造紙污泥脫消水的合成及其脫水性能的研究.pdf

1、本文首先選用高電荷密度的陽(yáng)離子單體二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)、丙烯酰胺(AM)兩種原料，通過(guò)水溶液聚合法反應(yīng)，合成了聚合物P(DMDAAC-AM)，也稱PAD聚合物，通過(guò)紅外光譜等方法對(duì)其結(jié)構(gòu)及相關(guān)性能進(jìn)行表征和測(cè)試；然后又利用合成的PAD聚合物與甲醛、二甲胺為單體，同樣采用水溶液聚合法，合成了最終產(chǎn)物：一種造紙污泥脫水用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺聚合物，并采用造紙污泥對(duì)其脫水性能進(jìn)行測(cè)試。
　　 其中，在兩次聚合反應(yīng)過(guò)程中，均

2、研究了不同的氧化還原引發(fā)體系對(duì)產(chǎn)物特性粘數(shù)的影響，考察了氧化還原引發(fā)體系中引發(fā)劑濃度，氧化劑與還原劑質(zhì)量比以及反應(yīng)體系的溫度、pH值，所選單體的配比，反應(yīng)時(shí)間等因素對(duì)產(chǎn)物特性粘數(shù)的影響。結(jié)果表明；聚合物P(DMDAAC-AM)的最佳反應(yīng)條件為：反應(yīng)溫度60℃，單體配比，即丙烯酰胺：二甲基二烯丙基氯化銨(AM∶DMDAAC)為1∶2，氧化還原引發(fā)劑濃度3.0×10﹣2mol/L，pH值8.0，反應(yīng)時(shí)間2.5h；其相對(duì)分子質(zhì)量為5.3×10

3、6，陽(yáng)離子度為42％，殘余單體的量為4％，溶解時(shí)間為33min;最終得到的聚合產(chǎn)物的最佳反應(yīng)條件為：?jiǎn)误w配比(PAD∶甲醛)為1∶0.8∶1，氧化還原引發(fā)劑濃度為3.0×10﹣2mol/L，pH值為8.5，過(guò)程Ⅰ的反應(yīng)溫度控制為50℃，反應(yīng)時(shí)間為1.5h，控制過(guò)程Ⅱ的反應(yīng)溫度為70℃，反應(yīng)時(shí)間為1.5h；最終合成產(chǎn)物的相對(duì)分子質(zhì)量為7.6×106，陽(yáng)離子度為50％，殘余單體的量為2％，溶解時(shí)間為37min。
　　 在考察其脫水性

4、能的實(shí)驗(yàn)中，主要研究了其最佳脫水條件（主要考慮溫度，pH值和攪拌對(duì)脫水劑脫水性能的影響）以及在最佳脫水條件下的最佳投加量、最佳沉降時(shí)間以及在最佳投加量和最佳沉降時(shí)間下的脫水率，并對(duì)其價(jià)格進(jìn)行了大致估算，最后選擇與市場(chǎng)上常用的國(guó)產(chǎn)的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(CPAM)和奧輝進(jìn)口的日本產(chǎn)的高分子有機(jī)脫水劑的性能及價(jià)格作了比較。結(jié)果表明：該脫水劑的最佳脫水溫度為20℃，比較適用于中性、弱酸性或弱堿性的環(huán)境，并且脫水作用的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)采用慢速攪拌，并且該

5、脫水劑配制成質(zhì)量濃度為0.2％的脫水劑液體，在最佳脫水條件下處理污泥時(shí)，最佳投加量為1ml/1，最佳沉降時(shí)間為20min;該藥劑價(jià)格依照合成比例估算，則合成1t污泥脫水用聚合物的原料成本為13689.50元，如果其它的費(fèi)用，如電費(fèi)、能耗費(fèi)、直接人工費(fèi)、制造費(fèi)用（工資、折舊、維修費(fèi)、辦公差旅費(fèi)、勞務(wù)運(yùn)輸費(fèi)等）按占總費(fèi)用的40％（日產(chǎn)40t月產(chǎn)1200t的生產(chǎn)規(guī)模的經(jīng)驗(yàn)值）來(lái)算，1t的該污泥脫水劑的總費(fèi)用大約為22830.00元，如果廠家按

6、獲利10％來(lái)出售，則1t的該脫水劑的售價(jià)為25200.00元，處理噸干污泥的費(fèi)用為50.4元。
　　 在對(duì)比試驗(yàn)中，與工程上用的PAM8005A脫水劑相對(duì)比而言，本課題合成的脫水劑的水分脫除率提高了10.54％，污泥沉降時(shí)間縮短了20.00％，價(jià)格幾乎降低了一半；與日本三井496H相比較，該脫水劑的污泥沉降時(shí)間較長(zhǎng)，但是其脫水率也提高了6.03％，價(jià)格下降了34.21％。除此之外，由于PAD、甲醛與二甲胺的聚合反應(yīng)中，二甲胺、甲

7、醛可以與前面聚合反應(yīng)中剩余的丙烯酰胺反應(yīng)，從而降低了丙烯酰胺的殘余量，使得對(duì)環(huán)境的二次污染大大減少，這表明該脫水劑不僅價(jià)格便宜，而且還具有環(huán)境效益，具有一定的市場(chǎng)推廣價(jià)值。
　　 通過(guò)對(duì)文章所選造紙污泥的基礎(chǔ)性質(zhì)的研究（結(jié)果以質(zhì)量百分比計(jì)）為：污泥含水率為97.69％；干污泥有機(jī)物含量為62.00％，灰分含量為38.00％；pH值為7.2;干污泥纖維含量為38.12％。根據(jù)此污泥的基礎(chǔ)性質(zhì)，人們可以將其用于混合燃燒、土壤改良、農(nóng)