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近年来,社会生产力的飞速发展致使污废水排放量与日俱增。随着越来越多的污染物进入水体并在水体中长期积累与暴露,我国水体污染问题愈发严重,待处理污废水水质变化越来越复杂。絮凝法由于具有针对性处理水体中复杂污染物的性质,常作为一级处理用于水体污染控制中。而絮凝剂作为絮凝法的核心,其絮凝性能对于絮凝处理效果具有重要影响。为了更好地应对日趋复杂的水环境,提高水体中污染物的控制与降解效率,开发和研究功能增强型高效、低耗、环保的有机高分子絮凝剂,并探究其对各类污染物的处理效果和处理条件影响情况具有十分重要的意义。论文采用新型生物基多羧基单体衣康酸(IA)和热稳定性能较强的磺酸基单体2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(AMPS)作为阴离子单体。选取K2S2O8/NaHSO3作为引发剂,通过水溶液聚合法,使两种阴离子单体与丙烯酰胺(AM)发生聚合反应,生成阴离子聚丙烯酰胺P(AM-IA-AMPS)。论文的主要研究内容和结论如下:(1)阴离子聚丙烯酰胺P(AM-IA-AMPS)的制备及优化。在单因素实验法和正交实验法联合使用分析下,得到最佳的P(AM-IA-AMPS)合成条件,即是:控制AM:AMPS:IA单体配比7:1.5:0.5,单体占总质量比为35%,引发剂浓度0.25%(引发剂质量比为1:1),pH为8,在55℃的温度下反应7 h,所得阴离子絮凝剂P(AM-IA-AMPS)的相对分子质量为349万。正交实验分析得到不同因素对相对分子质量的影响程度顺序为:反应温度>单体配比>pH>单体质量分数>引发剂浓度。(2)阴离子聚丙烯酰胺P(AM-IA-AMPS)的结构特征。红外光谱图(FTIR)及核磁共振氢谱图(1HNMR)表征分析表明,合成的P(AM-IA-AMPS)产品是单体AM、IA、AMPS的共聚物,对应官能团特征吸收峰明显;差热-热重分析方法表明P(AM-IA-AMPS)具有良好的热稳定性,在30℃210℃温度范围内不会发生分解,有利于常规储存与使用。扫描电子显微镜图表明P(AM-IA-AMPS)存在层状凸起结构的同时又分布着数量更多、更为细密的孔洞和空隙,有利于絮凝性能的提高。(3)阴离子聚丙烯酰胺P(AM-IA-AMPS)对于不同污染物的去除效果探究。实验主要分析了P(AM-IA-AMPS)对于结晶紫染料的脱色率及赤铁矿悬浮液、纳米ZnO悬浮液的浊度去除情况。运用单因素实验方法考察了染料的初始投加浓度、絮凝剂使用量、染料体系pH值等因素对于脱色率的影响得到当结晶紫染料初始浓度为20 mg/L,P(AM-IA-AMPS)投加量为30 mg/L,pH值为9的条件下能获得较好的结晶紫模拟废水脱色效果。通过对比P(AM-IA-AMPS)与市售APAM对于染料的去除效果可知,自制P(AM-IA-AMPS)的去除效果优于市售APAM。同时探究PAC、PFS单独投加及与20 mg/L自制絮凝剂、市售APAM混合投加对结晶紫染料脱色率的影响结果显示,阴离子聚丙烯酰胺和PAC、PFS协同投加下能获得优于各类絮凝剂单独投加的效果。且P(AM-IA-AMPS)、PFS的混合投加絮凝性能明显优于P(AM-IA-AMPS)、PAC混合投加,同时普遍优于PAC、PFS与市售APAM的混合投加效果。对于纳米ZnO和赤铁矿废水的絮凝沉降效果,主要探究了投加量、悬浮液体系pH值、絮凝剂相对分子质量变化因素对于悬浮液浊度去除的影响。对于纳米ZnO废水,当P(AM-IA-AMPS)投加量为8 mg/L,pH值为9且相对分子质量296.29万的情况下能获得3.55 NTU浊度的纳米ZnO模拟废水上清液。赤铁矿废水的最佳处理条件则为P(AM-IA-AMPS)投加量为10 mg/L,pH值为9和相对分子质量296.29万。且自制阴离子聚丙烯酰胺P(AM-IA-AMPS)能获得优于市售APAM的浊度去除效果。同时投加絮凝剂的最终效果和纳米ZnO自然沉降状态对比表明,P(AM-IA-AMPS)处理后生成了较大的絮体颗粒,相对更为稳定,受环境影响更小。