超聲波合成P(AM-DAC)及污泥脫水應用研究.pdf

1、隨著我國社會經濟的不斷發(fā)展，人均需水量日益增長。與此同時，蓬勃發(fā)展起來的給水、生活污水處理工藝使得我國污泥產生量急劇增加。這使得污泥的處理與處置成為了一個亟待解決的問題。污泥脫水是解決此問題的關鍵所在?；炷に囀俏勰嗝撍暗闹匾{理步驟，旨在降低污泥含水率，提高污泥的脫水性能。絮凝劑是混凝技術的核心。陽離子聚丙烯酰胺因具有分子量高、單元結構穩(wěn)定、用量少、污泥調理效率高、易溶解等優(yōu)點，其常被用于污泥調理。研發(fā)新型高效絮凝劑用于污泥調理任重

2、道遠。超聲引發(fā)合成陽離子絮凝劑是近年來開始研究的一種高效引發(fā)方式，超聲波在反應液中將產生空化氣泡，并不斷變大膨脹、破滅，由此產生瞬間急劇升溫降溫和高溫高壓的環(huán)境，由此可引發(fā)一系列的自由基反應。超聲波同時還具有增強化學反應效率，降低反應所需活化能等作用。而超聲波較少用于引發(fā)合成陽離子聚丙烯酰胺。對其進行研究具有良好的理論、實際意義。
　　論文旨在研究超聲波引發(fā)合成陽離子聚丙烯酰胺技術，并對其合成過程中主要影響因素進行探究和優(yōu)化；通過

3、紅外光譜分析、核磁共振分析、熱重分析、掃描電鏡等探究陽離子聚丙烯酰胺的組成、結構和特性；并將陽離子聚丙烯酰胺用于印染污泥和生活污泥調理，研究不同混凝條件對污泥調理的影響。
　　論文的主要研究內容及結論如下：
　　①陽離子聚丙烯酰胺（P(AM-DAC)）的合成
　　論文以丙烯酰氧基乙基三甲基氯化銨（DAC）和丙烯酰胺（AM）為單體、VA044為引發(fā)劑，采用超聲波引發(fā)成功合成P(AM-DAC)。通過單因素分析法確定了各種實

4、驗因素對合成產品特性的影響，并進一步得到最佳的合成條件：AM:DAC=6:4，總單含量40%、引發(fā)劑濃度0.02%、pH=4、尿素含量0.4‰、EDTA濃度0.4‰、反應溫度35℃、超聲時間20 min。在此最優(yōu)條件下合成P(AM-DAC)的特性粘度值達到最大的1266 mL·g-1。
　　②P(AM-DAC)的表征
　　紅外光譜表示，P(AM-DAC)主要基團的特征吸收峰在紅外光譜圖中均有體現，證明單體AM和DAC參與了聚

5、合反應，聚合產物含有各單體單元。共聚物的1H-NMR圖顯示，用于合成P(AM-DAC)的兩種單體的質子峰均在其聚合產物的圖譜中出現，再次證實了超聲波引發(fā)的產物是由 AM和DAC形成的共聚物P(AM-DAC)。熱重分析結果表明產物在30℃-200℃具有良好的熱穩(wěn)定性。掃描電鏡分析結果表明生成的產品具有褶皺多孔結構，利于絮凝過程中污泥的沉降和脫水。
　?、跴(AM-DAC)在污泥脫水中的應用
　　利用超聲波引發(fā)合成的一系列絮凝劑

6、對印染污泥和污水廠剩余污泥進行脫水應用的研究。實驗結果為：處理印染污泥最佳的P(AM–DAC)投加量為50 mg·L-1,最佳的pH值為8。處理污水廠剩余污泥最佳的絮凝劑投加量為40 mg·L-1,最佳的pH值為7。兩種污泥脫水應用的實驗都表明，絮凝劑的陽離子度為0-30%時，電中和能力隨著陽離子度的變大而增強，陽離子度超過30%，絮凝效果并沒有得到明顯提升。在最佳陽離子度時，特性粘度越高，吸附架橋能力越強，產生更大的絮體粒徑，污泥比阻