時(shí)間:2022-04-22 16:21:07
序論:好文章的創(chuàng)作是一個(gè)不斷探索和完善的過(guò)程,我們?yōu)槟扑]十篇環(huán)境保護(hù)教育論文范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質(zhì),帶來(lái)更深刻的閱讀感受。
2公路交通工程建設(shè)中的環(huán)境保護(hù)措施
2.1合理選擇路線,精心設(shè)計(jì)
要減少公路工程建設(shè)對(duì)于環(huán)境破壞的一個(gè)最有效的方式就是選擇相對(duì)合理的路線,在路線選擇的時(shí)候要遠(yuǎn)離那些環(huán)境比較敏感的地區(qū),包含多個(gè)方面:像氣候、水資源、野生動(dòng)物的棲息地等等。公路路線在經(jīng)過(guò)那些植被比較茂密、動(dòng)物種類(lèi)比較多的路段的時(shí)候,就要盡量減少公路對(duì)于主河道的侵占以及對(duì)于周?chē)脖坏钠茐?。進(jìn)行路線設(shè)計(jì)為了減少工程建設(shè)對(duì)于地形和植被的破壞,減少對(duì)自然水系產(chǎn)生的影響,就要把傳統(tǒng)的定線方式改變,這樣不但能夠更好的提高定線的效率,還能使線路的布設(shè)跟沿線的地形吻合,減少斷背曲線等不良路線。在縱面設(shè)計(jì)的時(shí)候,要在平面線位的配合下進(jìn)行因勢(shì)利導(dǎo),不能過(guò)分的追求高指標(biāo),要減少大填大挖的現(xiàn)象出現(xiàn),這樣就能減少對(duì)自然植被所產(chǎn)生的毀壞。對(duì)于濕地、水源地等對(duì)生態(tài)環(huán)境起到重要作用的特殊地段,在進(jìn)行路線設(shè)計(jì)的時(shí)候要盡量選擇繞行。那些不能避開(kāi)的,就要選擇影響最小的路線,采用合理的措施減少環(huán)境破壞。公路建設(shè)在一定程度上破壞了山區(qū)或者丘陵地帶原有的自然穩(wěn)定性,因?yàn)殚_(kāi)挖問(wèn)題就可能導(dǎo)致應(yīng)力釋放引發(fā)坡度滑動(dòng)。當(dāng)前很多設(shè)計(jì)都很少考慮到應(yīng)力釋放問(wèn)題,只做了一些簡(jiǎn)單的地質(zhì)勘探工作,在出現(xiàn)滑坡問(wèn)題之后的治理費(fèi)用要比之前避免滑坡的費(fèi)用要高出很多。此外,還要重視公路排水設(shè)計(jì)問(wèn)題,因?yàn)榕潘O(shè)計(jì)不到位不但會(huì)影響公路本身的使用,還會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生破壞,出現(xiàn)沖刷原地表的現(xiàn)象。
2.2施工過(guò)程中的環(huán)境保護(hù)措施
2.2.1減少噪聲污染的措施
為了減少公路工程施工過(guò)程中可能產(chǎn)生的噪聲污染,就要注重對(duì)公路施工機(jī)械的保養(yǎng)問(wèn)題,保證機(jī)械有足夠的來(lái)減少噪聲。對(duì)于施工路段在居民住宅區(qū)的距離小于150m的情況,要限制施工的時(shí)間,也可以對(duì)施工的時(shí)間進(jìn)行調(diào)整,減少施工噪聲對(duì)于居民生活的干擾。為了進(jìn)一步強(qiáng)化施工工人的勞動(dòng)保護(hù),要實(shí)施輪班機(jī)械操作制度,減少大范圍接觸高分貝噪聲的時(shí)間。而對(duì)于那些在噪聲周?chē)ぷ鲿r(shí)間比較長(zhǎng)的工人,發(fā)放相應(yīng)的耳塞等保護(hù)工具讓他們進(jìn)行自我保護(hù)。除此之外,還可以設(shè)置相應(yīng)的公路防噪聲屏障,把金屬、輕型符合材料等多種材料結(jié)合在一起。
2.2.2減少大氣污染的措施
為了防范公路工程施工過(guò)程中可能產(chǎn)生的大氣污染,就要在施工過(guò)程中定時(shí)進(jìn)行灑水降塵工作,在粉塵材料運(yùn)輸?shù)臅r(shí)候要有遮擋措施。料場(chǎng)與攪拌站要設(shè)立在比較空曠的地區(qū),在距離兩百米的范圍之內(nèi)不能出現(xiàn)集中的學(xué)?;蛘呔用駞^(qū)等等。在進(jìn)行瀝青路面施工的時(shí)候,瀝青材料攪拌廠要設(shè)置在學(xué)?;蛘呔用駞^(qū)等環(huán)境敏感地點(diǎn)之外的風(fēng)向處,這樣為生產(chǎn)提供了方便的同時(shí),也符合衛(wèi)生方面的要求,此外,還要進(jìn)一步提高爆破技術(shù),可以采用合理的爆破器材以及裝藥方法,強(qiáng)化公路施工現(xiàn)場(chǎng)的管理,通過(guò)對(duì)施工人員進(jìn)行施工作業(yè)安排、技術(shù)交底與指導(dǎo),制定相應(yīng)的規(guī)章制度,從而減少爆破所產(chǎn)生的粉塵污染。
2.2.3減少水污染的措施
為了減少公路施工帶來(lái)的水污染,以路邊溝的路邊水污染為例,要把路面的水跟農(nóng)作物灌溉的水分開(kāi),可以在公路沿線設(shè)置一部分集水池,把公路路面水導(dǎo)入到這些水池中進(jìn)行凈化處理,經(jīng)過(guò)處理達(dá)標(biāo)之后排入到相應(yīng)的污水處理系統(tǒng)。
