废水中的聚丙烯酰胺如何去除

物理方法混凝沉淀法：原理：通过向废水中加入混凝剂（如聚合氯化铝、硫酸铝等），混凝剂在水中水解产生的胶体可以吸附废水中的聚丙烯酰胺。这些胶体带有正电荷（如铝离子水解产生的氢氧化铝胶体），能够与聚丙烯酰胺分子链上的部分基团（如阴离子聚丙烯酰胺的负电荷基团）发生静电吸引，同时通过架桥作用使聚丙烯酰胺聚集形成较大的絮体。

操作过程：一般先将混凝剂配制成一定浓度的溶液，按照合适的投加量（根据废水的性质和聚丙烯酰胺的含量确定，如一般投加量为 50 - 200mg/L）加入到废水中。然后进行快速搅拌（约 100 - 150 转 / 分钟）使混凝剂和聚丙烯酰胺充分混合，反应数分钟后，再进行缓慢搅拌（约 30 - 60 转 / 分钟），促进絮体的长大。较后通过静置沉淀（一般需要 30 - 60 分钟），使絮体沉淀到水底，从而去除废水中的聚丙烯酰胺。

过滤法：原理：利用过滤介质（如石英砂、活性炭、滤网等）拦截废水中的聚丙烯酰胺。对于颗粒较大的聚丙烯酰胺絮凝体，通过滤网等可以直接进行机械拦截；对于较小的分子或溶解态的聚丙烯酰胺，当它们吸附在一些具有吸附性的过滤介质（如活性炭）上时，也能被有效去除。

操作过程：可以采用砂滤池、活性炭过滤器或者滤网过滤器等设备。例如，在砂滤池中，废水通过多层不同粒径的石英砂，粒径较大的聚丙烯酰胺絮凝体被上层较粗的石英砂拦截，随着废水的渗透，较小的颗粒和溶解态的聚丙烯酰胺被下层较细的石英砂吸附或拦截。在使用过程中，需要定期对过滤介质进行反冲洗，以恢复其过滤性能。

化学方法氧化分解法：原理：利用氧化剂（如高锰酸钾、过氧化氢、次氯酸钠等）将聚丙烯酰胺分子链中的化学键破坏，使其分解为小分子物质，从而达到去除的目的。例如，过氧化氢在一定条件下可以产生羟基自由基（・OH），这些自由基具有很强的氧化性，能够攻击聚丙烯酰胺分子链中的酰胺键（-CONH₂），使分子链断裂。

操作过程：根据废水中聚丙烯酰胺的含量和废水的体积，确定合适的氧化剂投加量。例如，使用过氧化氢时，投加量在 100 - 500mg/L 之间。将氧化剂加入废水后，通过搅拌或曝气等方式使氧化剂和聚丙烯酰胺充分接触反应。反应时间根据氧化剂的种类和浓度以及反应条件而定，一般需要 30 - 120 分钟。反应完成后，还需要进一步处理生成的小分子物质，以满足排放标准。

水解法：原理：在碱性条件下，聚丙烯酰胺分子中的酰胺基（-CONH₂）可以发生水解反应，转化为羧基（-COOH）和铵离子（-NH₃⁺）。随着水解反应的进行，聚丙烯酰胺的分子结构发生改变，其絮凝等性能下降，并且在后续的处理过程中更容易被去除。

操作过程：向废水中加入碱（如氢氧化钠）调节 pH 值到 9 - 11 左右，使聚丙烯酰胺发生水解。在一定的温度（如 30 - 60℃）下反应数小时（根据聚丙烯酰胺的初始浓度和水解程度要求，需要 2 - 6 小时）。水解后的废水可以通过混凝沉淀或过滤等方法进一步处理，去除水解产物。