高分子量阳离子型污泥脱水剂的制备及应用

摘要

污水治理是二十一世纪环保战略之一，而污水治理过程产生大量污泥，这些经生化法处理后产生的污泥，其含水率一般在95﹪～99.5﹪之间，体积很大，不利于污泥的输送，因此必须对污泥进行脱水处理。而通常在脱水过程中加入的聚丙烯酰胺脱水剂，其分子结构中的，有较强的亲水性，形成的絮团也有较强的亲水性，处理后的污泥泥饼不仅含水量大，且水分不易蒸发。因此需合成一种能降低污泥含水率，泥饼中水分易蒸发的高效新型絮凝脱水剂。 本实验在聚合时加入阳离子单体AETMAC和DMC，制备出的聚合物不仅对污泥颗粒的电中和能力强，且因其所带的活性侧基具有疏水性，使絮团减少了亲水性，因而在过滤时泥、水容易分离，泥饼的含水量低且水分易蒸发。本课题采用复合引发体系(氧化一还原体系和V-50复合)，根据水溶液自由基聚合反应合成了丙烯酰胺、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵的共聚物。研究单体浓度、引发剂用量等对聚合反应的影响。确定正交试验的因素与水平，得出最佳合成工艺条件。即单体浓度25﹪、氧化还原引发剂浓度0.015﹪、v-50浓度0.08﹪、单体配比2：l：l，根据此结果制得了特性粘度[η]达15.46dl/g的聚合物P(DMC/AETMAC/AM)。 将P(DMC/AETMAC/AM)用于污泥脱水处理后，考察了其对污泥比阻、滤液透光率、泥饼固含率的影响，并得出当产品溶解浓度为0.1﹪，投加量为60mg/L时，污泥比阻值最小为7.2×10<'8>s<'2>/g，滤液透光率91.7﹪，泥饼固含率92.3﹪。且处理后的泥饼干燥速度明显高于聚丙烯酰胺和某国外进口产品。

目录

文摘

英文文摘

独创性说明和关于论文使用授权的说明

引 言

1文献综述

1.1污泥中水分的存在形式

1.2污泥脱水剂的作用机理

1.2.1无机絮凝脱水剂的作用机理

1.2.2高分子絮凝脱水剂的作用机理

1.3污泥脱水剂的发展现状

1.3.1无机高分子絮凝脱水剂

1.3.2有机高分子絮凝脱水剂

1.3.3微生物絮凝脱水剂

1.4阳离子型聚丙烯酰胺污泥脱水剂的制备方法

1.4.1聚丙烯酰胺的阳离子改性法

1.4.2丙烯酰胺(AM)单体与阳离子单体共聚合成阳离子型聚丙烯酰胺

1.5阳离子聚丙烯酰胺的发展前景

2阳离子型聚丙烯酰胺脱水剂的制备

2.1共聚反应体系的选择

2.1.1阳离子单体的选择

2.1.2引发剂体系的选择

2.2聚合反应机理

2.3聚合物固含量的测定

2.4聚合物分子量的测定

2.5实验药品与仪器

2.6实验步骤

2.7共聚反应条件的研究

2.7.1低温引发剂用量对共聚合的影响

2.7.2二次引发剂用量对聚合反应的影响

2.7.3单体浓度对聚合反应的影响

2.7.4 EDTA浓度对聚合物特性粘度的影响

2.7.5尿素浓度对聚合物特性粘度的影响

2.7.6单体配比对聚合物特性粘度的影响

2.8正交试验

2.9平行实验

2.10小结

3污泥脱水剂化学降解性能研究

3.1污泥脱水剂化学降解机理

3.1.1氧化降解

3.1.2光催化降解

3.2影响污泥脱水剂化学降解的因素

3.3污泥脱水剂降解实验

3.4结果与讨论

3.4.1溶解时间对聚合物分子量的影响

3.4.2溶解温度对聚合物分子量的影响

3.5小结

4 P(DMC/AETMAC/AM)的污泥脱水效果

4.1实验原料及仪器

4.2实验方法

4.2.1污泥脱水实验

4.2.2污泥含固率的测定

4.2.3污泥比阻的测定

4.3实验结果与讨论

4.3.1 P(DMC/AETMAC/AM)投加量对污泥脱水效果的影响

4.3.2脱水剂种类对脱水效果的影响

4.3.3 P(DMC/AETMAC/AM)投加量对污泥比阻的影响

4.3.4 P(DMC/AETMAC/AM)的浓度对污泥比阻的影响

4.3.5脱水剂种类对污泥脱水后干燥情况的影响

4.4小结

结论

参考文献

附录滤液粘度的测定

致谢

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