城鎮(zhèn)化等領(lǐng)域進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合研究,為炎陵縣經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快發(fā)展打造新的平臺(tái),充分發(fā)揮區(qū)位優(yōu)勢(shì)和特色資源優(yōu)勢(shì),提升區(qū)域的環(huán)境承載能力和綜合競(jìng)爭(zhēng)力.
1.2炎陵縣納入湘江流域科學(xué)發(fā)展總體規(guī)劃
按照經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的要求,進(jìn)一步做好湘江流域炎陵段重金屬污染治理和流域內(nèi)經(jīng)濟(jì)、文化、社會(huì)發(fā)展的“頂層設(shè)計(jì)”,使之成為生態(tài)良好、最宜居的生活家園.
2環(huán)境保護(hù)發(fā)展戰(zhàn)略的內(nèi)部環(huán)境分析
2.1污染物排放狀況
2006-2010年,縣市SO2、煙塵、工業(yè)粉塵、COD等主要污染物排放量均呈逐年下降趨勢(shì),全縣污染物減排工作成效顯著(圖1).
2.2環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀
2.2.1水環(huán)境質(zhì)量逐年改善2011年炎陵縣地表水水質(zhì)較好,炎帝陵斷面、太和斷面及曉陽(yáng)斷面的18個(gè)監(jiān)測(cè)項(xiàng)目未出現(xiàn)單次超標(biāo),年平均未超標(biāo),達(dá)到了GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅲ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn);在飲用水質(zhì)中,泵房斷面BOD5超標(biāo)一次,超標(biāo)率為8.3%.其余21個(gè)分析項(xiàng)目未出現(xiàn)單次超標(biāo),年平均值未超標(biāo),達(dá)到了GB3838-2002《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》Ⅱ類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)(數(shù)據(jù)來(lái)源:2006-2011年炎陵縣環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站).隨著全縣污染物排放總量的逐年下降,水環(huán)境質(zhì)量逐年改善(表1).2.2.2城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良
2011年城區(qū)環(huán)境空氣質(zhì)量?jī)?yōu)良,已到達(dá)《環(huán)境空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》一級(jí)標(biāo)準(zhǔn).其中,二氧化硫全年總檢點(diǎn)次數(shù)為150次,檢出次數(shù)為93次,檢出率為62.0%,年平均值為0.006mg/m3,較上年平均值(0.023mg/m3)下降73.9%;二氧化氮全年總檢點(diǎn)次數(shù)為150次,檢出次數(shù)為150次,檢出率為100%,年平均值為0.032mg/m3,比上年平均值(0.029mg/m3)上升10.3%;可吸入顆粒物全年總檢點(diǎn)次數(shù)為150次,檢出次數(shù)為150次,檢出率為100%,年平均值為(0.030mg/m3),較上年平均值(0.031mg/m3)下降3.2%(數(shù)據(jù)來(lái)源:2006-2011年炎陵縣環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站).隨著全縣污染物排放總量的逐年下降,空氣環(huán)境質(zhì)量在“十一五”間逐年改善(表2).2.2.3城區(qū)聲環(huán)境質(zhì)量保持良好截至2011年底,縣城區(qū)交通連續(xù)等效(A)聲級(jí)平均值為68.8分貝,低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值1.2分貝,與上年度相比增長(zhǎng)了0.1分貝.本年度最高值為69.6分貝,低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值0.4分貝;最低值為66.8分貝,低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值3.2分貝;縣城區(qū)環(huán)境噪聲連續(xù)等效(A)聲級(jí)平均值為51.75分貝,比上年度降低了4.37分貝.本年度最高值為58.5分貝,低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值1.5分貝;最低值為45.0分貝,低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)值15.0分貝(數(shù)據(jù)來(lái)源:2006-2011年炎陵縣環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站).
