改性聚丙烯酰胺类絮凝剂的合成及应用研究

【摘要】随着城市化和工业化的快速发展，污泥产量的迅猛增加，提高污泥处理能力，保护水资源迫在眉睫。絮凝是一种通过聚集分散颗粒而使污水达到净化的方法，目前已经广泛地应用于采矿业、造纸厂、污水厂及油田等的水处理中。近年来，具有良好絮凝效果的高分子絮凝剂由于其独特的絮凝分子结构（长链、电荷密度、接枝等）得到快速发展和应用。研究发现，当高分子絮凝剂应用于污泥脱水处理时，其絮凝脱水作用大大降低了处理后污泥滤饼含水率。因此，絮凝剂的结构和性质是影响絮凝效果的关键因素。众所周知，污泥胶体粒子表面带有负电荷，因此表面带有高密度正电荷的阳离子型絮凝剂备受关注。本论文首先以过硫酸钾为引发剂，反相乳液聚合法合成阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)。通过正交实验探讨了引发剂浓度、交联剂量、油水比、乳化剂用量等因素对聚合效果的影响，确定最佳合成工艺路线。其次，壳聚糖是甲壳素脱乙酰基衍生物，由于其无毒、且具有良好生物降解性及相容性，已经广泛应用于污水处理。但是,壳聚糖在碱性和中性溶液中溶解性极差，且较大的空间位阻和较小的分子量也限制了其应用。接枝改性是一种方便有效地提高壳聚糖絮凝效果的方法。本文以硫酸铈为引发剂，溶液聚合法合成新型壳聚糖接枝高分子絮凝剂(chitosan-g-PAM-AA)。通过正交实验探讨了最佳的合成反应条件，并在最佳反应条件下与阳离子剂（二甲基二烯丙基氯化铵）进行阳离子改性，合成阳离子接枝共聚絮凝剂(C-chitosan-g-PAM-AA)。最后，将无机絮凝剂硫酸铝和有机高分子絮凝剂反应制备化学复合絮凝剂。并且对以上几种絮凝剂进行红外、X射线衍射和扫描电镜表征。将上述几种絮凝剂应用于市政污泥的处理，考察了絮凝剂的投料量、接枝率、阳离子度、污泥的酸碱度、温度等对絮凝脱水效果的影响。利用滤饼含水率和污泥比阻评价了几种絮凝剂的絮凝脱水效果。结果表明，弱酸性条件及温度升高有利于絮凝剂的絮凝作用，因此夏天进行污泥处理效果更好。化学复合絮凝剂的污泥脱水效果优于其余几种絮凝剂，污泥含水率由95%降至滤饼含水率为62.80%。总之，本文合成了四种改性聚丙烯酰胺絮凝剂，并用于污泥脱水中，取得良好的污泥脱水效果。因此，本课题是一个有广阔发展前景的研究课题。
【作者】陈秋；
【导师】张玉敏；
【作者基本信息】吉林大学，应用化学，2014，硕士
【关键词】絮凝剂合成；絮凝；污泥脱水；滤饼含水率；污泥比阻；

【参考文献】
[1]范海燕,范文来,徐岩.应用GC-O和GC-MS研究豉香型白酒挥发性香气成分[J].食品与发酵工业.
[2]高铸.以经济相互依赖推动中日政治合作研究[D].华中师范大学,外交学,2013,硕士.
[3]郭雪利.职业教育教师培训系统化设计研究[D].华东师范大学,职业技术教育学,2013,硕士.
[4]陆宝乐.单频掺镱光纤激光器及其主振荡功率放大实验研究[D].西北大学,光学,2014,博士.
[5]杨敏.《亘史钞》研究[D].安徽大学,中国古代文学,2013,硕士.
[6]赵宇靖.N-V中心在量子信息处理和量子计算中应用的研究[D].湖南师范大学,原子与分子物理,2014,博士.
[7]李欣童.内部控制信息披露对审计收费的影响[D].北京交通大学,2014.
[8]鲁保云,岳红.针对生物振荡网络分析的周期系统目标敏感性方法研究(英文)[J].自动化学报,2012,07:1065-1073.
[9]袁瑛.传统职业生涯与无边界职业生涯的特征及其对组织承诺、离职倾向的影响[D].华中师范大学,应用心理学,2014,硕士.
[10]陈亚奇.企业工作流信息主动共享技术研究[D].西北工业大学,2003.
[11]胡滢.微博环境下高校突发事件的防治对策研究[D].湖南师范大学,政治学理论,2014,硕士.
[12]高创.利用环氧单体修饰芳香性导电高分子[D].济南大学,物理化学,2012,硕士.
[13]马晓宇.公路客运企业全面预算管理研究[D].新疆大学,企业管理,2013,硕士.
[14]杨伟.脉冲泵浦下掺铒光纤放大器自发辐射的研究[D].北京交通大学,2014.
