论文部分内容阅读
为了保证我国水资源的长期有效利用，解决逐渐严重的水环境污染问题，污水处理刻不容缓。而目前广泛使用的污水处理技术之一的絮凝沉淀法，絮凝剂的种类和性质直接决定了它的絮凝效果。作为一种有机高分子絮凝剂，阳离子聚丙烯酰胺CPAM的传统合成工艺虽较成熟，但仍存在产品质量不稳定、成本高等缺陷，因此研究新的合成方法并制得综合性能高的絮凝剂具有很大意义。论文旨在采用光引发聚合这一新技术研究和制备出相对分子质量高、溶解性高、残留单体含量低且絮凝效果优的阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂。论文研究以丙烯酰胺（AM）和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（DAC）为单体，在以365nm为主波峰的高压汞灯下，采用光引发聚合法，制备阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂。实验表明，有机偶氮引发剂A用量为5‰，单体质量分数为30%，阳离子度为40%，增溶剂B用量为4‰，反应体系pH值为5，反应时间为1h，合成的聚合物相对分子质量可达900万。通过红外光谱分析对聚合产物的结构进行表征，证明合成产物确为AM与DAC的共聚物CPAM。差热-热重分析表明自制阳离子聚丙烯酰胺在常温下是稳定的。紫外可见光谱分析证明单体之间确实发生了聚合反应，合成了新的物质CPAM。对自制CPAM的形貌结构进行扫描电镜分析，结果表明自制阳离子聚丙烯酰胺吸附架桥能力提高，絮凝性能增强。采用乙醇-水混合液提取聚合物中未反应丙烯酰胺单体，并用紫外分光光度法测定提取液中丙烯酰胺的含量。实验研究了反应时间、有机偶氮引发剂A、阳离子度、增溶剂B和络合剂EDTA对聚合产物残留AM含量的影响。结果表明，延长反应时间至60min，CPAM残留单体含量可降至0.21%；有机偶氮引发剂A用量为5‰和阳离子度为40%时，聚合物残留单体含量最低；增溶剂B对聚合物残单含量有一定影响；络合剂EDTA对聚合物的残单含量影响较小可不作考虑。将自制产品用于污泥脱水实验研究。实验表明，自制的CPAM分子量为800万，阳离子度为40%，投加量为30mL时脱水效果最好，滤饼含水率为82.2%，滤液浊度为1.41NTU。另外还将自制产品与国内外常用的三种絮凝剂进行污泥脱水效果对比实验，结果表示，自制产品污泥脱水效果优于山东产品，略优于江苏产品和日本产品。