2.3節(jié)能減排情況
至2009年炎陵縣主要污染物減排情況:2005年二氧化硫排放總量是617.37噸,2009年排放量是1106.28噸,削減率是-79.30%.COD(化學(xué)需氧量)2005年排放總量是1593.09噸,2009年排放總量是1801.46噸,削減率是-12.59%(數(shù)據(jù)來(lái)源:2006-2011年炎陵縣環(huán)境保護(hù)監(jiān)測(cè)站).
3環(huán)境問(wèn)題分析
3.1工業(yè)結(jié)構(gòu)性污染仍比較突出
炎陵縣以鐵合金冶煉、化工、建材為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),能源結(jié)構(gòu)以煤為主,重工業(yè)型的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),不僅資源、能源消耗量大,而且“三廢”排放量大,工業(yè)結(jié)構(gòu)性污染問(wèn)題十分突出.尤其是鐵合金冶煉是其強(qiáng)勢(shì)發(fā)展的主導(dǎo)產(chǎn)業(yè),通過(guò)技術(shù)改造、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)可削減一定的污染物排放量,但污染物的排放總量仍然較高.
3.2城市生活污染加重
炎陵縣城市化進(jìn)程進(jìn)一步加快.城市化加快一是帶來(lái)城市人口增加,城市生活污水量逐年增加,全縣生活污水的COD、氨氮排放量分別達(dá)到1871.626噸、196.8噸,已成為水污染物的主要來(lái)源;二是生活垃圾產(chǎn)生量快速增長(zhǎng),而城市垃圾無(wú)害化處理能力不足,垃圾圍城的現(xiàn)象造成比較嚴(yán)重的二次污染問(wèn)題;三是城市機(jī)動(dòng)車(chē)流動(dòng)污染物排放量快速上升,機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染成為主要大氣污染源.
3.3污染治理任務(wù)十分艱巨
由于歷史欠賬較多,陳疴已久,雖經(jīng)治理,但環(huán)境質(zhì)量遠(yuǎn)未得到根本改善,其氣型、水型污染物排放量等標(biāo)污染負(fù)荷仍分別占全縣排放總量的70%、60%,環(huán)境容量過(guò)度飽和,也是縣區(qū)空氣質(zhì)量、洣水炎陵段水環(huán)境質(zhì)量提高的主要障礙.尤其是該區(qū)域大氣污染十分嚴(yán)重,污染治理任務(wù)仍十分艱巨.
3.4排污強(qiáng)度居高不下
炎陵縣鐵合金冶煉、化工等行業(yè)工業(yè)技術(shù)水平仍存在企業(yè)規(guī)模效益差、裝備落后、能源消耗高、資源利用率低、“三廢”排放量大等諸多問(wèn)題,導(dǎo)致萬(wàn)元GDP污染物排放強(qiáng)度居高不下,尤其是鐵合金冶煉等中小型企業(yè),排污強(qiáng)度大,污染處理成本高,環(huán)境監(jiān)控難度大.3.5農(nóng)村生態(tài)環(huán)境問(wèn)題不容忽視炎陵縣農(nóng)村生態(tài)環(huán)境雖然得到一定的恢復(fù),但生態(tài)環(huán)境問(wèn)題仍將是兩型社會(huì)建設(shè)關(guān)注的重點(diǎn).一是不合理施用農(nóng)藥、化肥帶來(lái)的污染和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問(wèn)題日趨嚴(yán)重;二是亂采濫挖礦產(chǎn)資源帶來(lái)生態(tài)植被破壞和水土流失;三是農(nóng)村工業(yè)污染遠(yuǎn)未得到有效控制;四是畜禽和水產(chǎn)養(yǎng)殖污染問(wèn)題日趨突出.
