìn)一步的確定。絮凝過程是目前國(guó)內(nèi)外眾多水處理工藝中應(yīng)用最廣泛、最普遍的單元操作之一，是廢水處理過程中不可缺少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。絮凝效果的好壞往往決定了后續(xù)流程的運(yùn)行狀況、最終出水水質(zhì)和費(fèi)用，選擇何種絮凝劑，對(duì)于提高出水水質(zhì)、降低制水成本有著最為重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。工業(yè)廢水涉及行業(yè)眾多，污水的性質(zhì)千變?nèi)f化，在聚丙烯酰胺的藥劑選擇方面我們要根據(jù)實(shí)際水質(zhì)和工藝流程綜合考量，去做燒杯試驗(yàn)確定。經(jīng)檢測(cè)幾家化工廢水處理污泥脫水，有用到陽(yáng)離子度特別高的甚至在50以上的，也有用到低陽(yáng)離子聚丙烯酰胺，離子度只有20，看來污水的復(fù)雜性和工藝的復(fù)雜性越來越讓人難以用經(jīng)驗(yàn)來判斷選擇何種絮凝劑處理該行業(yè)污泥，只能具體問題具體分析-------------（1）絮凝作用原理：PAM用于絮凝時(shí)，與被絮凝物種類表面性質(zhì)，特別是動(dòng)電位，粘度、濁度及懸浮液的PH值有關(guān)，顆粒表面的動(dòng)電位，是顆粒阻聚的原因加入表面電荷相反的PAM，能使動(dòng)電位降低而凝聚。（2）吸附架橋：PAM分子鏈固定在不同的顆粒表面上，各顆粒之間形成聚合物的橋，使顆粒形成聚集體而沉降。（4）增強(qiáng)作用：PAM分子鏈與分散相通過種種機(jī)械、物理、化學(xué)等作用，將分散相牽連在一起，形成網(wǎng)狀。聚丙烯酰胺PAM作為一種多功能添加劑．在油田鉆井工藝中用于泥漿的增調(diào)劑、穩(wěn)定劑和沉降絮凝制以改進(jìn)泥漿的流變性；能改進(jìn)懸浮顆粒的大小，提高懸浮力，加速原油的過濾、分離。作為土壤結(jié)構(gòu)成型劑，使井壁表面抗沖擊性能提高，鉆井通過啟層時(shí)使不易分散的液漿獲得高效的分離效果。使部分水解均聚丙烯酰胺與甲醛、乙二醛等發(fā)生羥甲基化反應(yīng)而生成側(cè)鏈含甲基的產(chǎn)物，在原油生產(chǎn)中可獲得滿意的效果。在二次采油時(shí)將聚丙烯酰胺PAM注人鹽水中，可提高鹽水的噴射能力，從多孔的巖石表面有效地將原油萃取下來。在水～油乳液中加入聚丙烯酰胺PAM，可明顯地降低乳液的粘度。加入貯油池內(nèi)，可降低油池表面的含水量，降低采用成本。在石油開采中，可增加注人水的粘度，避免擊穿油層，提高采油率。在第三次采油中用作增稠劑，增加驅(qū)油能力，提高油床開采效果。在油田領(lǐng)域內(nèi)，更新的陰、陽(yáng)離子的聚丙烯酰胺PAM可用于保護(hù)注人的地下水從啟孔滲透并凝集回收原油，提高油井生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性，控制水分向油層摻人。此外．PAM還用于壓裂液添加劑、潤(rùn)滑劑、降阻劑等。在油田化學(xué)中，聚丙烯酰胺PAM是多用途的添加劑，如鉆井液、洗井液、注水采油及提高采收率等都起著重要的作用。利用聚丙烯酰胺PAM線型大分子結(jié)構(gòu)，在湍流狀態(tài)下很容易按流動(dòng)方向取向成長(zhǎng)線條狀，抑制湍流發(fā)展。PAM可作為降摩劑的理想材料，在原油的長(zhǎng)距離管道輸送中，加入lmg/L(原油量)PAM聚丙烯酰胺，就能大大地降低原油輸送阻力，從而降低能耗。沉淀是發(fā)生化學(xué)反應(yīng)時(shí)生成了不溶于反應(yīng)物所在溶液的物質(zhì)。從字意上理解就是在重力作用下沉淀去除。污水中的懸浮物質(zhì)，可以這是一種物理過程，簡(jiǎn)便易行，效果良好，是污水處理的重要技術(shù)之一。