近年來,隨著社會經濟的發展,我國污水產量逐年遞增,隨之而來的便是污泥量的大幅增加,污泥的有效處理與妥善處置已成為不可忽視的環境問題。污泥減量化是污泥處理過程的前提與關鍵,它直接決定著污泥后續的輸送、穩定與最終處置,而污泥脫水又是污泥減量化的常見方式�；瘜W調理法通過在污泥中添加化學藥劑,可以有效改善污泥顆粒表面屬性,使污泥易于脫水。作為最常見的化學調理劑,絮凝劑能夠通過電中和和吸附架橋作用使污泥顆粒相互聚集、絮凝,降低污泥比阻,從而有效改善污泥脫水性能。陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)絮凝劑由于正電荷密度高、分子量高、價格低廉、殘留毒性少等特點,被廣泛應用于各種水處理與污泥脫水處理中,但現有的CPAM絮凝劑還存在分子量較低、絮凝效果不穩定、易水解等缺點。因此,尋求新的制備方法、優化工藝條件、探索結構特征等對制備分子量高、溶解性好、適用范圍廣的CPAM具有重要意義。論文采用一種新型的陽離子單體甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨(MAPTAC),在紫外光引發聚合條件下,與丙烯酰胺(AM)發生聚合反應,成功制備出陽離子聚丙烯酰胺P(AM-MAPTAC)。通過單因素和響應面實驗討論了各反應條件對聚合產物特性粘度與轉化率的影響,得到優化制備條件:反應體系pH值4.75,引發劑v-044濃度0.07%,EDTA-2Na濃度0.20%,MATPAC濃度20mol%,光照時間60min。在優化條件下制備的P(AM-MAPTAC)特性粘度最高可達14.90dL/g,分子量為742萬,且各因素的影響顯著性為光照時間>反應體系pH值>引發劑濃度>MATPAC濃度>EDTA-2Na濃度。通過紅外光譜、核磁共振氫譜、掃描電鏡、差熱/熱重分析對聚合產物進行了結構表征,結果表明:AM和MAPTAC單體成功發生聚合反應,聚合產物為陽離子聚丙烯酰胺P(AM-MAPTAC);聚合產物表面存在凸起和微孔結構,比表面積較大,易溶解于水,絮凝性能良好;聚合產物P(AM-MAPTAC)在常溫下十分穩定,不易分解。將自制P(AM-MAPTAC)絮凝劑應用于市政污泥與印染污泥脫水處理中,討論P(AM-MAPTAC)投加量、特性粘度、陽離子度、污泥pH值等因素對污泥脫水效果的影響,并將自制P(AM-MAPTAC)絮凝劑與市售常用CPAM絮凝劑進行對比分析,結果表明:當P(AM-MAPTAC)投加量為40mg/L、特性粘度為14.90dL/g、陽離子度為25%、pH值為6時,市政污泥脫水效果最好,上清液剩余濁度、濾餅含水率、污泥比阻最低可達到4.70NTU、71%、3.9412m/kg;印染污泥的最佳處理條件為投加量40mg/L、p H值10;自制P(AM-MAPTAC)絮凝劑比市售常用CPAM絮凝劑絮凝效果好,且p H適用范圍更廣,耐酸堿性較強。
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