4環(huán)境目標(biāo)設(shè)計(jì)及戰(zhàn)略研究
4.1環(huán)境目標(biāo)設(shè)計(jì)以建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì)和生態(tài)宜居城市為總體目標(biāo),全面貫徹落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀,有效控制主要污染物排放,完成國(guó)家下達(dá)的約束性指標(biāo);抓好水污染防治,確保全縣人民飲用水安全;抓好大氣污染防治,大力減少鐵合金冶煉污染物排放,提升水環(huán)境質(zhì)量;抓好生態(tài)環(huán)境保護(hù)和農(nóng)村環(huán)境保護(hù),不斷推進(jìn)生態(tài)縣建設(shè)和農(nóng)村環(huán)境綜合整治;加強(qiáng)環(huán)境執(zhí)法力度,打擊環(huán)境違法行為,不斷解決群眾環(huán)境訴求,保障群眾環(huán)境權(quán)益[1].
4.2主要環(huán)境保護(hù)戰(zhàn)略
4.2.1調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局
縣域環(huán)境質(zhì)量的進(jìn)一步改善,單靠治理污染已無(wú)很大空間,調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和布局,是進(jìn)一步提升縣域環(huán)境質(zhì)量的根本出路.一是限制和逐步淘汰小化工、小鐵合金、陶土玻纖等高污染、高耗能、落后生產(chǎn)工藝和產(chǎn)能的產(chǎn)品;二是加快炎陵縣神龍?zhí)沾捎邢挢?zé)任公司、炎陵縣恒達(dá)陶瓷有限責(zé)任公司、炎陵縣保華陶瓷有限公司等企業(yè)脫硫技術(shù)改造;三是嚴(yán)格實(shí)施工業(yè)企業(yè)進(jìn)園,居民住房建設(shè)進(jìn)小區(qū)的區(qū)劃政策,改善居民居住生活條件;四是發(fā)展一批新型高效、低耗技術(shù)產(chǎn)業(yè),轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式.發(fā)展高效無(wú)污染科技材料、產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及生產(chǎn),符合經(jīng)濟(jì)規(guī)模的林紙一體化木漿、紙和紙板生產(chǎn),高檔紡織品生產(chǎn)及加工等項(xiàng)目,限制和逐步淘汰小化工、小鐵合金、陶土玻纖等高污染、高耗能、落后生產(chǎn)工藝、產(chǎn)能的產(chǎn)品,推進(jìn)產(chǎn)業(yè)機(jī)構(gòu)調(diào)整.
4.2.2加大城市生活污染防治力度
進(jìn)一步加強(qiáng)城鎮(zhèn)污水處理基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),加大對(duì)污水處理設(shè)施升級(jí)改造的技術(shù)指導(dǎo)和財(cái)政投入,加快未達(dá)標(biāo)污水處理設(shè)施的升級(jí)改造工作進(jìn)程,使污水治理投資發(fā)揮其作用和效益[2].力爭(zhēng)使全縣85%的生活污水進(jìn)行污水處理廠集中處理,尤其是新建和舊城改造區(qū)排水系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)雨污分流;嚴(yán)格規(guī)范生活污水處理廠的運(yùn)營(yíng)管理,生活污水處理廠實(shí)行民營(yíng)化,在線監(jiān)控設(shè)施由第三方運(yùn)營(yíng),提高生活污水處理運(yùn)行效率;進(jìn)一步加快城市垃圾處理工程建設(shè),建成無(wú)害化垃圾處理場(chǎng),完善垃圾滲漏液處理,確保穩(wěn)定達(dá)標(biāo)排放;改革機(jī)動(dòng)車(chē)排氣污染監(jiān)管和監(jiān)測(cè)體系,強(qiáng)化機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染控制工作.