根據(jù)懸浮物質(zhì)的性質(zhì)、濃度及絮聚丙烯酰胺凝性能，沉淀可以分為：自然沉淀，絮凝沉淀，區(qū)域沉淀。域沉淀的懸浮顆泣濃度較高(5000mg/L以上)，顆粒的沉降受到周圍其它顆粒影響，顆粒間相對(duì)位置保持不變，形成一個(gè)整體共同下沉，與澄清水之間有清晰的泥水界面。二次沉淀池與污泥濃縮池中均有區(qū)域沉淀發(fā)生。廢水中懸浮固體濃度不高。二沉池污泥斗中的聚丙烯酰胺濃縮過程以及在濃縮池中污泥的濃縮過程存在壓縮沉淀。自由沉淀發(fā)生在水中懸浮固體濃度不高，沉淀過程懸浮固體之間互不干擾，顆粒各自單獨(dú)進(jìn)行沉淀，顆粒的沉淀軌跡呈直線。整個(gè)沉淀過程中，顆粒的物理性質(zhì)，如形狀，大小及比重等不發(fā)生變化。這種顆粒在沉砂池中的沉淀是自由沉淀。聚丙烯酰胺廢水中懸浮固體濃度不高，而且不具有凝聚的性能，在沉淀過程中，固體顆粒不改變形狀，也不互相粘合，各自獨(dú)立地完成沉淀過程。（沉砂池和初沉池的初期沉淀）壓縮沉淀發(fā)生在高濃度懸浮顆粒的沉降過程中，由于懸浮顆粒濃度很高，顆粒相互之間已擠集成團(tuán)塊結(jié)構(gòu)，互相接觸，互相支承，下層顆粒間的水在上層顆粒的重力作用下被擠出，使污泥得到濃縮。二沉池污泥斗中的濃縮過程以及在濃縮池中污泥的濃縮過程存在壓縮聚丙烯酰胺沉淀。絮凝沉淀是顆粒物在水中作絮凝沉淀的過程。在水中投加混凝劑后，其中懸浮物的膠體及分散顆粒在分子力的相互作用下生成絮狀體且在沉降過程中它們互相碰撞凝聚，其尺寸和質(zhì)量不斷變大，沉速不斷增加。懸浮物的去除率不但取決于沉淀速度，而且與沉淀深度有關(guān)。地面水中投加混凝劑后形成的礬花，生活污水中的有機(jī)懸浮物，活性污泥在沉淀過程中都會(huì)出現(xiàn)絮凝沉淀的現(xiàn)象。顆粒狀聚丙烯酰胺絮凝劑不能直接投加到污水中。使用前必須先將它溶解于水，用其水溶液去處理污水。溶解顆粒狀聚合物的水應(yīng)該是干凈（如自來水），不能是污水。常溫的水即可，一般不需要加溫。水溫低于5℃時(shí)溶解很慢。水溫提高溶解速度加快，但40℃以上會(huì)使聚合物加快降解，影響使用效果。一般自來水都適合于配制聚合物溶液。強(qiáng)酸、強(qiáng)堿、高含鹽的水不適于用來配制。聚合物溶液濃度的選擇，建議為1%—3%，即1升水中加1g—3g聚合物粉劑。陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（CPAM）是一種重要的水處理劑，具有優(yōu)良的絮凝和凈化水質(zhì)的效果。本文主要探討了其生產(chǎn)工藝及絮凝性能。CPAM的生產(chǎn)主要采用聚丙烯酰胺（PAM）的陽(yáng)離子化反應(yīng)。PAM首先在酸性環(huán)境中進(jìn)行陽(yáng)離子化反應(yīng)，生成陰離子PAM。陰離子PAM在堿性環(huán)境中進(jìn)行中和反應(yīng)，生成CPAM。原料準(zhǔn)備：準(zhǔn)備聚合級(jí)丙烯酰胺（AM）、引發(fā)劑、陽(yáng)離子單體、交聯(lián)劑、去離子水等原料。聚合反應(yīng)：將AM、引發(fā)劑和去離子水在高壓反應(yīng)釜中混合，在一定溫度和壓力下進(jìn)行自由基聚合反應(yīng)，生成PAM。陽(yáng)離子化反應(yīng)：將PAM在酸性環(huán)境中與陽(yáng)離子單體反應(yīng)，生成陰離子PAM。洗滌、干燥：用去離子水洗滌CPAM，去除殘留的電解質(zhì)，然后在一定溫度下進(jìn)行干燥。CPAM作為一種高效的絮凝劑，其主要作用機(jī)理是通過其高分子鏈的吸附作用，將水中的懸浮顆粒物和有機(jī)物絮凝成大顆粒，通過沉降或過濾去除。其絮凝性能主要受以下幾個(gè)因素影響：分子量：CPAM的分子量對(duì)其絮凝性能有重要影響。分子量越大，其吸附能力