模板聚合陽離子聚丙烯酰胺PDA的合成及其污泥脫水性能研究.pdf

1、陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）是目前使用廣泛的污泥調(diào)理劑。隨著水質(zhì)的不斷惡化和排水量的不斷增大，導(dǎo)致污水處理量增多和處理深度加大，進(jìn)而污泥量變大。因而對于陽離子聚丙稀酰胺（CPAM），無論是其需求量還是種類都必不可少。然而傳統(tǒng)的陽離子聚丙稀酰胺（CPAM）大多陽離子單元分布不集中而使得正電荷密度較小，從而限制了其在污泥脫水中的應(yīng)用。那么，探討出陽離子單元集中、充分發(fā)揮污泥脫水中絮凝效果的陽離子聚丙烯酰胺（CPAM）顯得非常有意義。

2、　　本論文采用丙烯酰胺（AM）單體和二甲基二烯丙基氯化銨（DMDAAC）單體為聚合單元物質(zhì)，模板選用了聚丙烯酸鈉（PAAS），伴有絡(luò)合劑EDTA、偶氮引發(fā)劑V-044，在一定pH條件下，以紫外光引發(fā)方式，制備P（AM-DMDAAC）產(chǎn)品。
　　通過紅外光譜（FT-IR）和核磁共振氫譜（P1PH NMR）兩種表征手段可以看出，已合成陽離子聚丙稀酰胺 P（AM-DMDAAC）產(chǎn)品且有微嵌段結(jié)構(gòu)產(chǎn)生；通過差熱—熱重分析（DTA-TGA）

3、可以看出，該產(chǎn)品具有很好的熱穩(wěn)定性，不易分解，且根據(jù)其分解過程，P（AM-DMDAAC）產(chǎn)品產(chǎn)生了微嵌段結(jié)構(gòu)。
　　通過測定添加模板前后反應(yīng)體系中單體競聚率，通過反應(yīng)動力學(xué)特征考察了模板在聚合反應(yīng)當(dāng)中機(jī)理。對比未添加模板和添加模板，添加模板之后陽離子單體 DMDAAC的競聚率明顯增大，說明模板的加入提高了陽離子單體DMDAAC的反應(yīng)活性，使其更傾向于共聚，同時改變聚合物序列，可能產(chǎn)生微嵌段結(jié)構(gòu)。
　　通過單因素分析法，以聚合

4、產(chǎn)物的特性粘度和轉(zhuǎn)化率為指標(biāo)，考察了各因素對聚合反應(yīng)的影響，確定了最佳的合成條件：單體質(zhì)量比為m（AM）：m（DMDAAC）=7：3，總單體質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20％，引發(fā)劑（V-044）用量為0.04wt%，EDTA用量為0.3wt%，反應(yīng)體系的pH值為8，紫外光照時間為90min。在此合成條件下，其特性粘度和轉(zhuǎn)化率最高能夠達(dá)到11.3dL/g和轉(zhuǎn)化率達(dá)到97.2%。
　　通過污泥脫水單因素實(shí)驗(yàn)，分析污泥脫水實(shí)驗(yàn)后的污泥含水率、濾液濁度、

5、比阻及Zeta電位等結(jié)果，分析顯示：P（AM-DMDAAC）最佳投加量為30~50mg/L。在污泥 pH值為6~8時，特性粘度為11.3dL/g，陽離子度為30%，污泥脫水效果較好，其脫水后的污泥含水率達(dá)到72.1~72.9%，濾液濁度為6.1~7.1NTU，比阻為2.1~2.5（m/kg）(×10P12P)；對比添加模板與未添加模板聚合合成的 P（AM-DMDAAC）的污泥脫水效果比較說明：添加模板的 P（AM-DMDAAC）產(chǎn)品有著