4.2.3加大農(nóng)村環(huán)境保護(hù)力度
按照“清潔家園、清潔水源、清潔田園、清潔能源”的要求,繼續(xù)推進(jìn)農(nóng)村環(huán)境綜合整治工作.重點(diǎn)對(duì)農(nóng)村生活污水、生活垃圾、畜禽養(yǎng)殖污染、農(nóng)村工礦污染、農(nóng)業(yè)面源污染進(jìn)行整治[3].發(fā)展有機(jī)水稻產(chǎn)業(yè)帶、南方特色水果產(chǎn)業(yè)帶、G106沿線畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖帶、炎帝陵周邊觀光農(nóng)業(yè)園、無(wú)公害反季節(jié)蔬菜基地等.在有條件的鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)生態(tài)農(nóng)業(yè)示范區(qū).鼓勵(lì)發(fā)展太陽(yáng)能、風(fēng)能等清潔能源.集中整治一批環(huán)境問(wèn)題突出、群眾反映強(qiáng)烈的農(nóng)村環(huán)境污染問(wèn)題,使危害群眾健康的環(huán)境污染得到有效控制.
4.2.4加快深坑經(jīng)濟(jì)工業(yè)區(qū)建設(shè)
深坑九龍經(jīng)濟(jì)工業(yè)園是炎陵縣發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn),也是污染治理的重點(diǎn).加快大中型企業(yè)技術(shù)改造升級(jí)和污染源治理,從生產(chǎn)工藝流程減少污染;同時(shí)工業(yè)區(qū)的中小型冶煉、化工、建材企業(yè)統(tǒng)一搬遷至工業(yè)園區(qū),進(jìn)行技術(shù)改造,徹底改變工業(yè)園環(huán)境容量不夠的狀況;加快工業(yè)區(qū)道路、排水等基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),改善工業(yè)區(qū)臟、亂、差的形象,提升循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)區(qū)的綜合競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力和形象.
4.2.5加強(qiáng)輻射安全保護(hù)工作
建立放射源長(zhǎng)效綜合監(jiān)管機(jī)制,完善規(guī)范放射源和電磁輻射管理制度,加大廢棄放射源、放射性廢物的處置力度,基本控制輻射對(duì)人群的污染危害.放射源應(yīng)用安全對(duì)策:建立由環(huán)保部門(mén)牽頭,衛(wèi)生、公安等部門(mén)分工負(fù)責(zé)的全縣放射源安全保護(hù)綜合日常監(jiān)管機(jī)制;全面核實(shí)換發(fā)放射源安全許可證,實(shí)施放射源分類(lèi)身份管理,全縣所有放射源按國(guó)家的放射源編碼規(guī)則編寫(xiě)“編碼卡”,“編碼卡”伴隨放射源從生產(chǎn)到使用、處置和再生產(chǎn)的全過(guò)程;建立全縣放射源管理動(dòng)態(tài)檔案和數(shù)據(jù)庫(kù)[4].
關(guān)鍵詞:陽(yáng)離子聚丙烯酰胺聚丙烯酰胺反相微乳液聚合污泥脫水
1聚丙烯酰胺概述
聚丙烯酰胺主要用于造紙工業(yè)、三次采油、水處理、固液分離、污泥脫水和體系增稠,隨著聚合技術(shù)的發(fā)展,聚丙烯酰胺已由最初干粉(膠體)發(fā)展成為現(xiàn)在的干粉、膠乳和微膠乳三種形式。八十年代獲得工業(yè)化生產(chǎn)的聚丙烯酰胺膠乳產(chǎn)品,其發(fā)展速度相當(dāng)快,在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,其生產(chǎn)規(guī)模占已聚丙烯酰胺總量的70~80%。九十年展的聚丙烯酰胺微膠乳仍處于試驗(yàn)階段,許多技術(shù)問(wèn)題仍有待解決,近幾年的研究極為活躍,可以預(yù)計(jì)在不久的將來(lái)聚丙烯酰胺微膠乳產(chǎn)品將實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
