超聲波合成P(AM-DAC)及污泥脫水應(yīng)用研究.pdf

1、隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人均需水量日益增長(zhǎng)。與此同時(shí)，蓬勃發(fā)展起來(lái)的給水、生活污水處理工藝使得我國(guó)污泥產(chǎn)生量急劇增加。這使得污泥的處理與處置成為了一個(gè)亟待解決的問(wèn)題。污泥脫水是解決此問(wèn)題的關(guān)鍵所在。混凝工藝是污泥脫水前的重要調(diào)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(shù)的核心。陽(yáng)離子聚丙烯酰胺因具有分子量高、單元結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、用量少、污泥調(diào)理效率高、易溶解等優(yōu)點(diǎn)，其常被用于污泥調(diào)理。研發(fā)新型高效絮凝劑用于污泥調(diào)理任重

2、道遠(yuǎn)。超聲引發(fā)合成陽(yáng)離子絮凝劑是近年來(lái)開(kāi)始研究的一種高效引發(fā)方式，超聲波在反應(yīng)液中將產(chǎn)生空化氣泡，并不斷變大膨脹、破滅，由此產(chǎn)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(yīng)。超聲波同時(shí)還具有增強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)效率，降低反應(yīng)所需活化能等作用。而超聲波較少用于引發(fā)合成陽(yáng)離子聚丙烯酰胺。對(duì)其進(jìn)行研究具有良好的理論、實(shí)際意義。
　　論文旨在研究超聲波引發(fā)合成陽(yáng)離子聚丙烯酰胺技術(shù)，并對(duì)其合成過(guò)程中主要影響因素進(jìn)行探究和優(yōu)化；通過(guò)

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(yáng)離子聚丙烯酰胺的組成、結(jié)構(gòu)和特性；并將陽(yáng)離子聚丙烯酰胺用于印染污泥和生活污泥調(diào)理，研究不同混凝條件對(duì)污泥調(diào)理的影響。
　　論文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下：
　?、訇?yáng)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(guò)單因素分析法確定了各種實(shí)

4、驗(yàn)因素對(duì)合成產(chǎn)品特性的影響，并進(jìn)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(yīng)溫度35℃、超聲時(shí)間20 min。在此最優(yōu)條件下合成P(AM-DAC)的特性粘度值達(dá)到最大的1266 mL·g-1。
　?、赑(AM-DAC)的表征
　　紅外光譜表示，P(AM-DAC)主要基團(tuán)的特征吸收峰在紅外光譜圖中均有體現(xiàn)，證明單體AM和DAC參與了聚

5、合反應(yīng)，聚合產(chǎn)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(zhì)子峰均在其聚合產(chǎn)物的圖譜中出現(xiàn)，再次證實(shí)了超聲波引發(fā)的產(chǎn)物是由 AM和DAC形成的共聚物P(AM-DAC)。熱重分析結(jié)果表明產(chǎn)物在30℃-200℃具有良好的熱穩(wěn)定性。掃描電鏡分析結(jié)果表明生成的產(chǎn)品具有褶皺多孔結(jié)構(gòu)，利于絮凝過(guò)程中污泥的沉降和脫水。
　?、跴(AM-DAC)在污泥脫水中的應(yīng)用
　　利用超聲波引發(fā)合成的一系列絮凝劑

6、對(duì)印染污泥和污水廠剩余污泥進(jìn)行脫水應(yīng)用的研究。實(shí)驗(yàn)結(jié)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(yīng)用的實(shí)驗(yàn)都表明，絮凝劑的陽(yáng)離子度為0-30%時(shí)，電中和能力隨著陽(yáng)離子度的變大而增強(qiáng)，陽(yáng)離子度超過(guò)30%，絮凝效果并沒(méi)有得到明顯提升。在最佳陽(yáng)離子度時(shí)，特性粘度越高，吸附架橋能力越強(qiáng)，產(chǎn)生更大的絮體粒徑，污泥比阻