聚合物类阻垢剂是一类非常重要的水处理剂,因其效果好、用量少被广泛用于循环冷却水系统中,以防止出现因管道结垢而造成的管道腐蚀和泄露现象。由于聚合物类阻垢剂在循环水中的分散性较好且难以生物降解,因此,直接或间接地排放废水,会造成水体中聚合物的富集和环境的污染。循环水中聚合物类阻垢剂的去除方法主要包括膜分离、絮凝法、芬顿法等,但此类方法具有操作复杂、成本较高、易引入新的污染物的缺点。为了弥补上述方法的不足,本试验以PAA、PESA、TH-2000、TH-3100为研究对象,采用紫外光-过氧化氢氧化法对循环水中的聚合物类阻垢剂进行分解,使用1227浊度法测定聚合物的浓度。确定了氧化分解的最佳试验条件,研究了溶液的初始pH和循环水中常见的离子对分解率的影响,探究了高浓度聚合物废水的分解曲线,并通过CNMR和HNMR表征以及固含量的测定来分析聚合物的分解产物。主要试验内容和结论如下:(1)PAA、PESA、TH-2000、TH-3100的初始浓度分别选为10mg/L、10mg/L、20mg/L、20mg/L,在254 nm的10W紫外灯氧化光解条件下,以过氧化氢为氧化剂,研究过氧化氢投加量对四种聚合物类阻垢剂分解率的影响。随着氧化剂投加量的增加,四种聚合物类阻垢剂的分解趋势大致相同,分解率先增加后稳定。分析可得PAA、PESA、TH-2000、TH-3100的最佳过氧化氢投加量分别是150mg/L、150mg/L、200mg/L、200mg/L。(2)在过氧化氢投加量为最佳条件时,研究在254nm下的紫外光装置中光解时间对四种聚合物类阻垢剂分解率的影响。随着光解时间的增加,四种聚合物类阻垢剂的分解趋势大致相同,分解率先增加后稳定。分析可得PAA、PESA、TH-2000、TH-3100的最佳紫外光光解时间分别为15min、12min、8min、15min,分解率分别可达87.64%、89.21%、95%、96.04%。(3)在过氧化氢投加量和紫外光光解时间均为最佳条件时,研究溶液的初始pH对各种聚合物类阻垢剂分解率的影响。通过实验可得,在pH为3-9时,四种聚合物类阻垢剂的分解趋势基本稳定,分解率基本变化不大,pH对PAA、PESA、TH-2000、TH-3100的分解率基本无影响。循环冷却水的pH 一般为7.5-9,因此在实际的聚合物类废水的处理中无需调节pH。(4)当过氧化氢投加量和紫外光光解时间均为最佳条件时,研究循环水中常见的离子对四种聚合物类阻垢剂分解率的影响。当Cl-浓度为0-1500mg/L、S042-浓度为0-2000mg/L、Ca2+浓度为0-1500mg/L、Mg2+浓度为0-1000mg/L时,离子浓度的变化对PAA、PESA、TH-2000、TH-3100的分解基本不产生影响。因此,利用紫外光氧化技术分解循环冷却水中的四种聚合物类阻垢剂时,无需调节水中Ca2+、Mg2+、Cl-、SO42-的浓度,为此方法在实际工业废水的应用中提供了极大便利。(5)为了探究PAA、PESA、TH-2000、TH-3100的分解曲线,选用的PAA、PESA、TH-2000、TH-3100浓度分别为10g/L、10g/L、20g/L、20g/L,过氧化氢浓度为90g/L,利用254nm的紫外光光解装置进行氧化分解。随着光解时间的增加,溶液中聚合物的浓度会迅速降低然后趋于稳定,光解时间为9.5h时,PAA的分解率为97.66%;光解时间为10h时,PESA的分解率为93.57%;光解时间为16h时,TH-2000的分解率75.84%,TH-3100的分解率为89.04%。(6)为了探究PAA、PESA、TH-2000、TH-3100的分解产物,对PAA、PESA、TH-2000、TH-3100分解前后的溶液进行CNMR和HNMR的表征分析及固含量的测定,PAA、PESA、TH-2000、TH-3100通过紫外光氧化分解,均生成了小分子物质和酸。固含量的测定结果显示,分解前后PAA、PESA的固含量变化较大,TH-2000、TH-3100的固含量基本无变化,证明分解后的PAA、PESA中可能含有CO2或H2O。综上所述,本试验采用紫外光氧化技术分解循环水中的聚合物类阻垢剂,此方法无需调节pH,操作简便、能耗低、去除效果好,且不受循环冷却水中常见离子浓度的影响,解决了聚合物废水难处理的难题,为工业循环水系统中聚合物类废水的处理提供了一种新的可能性。