我國(guó)為數(shù)眾多的企業(yè)生產(chǎn)聚丙烯酰胺干粉,有些科研單位曾經(jīng)試制過(guò)膠乳產(chǎn)品,但產(chǎn)品主要性能指標(biāo)如固含量和穩(wěn)定性方面與國(guó)外先進(jìn)水平差距較大,難以與干粉產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng),而微膠乳產(chǎn)品則處于實(shí)驗(yàn)研究階段。
隨著三次采油、廢水處理和功能性造紙?zhí)砑觿┑刃袠I(yè)的技術(shù)進(jìn)步,對(duì)聚丙烯酰胺的需求量大幅度增加。聚丙烯酰胺干粉產(chǎn)品具有生產(chǎn)技術(shù)簡(jiǎn)單且產(chǎn)品分子量高的特點(diǎn),在使用過(guò)程中存在著溶解時(shí)間長(zhǎng)和易受攪拌剪切降解,需配備專(zhuān)門(mén)的干粉溶解裝置等弊端,且在生產(chǎn)和使用過(guò)程中易產(chǎn)生粉塵飛揚(yáng),危害操作者身體健康和對(duì)環(huán)境造成污染。膠乳產(chǎn)品具有溶解速度快和使用方便的特點(diǎn),受到了用戶的歡迎,但由于膠乳產(chǎn)品系聚丙烯酰胺微小膠粒懸浮在油相中的熱力學(xué)不穩(wěn)定物系,長(zhǎng)期放置易發(fā)生分層現(xiàn)象。而近十年來(lái)發(fā)展起來(lái)的聚丙烯酰胺微膠乳是透明或半透明的油水雙連續(xù)相體系,具有高度穩(wěn)定性,但丙烯酰胺反相微乳液的形成條件嚴(yán)格,微膠乳產(chǎn)品存在分子量較低和乳化劑含量過(guò)高的缺點(diǎn)。
2陽(yáng)離子聚丙烯酰胺
陽(yáng)離子聚丙烯酰胺是近幾年發(fā)展最快的品種,在西方發(fā)達(dá)國(guó)家其年增長(zhǎng)率為5~10%,已占聚丙烯酰胺總產(chǎn)量的60%以上。我國(guó)的情況比較特殊,陰離子聚丙烯酰胺占總產(chǎn)量的90%以上,主要用于石油開(kāi)采,陽(yáng)離子聚丙烯酰胺產(chǎn)量很小而且生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模也很小,幾乎沒(méi)有形成一定規(guī)模的生產(chǎn)裝置。隨著水處理行業(yè)的飛速發(fā)展,對(duì)陽(yáng)離子聚丙烯酰胺需求高速增長(zhǎng),相信國(guó)內(nèi)陽(yáng)離子聚丙烯酰胺將會(huì)在近幾年有一個(gè)較大的發(fā)展。
陽(yáng)離子聚丙烯酰胺主要包括以下三種:低分子量聚胺類(lèi)、丙烯酰胺與陽(yáng)離子單體共聚類(lèi)和非離子聚丙烯酰胺改性類(lèi)。聚胺類(lèi)包括聚乙烯亞胺、聚乙烯咪唑啉、胺—表氯醇縮合物及其改進(jìn)產(chǎn)品,這類(lèi)產(chǎn)品電荷密度高但分子量低,主要用于功能性造紙?zhí)砑觿?、石油開(kāi)采和化妝品等行業(yè),很少用于污泥脫水。丙烯酰胺與陽(yáng)離子單體共聚類(lèi)陽(yáng)離子聚合物產(chǎn)量最大,陽(yáng)離子單體主要指(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)和二甲基二烯丙基氯化胺(DMDAC),其中P(AM—DMC)產(chǎn)品分子量較高,陽(yáng)離子度0~100%之間可調(diào),粉狀陽(yáng)離子聚丙烯酰胺幾乎全部屬于此類(lèi)結(jié)構(gòu),我國(guó)用于污泥脫水的粉狀陽(yáng)離子聚丙烯酰胺亦屬于此類(lèi),產(chǎn)品分子量400~600萬(wàn),陽(yáng)離子度30~50%,其主要問(wèn)題在于DMC需要進(jìn)口,價(jià)格昂貴,導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。