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文檔簡介
1、絮凝法是水處理中的關鍵環(huán)節(jié)之一,我國絮凝劑產品品種齊全,但陽離子絮凝劑較少,陽離子淀粉絮凝劑有較廣的應用前景,但其反應效率較低。本文以不同來源的淀粉為原料,采用漿法、球磨輔助漿法、干法和球磨輔助干法制備淀粉絮凝劑,研究制備工藝對淀粉絮凝劑絮凝效果、取代度和反應效率的影響,獲得淀粉絮凝劑最佳的制備工藝,分析淀粉絮凝劑的絮凝性能,采用紅外光譜儀、X-衍射、掃描電鏡技術進行結構表征和微觀結構觀察,采用電荷密度分析和Zeta電位分析探索淀粉絮凝
2、劑的絮凝機理,為高效果、低成本的陽離子淀粉絮凝劑的開發(fā)提供理論依據。主要結論如下: 1.淀粉絮凝劑的制備工藝:考察了機械活化時間、反應時間、淀粉濃度、引發(fā)劑濃度、單體濃度、反應溫度對醚化反應的影響。結果表明:漿法、球磨輔助漿法、干法和球磨輔助干法制備的淀粉絮凝劑的取代度分別為0.03~0.07、0.07~0.14、0.18~0.30、0.30~0.35,反應效率為4%~10%、9%~20%、32%~42%、75%~87%;4種制
3、備方法中,以球磨輔助干法制備的淀粉絮凝劑的取代度、反應效率和得率最高,絮凝效果最好,對淀粉來源的依賴性最小。球磨輔助干法為季銨化淀粉絮凝劑最佳的制備方法,其制備條件為:淀粉球磨5h,2,3-環(huán)氧基三甲基氯化銨與淀粉的摩爾比為0.40:1.00,90℃反應2.5h,體系水分含量低于20%,該工藝過程不需添加堿。機械活化后進行醚化改性可以得到取代度高、絮凝效果良好的陽離子淀粉絮凝劑。 2.機械力活化在淀粉改性中的作用:粒度分析和凝膠
4、色譜分析表明球磨后淀粉粒度先減小后增大,表面積先增大后減小,球磨后淀粉分子的長鏈和支叉結構斷裂,淀粉中大分子數量減少,小分子數量增加,分子量分布發(fā)生變化。X-射線衍射和掃描電鏡結果顯示球磨破壞淀粉分子空間排列,球磨后淀粉產生晶格畸變、最終非晶化,單體試劑更容易滲透到顆粒內部使淀粉發(fā)生醚化反應。機械活化使部分機械能轉變?yōu)榛瘜W能儲存起來,使物質處于不穩(wěn)定的高能狀態(tài),從而也使淀粉的反應活性提高。本試驗首次將機械力活化作用應用于淀粉的醚化改性,
5、制備陽離子淀粉絮凝劑。 3.淀粉絮凝劑的絮凝特性:絮凝評價實驗表明,絮凝劑母液濃度稍低于臨界交疊濃度,污水中絮凝劑分子鏈間動態(tài)接觸有利于絮凝;固形物含量為1%的懸濁液沉降效果最好;制備的淀粉絮凝劑的pH和水溫適用范圍廣,其中水溫為15℃左右時絮凝效果最好;淀粉絮凝劑的高嶺土澄清效果較明礬和聚合氯化鋁的好,絮凝后絮凝體的體積較小。 4.淀粉絮凝劑的絮凝機理:自制的季銨化陽離子淀粉絮凝劑(球磨后干法制備)優(yōu)異的絮凝性能是直鏈
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