[15]鲍志娟.碳纳米管与纳米TiO_2薄膜的制备及碳纳米管薄膜在电化学分析中的应用[D].内蒙古大学,化学,2014,硕士.
[16]赵婷,田云峰.用于电网稳定分析的电液伺服及执行机构数学模型[J].电力系统自动化,2009,03:98-103.
[17]张吕伟,张济平.实用的企业信息化建设[J].工程设计CAD与智能建筑,2002,03:68-69+76.
[18]吕晓军.我国情感类广播谈话节目策略研究[D].黑龙江大学,传播学,2013,硕士.
[19]韩骏.正确的写作—裘山山综论[D].四川省社会科学院,文艺学,2014,硕士.
[20]梁馨冉.“乐游”新传媒项目的策划与分析[D].首都经济贸易大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[21]左青英.江廷讷现存传奇研究[D].山西师范大学,戏剧戏曲学,2013,硕士.
[22]唐艳霞.稻曲病菌侵染机制的细胞学研究[D].浙江大学,植物保护,2013,硕士.
[23]牛苗苗.R~N上半线性椭圆方程正解的存在性[D].华中师范大学,基础数学,2014,硕士.
[24]苏建光.四妙散干预兔膝关节创伤性滑膜炎IL–1β和TNF–α的水平的实验研究[D].河南中医学院,中医骨伤科学,2012,硕士.
[25]丁春光.基于CPFR的协同预测模型及其系统构建研究[D].东北大学,管理科学与工程,2010,硕士.
[26]肖哲.军工企业内网主机信息安全管理系统设计与实现[D].西安电子科技大学,软件工程,2012,硕士.
[27]贺亚静.所得税制改革对公司行为及绩效的影响研究[D].河南财经政法大学,会计（专业学位）,2013,硕士.
[28]田江漫.河南永煤矿区选煤厂设备防腐蚀研究[D].中国矿业大学,化学工程与技术,2014,硕士.
[29]刘素芹,时念云,徐九韵,叶飞跃.数据库中的知识发现研究进展[J].油气田地面工程,2003,04:54-55.
[30]骈江.昆明煤气集团主业重组后的发展战略研究[D].云南大学,工商管理,2012,硕士.
[31]佟丽华.北京地铁车站空调系统形式的新设想[J].城市公共交通.2003(02)
[32]南贵清.直驱式永磁风电机组智能控制研究[D].北京交通大学,2014.
[33]贠霄.中国新疆与哈萨克斯坦产业比较分析[D].新疆财经大学,产业经济学,2013,硕士.
[34]周文,李太平,董兵海,许祖勋,万丽,王世敏.石墨烯/ATO纳米复合材料的制备与表征[J].胶体与聚合物,2013,04:164-167.
[35]许晓鸣,吴智铭.分散控制系统的稳定性频域判据[J].自动化学报,1988,04:256-262.
[36]王茂成.木质素降解真菌的筛选鉴定及相关酶活性研究[D].西南大学,微生物学,2013,硕士.
[37]金鑫.基于朴素贝叶斯的文档级情感分析[D].大连理工大学,计算机应用技术,2013,硕士.
[38]郭欣.客户知识的管理及其在营销决策中的应用[D].暨南大学,2002.
[39]冯卫东.知识经济下商誉会计：理论研究与准则改进[D].北京交通大学,2014.
[40]鲍瑞靖.核苷酸厂废水污泥甲烷化预处理及水解酸化研究[D].华南理工大学,生物工程,2012,硕士.
[41]张京晶.邢台电力市场营销策略研究[D].华北电力大学,电气工程（专业学位）,2012,硕士.
[42]何梦超.利用单目摄像头进行并行跟踪及地图建立算法的研究[D].浙江大学,应用数学,2014,硕士.
[43]张亚南.论蔡和森对新民主主义革命理论的贡献[D].浙江大学,马克思主义中国化,2013,硕士.
[44]黄旻舒.起重机箱型梁的预应力研究[D].中南林学院,工程机械,2004,硕士.
[45]赵晓光.大型复杂网架吊装方案设计与安装顺序模拟分析[D].内蒙古科技大学,建筑与土木工程,2014,硕士.
[46]姜颖.朝鲜韩国文体论研究的对比研究[D].复旦大学,外国语言学及应用语言学,2012,博士.
[47]方军.SAR/GMTI叶簇遮蔽环境动目标检测仿真[D].杭州电子科技大学,控制工程,2014,硕士.
[48]高静.棉花秸秆木质纤维素降解菌的筛选及鉴定[D].塔里木大学,动物营养与饲料科学,2012,硕士.
[49]牛向阳.我国社会组织公共政策参与存在的问题及对策研究[D].沈阳师范大学,行政管理,2014,硕士.
[50]黄奕轩.支付方式对并购绩效的影响[D].北京交通大学,2013.