對(duì)于P(AM—DMDAC)而言,由于DMDAC單體空間位阻較大,聚合活性差,很難制備分子量和陽(yáng)離子度都令人滿意的產(chǎn)品,所以用于污泥脫水的不多,而且DMDAC吸水性極強(qiáng),該類(lèi)產(chǎn)品通常為液狀。非離子聚丙烯酰胺的酰胺基可與多種試劑反應(yīng),其中與甲醛二甲胺反應(yīng)可生成叔胺結(jié)構(gòu)聚合物,進(jìn)一步季胺化生成季胺鹽。由于聚丙烯酰胺水溶液的粘度非常大,通常600~800萬(wàn)分子量時(shí)2%濃度已很粘稠,這就給水溶液反應(yīng)帶來(lái)困難,由于PAM濃度很低,導(dǎo)致陽(yáng)離子度通常不會(huì)超過(guò)10%且殘余甲醛濃度較高。對(duì)于污泥中有機(jī)質(zhì)含量不高的縣級(jí)污水處理廠而言,低成本的非離子聚丙烯酰胺Mannich變性產(chǎn)品是適用的。
3丙烯酰胺微乳液聚合技術(shù)進(jìn)展
水溶性單體的聚合分為水溶液聚合、反相乳液聚合和反相微乳液聚合,水溶性單體包括(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸二甲胺基乙酯、(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、AMPS、二甲基二烯丙基氯化銨等。我國(guó)主要采用水溶液聚合技術(shù),產(chǎn)品以干粉形式供應(yīng)。反相乳液聚合是六十年展起來(lái)的一種新型乳液聚合技術(shù),八十年代取得了較大進(jìn)展,其中聚丙烯酰胺膠乳系列產(chǎn)品已獲得大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。反相微乳液聚合的研究始于八十年代,法國(guó)科學(xué)家FrancoiseCandau在該領(lǐng)域進(jìn)行了卓有成效的研究。我國(guó)天津大學(xué)哈潤(rùn)華等也對(duì)微乳液聚合的動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了研究,目前微乳液聚合的研究主要集中在微乳液的結(jié)構(gòu)和丙烯酰胺的反相微乳液聚合機(jī)理上,業(yè)已取得的成果為:
(1)微乳液的結(jié)構(gòu)和特性
目前對(duì)微乳液結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)仍然存在著許多不同的觀點(diǎn),如CandauF的雙連續(xù)相模型、Friberg的增溶膠束模型、Scriven的三維周期性網(wǎng)絡(luò)模型、Lindman的界面松散態(tài)聚集體模型等,許多模型都能解釋微乳液的某些性質(zhì),但都存在一定的缺陷。但對(duì)以下結(jié)論是認(rèn)同的,即微乳液是一種各向同性的熱力學(xué)穩(wěn)定體系但它是分子異相體系,水相和油相在亞微觀水平上是分離的,并顯示出各自的特性。微乳液的液滴直徑為8~80nm,因而是透明或半透明的,有利于進(jìn)行光化學(xué)聚合。
正相微乳液只有在較高的表面活性劑/單體比例下在很窄的表面活性劑濃度范圍內(nèi)才能形成并且通常需要使用助乳化劑;而反相微乳液則較易形成,因?yàn)闃O性單體在體系中往往充當(dāng)助乳化劑,因此丙烯酰胺的反相微乳液聚合更易獲得工業(yè)化生產(chǎn)。
(2)丙烯酰胺的反相微乳液聚合
CandauF首先以甲苯為油相,琥珀酸雙(2-乙基己酯)磺酸鈉為乳化劑制備了丙烯酰胺反相微乳液,并用AIBN和過(guò)硫酸鉀兩種不同的引發(fā)劑引發(fā)AAm聚合,建立了反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型,其后又將Beerbower-Hill提出的內(nèi)聚能比觀點(diǎn)推廣應(yīng)用于微乳液體系的乳化劑選擇上,取得了較好效果。
微乳液聚合具有極快的聚合速率,通常在100min內(nèi)轉(zhuǎn)化率可達(dá)90%以上,在反應(yīng)最初的幾分鐘內(nèi)聚合速率就達(dá)到一個(gè)最大值,隨后,通常在聚合轉(zhuǎn)化率為20~30%時(shí),聚合速率開(kāi)始下降。在第二階段中,聚合速率下降的趨勢(shì)在某一轉(zhuǎn)化率處變緩,而這個(gè)轉(zhuǎn)化率的值隨反應(yīng)溫度的升高而增大。
