论文部分内容阅读
聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）是一种阳离子型有机高分子化合物，作为水处理絮凝剂时，具有水溶性好、高效低毒等优点。本研究用新型引发体系合成了聚二甲基二烯丙基氯化铵，与聚合硫酸铁（PFS）等复配制备复合絮凝剂，并系统地研究了该复合絮凝剂的应用性能。采用一步法合成了单体DMDAAC。其叔胺化阶段适宜的反应条件是反应温度为15℃～25℃，二甲胺∶烯丙基氯∶NaOH的物质的量之比为1∶1.2∶1。季铵化阶段适宜的反应条件是反应温度为45℃，反应时间为6h，烯丙基氯与二甲胺物质的量之比为0.95∶1。以烯丙基氯计，DMDAAC产率可达到88.59％。减压蒸馏、浓缩DMDAAC溶液可有效地除去具有阻聚作用的低沸点杂质和NaCl。采用过硫酸铵—三乙醇胺复合体系引发DMDAAC单体聚合，实验取25ml DMDAAC溶液，当单体浓度为72％、过硫酸铵用量为0.137g、三乙醇胺用量为0.088g、EDTA·2Na用量为3.76mg、反应温度为40℃、反应时间为24h时，得到PDMDAAC的特征粘度为1.01dl·g-1，单体转化率为80.3％。与过硫酸铵单组分引发相比，过硫酸铵—三乙醇胺引发聚合具有反应温度低，所得PDMDAAC特征粘度高的优点。DMDAAC聚合动力学方程为：Rp=kcM0.9344(cAPS·cTEA)1.8703相应的聚合反应表观活化能为52.633kJ/mol。分别采用PFS、PPFS、PDMDAAC、PFS-PDMDAAC和PPFS-PDMDAAC对比阻为2.68×1012m·kg-1、含水率为98.7％的原污泥进行脱水处理。在适宜用量下，PFS处理后污泥比阻为0.44×1012m·kg-1；PDMDAAC处理后污泥比阻为0.42×1012m·kg-1；PFS-PDMDAAC处理后污泥比阻为0.54×1012m·kg-1；PPFS处理后污泥比阻为0.50×1012m·kg-1；PPFS-PDMDAAC处理后污泥比阻为0.52×1012m·kg-1。脱水率均为90％以上。分别采用PFS、PPFS、PFS-PDMDAAC和PPFS-PDMDAAC处理浊度和COD分别为35.0NTU和164.4mg·L-1的生活污水。在适宜用量下，PFS处理时浊度去除率为88.0％，COD去除率为64.3％；PFS-PDMDAAC处理时浊度去除率为84.0％，COD去除率为66.4％。PPFS处理时浊度去除率为97.7％，COD去除率为74.9％；PPFS-PDMDAAC处理时浊度去除率为98.5％，COD去除率为83.4％。分别采用PFS、PPFS、PFS-PDMDAAC和PPFS-PDMDAAC处理大肠杆菌浓度约为10×106个/mL的生活污水，在适宜用量下，PFS处理时大肠杆菌去除率为46.2％；PFS-PDMDAAC处理时去除率为63.9％。PPFS处理时去除率为68.5％；PPFS-PDMDAAC处理时去除率为84.0％。采用PFS、FeSO4、PFS-FeSO4、PFS-PDMDAAC、FeSO4-PDMDAAC、PFS-FeSO4-PDMDAAC、PPFS和PPFS-PDMDAAC絮凝处理浓度为30mg·L-1的酸性湖蓝模拟废水时，最大脱色率分别为19.6％、95.2％、97.8％、58.51％，87.58％、95.71％、86.41％和66.12％；处理浓度为30mg·L-1的直接耐酸大红模拟废水时，脱色率达到83％～89％；处理浓度为120mg·L-1的直接黄棕模拟废水，脱色率均在44％～66％之间。处理浓度为10mg-L-1的碱性玫瑰精模拟废水，脱色效果不明显。FeSO4处理碱性玫瑰精模拟废水，加入助剂H2O2，脱色率可达96.2％：采用PFS-FeSO4-PDMDAAC处理，加入助剂H2O2和PAM，脱色率可达95.61％。