微乳液聚合的分子量與引發(fā)劑濃度的關(guān)系不大,聚合后體系含有兩類(lèi)粒子,一類(lèi)是直徑小于50nm的聚合物乳膠粒,另一種是直徑在3nm左右的AOT膠束,乳膠粒中的聚合物分子數(shù)很少(1~17條),分子量很高(106~107)。
聚丙烯酰胺微膠乳的實(shí)用合成技術(shù)要想獲得工業(yè)化生產(chǎn),必須解決以下幾個(gè)問(wèn)題:一是通常認(rèn)為反相微膠乳聚合物的分子量不會(huì)太高,應(yīng)研究如何提高微膠乳分子量的問(wèn)題,第二是微乳液聚合的乳化劑濃度通常為很高,進(jìn)一步降低乳化劑濃度有利于降低生產(chǎn)成本,第三是乳化劑的選擇多是經(jīng)驗(yàn)或半經(jīng)驗(yàn)的,應(yīng)研究如何有目的的選擇或合成確切結(jié)構(gòu)的乳化劑的問(wèn)題。
4絮凝與污泥調(diào)質(zhì)處理
絮凝是通過(guò)有機(jī)高分子絮凝劑對(duì)懸浮液(或膠體)中細(xì)小顆粒的電中和和吸附架橋使其脫穩(wěn)的過(guò)程,有機(jī)高分子絮凝劑必須具有較高的相對(duì)分子量和線性結(jié)構(gòu)以及適度的電荷密度,其分子結(jié)構(gòu)、離子形態(tài)、強(qiáng)度和分布、分子量和分布及支化程度等都會(huì)對(duì)絮凝效果產(chǎn)生影響,針對(duì)給定懸浮液特點(diǎn)合成確切結(jié)構(gòu)的絮凝劑,使絮凝劑產(chǎn)品形成系列化是科研工作者共同的任務(wù)。
城市污水處理廠污泥脫水調(diào)質(zhì)處理是有機(jī)高分子絮凝劑應(yīng)用的重要方面,污泥分為生污泥(初沉污泥和剩余污泥)和消化污泥,應(yīng)根據(jù)污泥的種類(lèi)和性質(zhì)選擇有機(jī)高分子絮凝劑。污泥中VSS/SS(SS中有機(jī)物比例)較高時(shí),應(yīng)盡量選用陽(yáng)離子度高的絮凝劑,并增加絮凝劑投加量;污泥中SS濃度高時(shí),應(yīng)選用高分子量的絮凝劑,SS濃度低時(shí),可選用分子量較低的絮凝劑;污泥PH高時(shí)(消化污泥),應(yīng)選用官能團(tuán)為季銨鹽結(jié)構(gòu)的絮凝劑,pH低時(shí),叔胺和季銨鹽結(jié)構(gòu)的絮凝劑均可使用。
5我們的工作
作者進(jìn)十年來(lái)一直從事水溶性聚合物的研究工作,先后承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家“863”、國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)和山東省重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目,其中超高分子量聚丙烯酰胺干粉產(chǎn)品分子量達(dá)到2500萬(wàn),水溶時(shí)間為30分鐘。近年來(lái)我們對(duì)丙烯酰胺類(lèi)水溶性單體反相乳液聚合和微乳液聚合進(jìn)行了深入研究,提出了水溶性單體反相準(zhǔn)微乳液聚合新工藝,該工藝具有乳液聚合的特點(diǎn),即產(chǎn)品分子量高和乳化劑含量低,同時(shí)兼有微乳液聚合的特點(diǎn),即聚合速度快和產(chǎn)品高度穩(wěn)定。并且在國(guó)際上首次實(shí)現(xiàn)聚丙烯酰胺微膠乳工業(yè)化生產(chǎn),由于采用了先進(jìn)獨(dú)體的聚合技術(shù),微膠乳產(chǎn)品具有很高的分子量和極窄的分子量分布、極快的溶解速度和無(wú)不溶物的特點(diǎn)。聚丙烯酰胺微膠乳產(chǎn)品主要技術(shù)指標(biāo)如下:
產(chǎn)品外觀:透明或半透明微膠乳固含量≥30%分子量:800~1500萬(wàn)
水溶時(shí)間:3分鐘乳化劑含量≤12%(以丙烯酰胺計(jì))。