疏水改性阳离子聚丙烯酰胺及其对含油废水絮凝研究

发布时间：2020-03-23 17:46

【摘要】：为了去除污水中含量越来越高的油类物质,水处理行业迫切需要一种除油效果显著的水质净化药剂。近年来很多学者投入到新型絮凝剂的研发工作中,其中阳离子共聚聚丙烯酰胺型絮凝剂(CPAM)以其投加量少,絮凝效果好,易存贮等优点成为了一种备受关注的新型药剂。为了提升CPAM的除油性能,在CPAM分子上镶嵌疏水亲油基团不仅能提高絮凝剂对水中油类物质的亲附性,还会在絮凝时发挥疏水缔和作用,可以更快速、更彻底地达到絮凝除油除悬浮物的目的。此外低压紫外引发合成有机絮凝剂技术能够改进现有合成技术耗能高,操作复杂等缺点,而目前对于该项技术的研究相对较少。论文旨在采用低压紫外引发合成技术合成CPAM絮凝剂,同时在其分子链上接枝疏水亲油基团,得到一种除油效果显著,絮凝性能突出的阳离子型有机絮凝剂。因此,论文以疏水亲油单体十二烷基葡萄苷(DPL)、二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)和丙烯酰胺(AM)为合成单体在低压紫外汞灯(24w,波长254nm)引发下合成了新型疏水改性有机絮凝剂(PAMP)。将实验室合成样品应用在自制模拟含乳化油污水和高浊度污水中,借助红外光谱、Zeta电位等技术对絮凝机制进行探究。论文主要内容和结论如下:(1)优化PAMP合成条件。论文以24w低压紫外灯作为反应能源,以Irgacure2959作为光引发剂,采用水溶液聚合法将疏水亲油单体DPL、阳离子单体DADMAC和AM接枝共聚合成了一种新型疏水改性有机絮凝剂。并通过单因素实验对光照时间、含固量、DADMAC质量分数、DPL质量分数和p H等影响因素进行优化,探究出最优条件下合成样品的特性粘度为780ml/g和阳离子度为80mmol/g。(2)PAMP分子结构和形貌探究。论文利用核磁共振H谱、傅里叶红外光谱(FTIR)、核磁共振C谱、扫描电镜(SEM)和差热-热重分析(TGA-DTA)等技术探究合成絮凝剂分子官能团种类、组成元素、热稳定性和表观形态,以此推测PAMP由AM与DADMAC发生聚合反应,酰胺的氨基与DPL含有的羟基发生接枝反应合成。(3)PAMP破乳除油性能探究。论文测试了不同实验条件下自制絮凝剂对模拟乳化油污水的处理效果,通过优化影响絮凝效果的各个因素,探究出了改性絮凝剂除油破乳的最大能力,在投加量为8mg/L时除油率达到了92.4%。并与未疏水改性的阳离子聚丙烯酰胺絮凝剂(CPAM)和无机絮凝剂聚合氯化铝(PAC)除油能力进行对比。最后通过对实验中产生的絮体和上清液的技术分析推测出疏水改性絮凝剂的除油破乳机理。(4)PAMP去除悬浊物性能研究。论文考察了改性絮凝剂在高岭土(Kaolin)悬浊液中的处理效果,通过单因素优化和响应曲面实验探究絮凝剂除浊的最优化条件和不同影响因素彼此间的交互关系,得到最优条件下投加量为2mg/L时,去除后水质浊度低于2NTU,然后与无机絮凝剂PAC的除浊性能进行比较评价,最后通过分析沉淀物和上清液判断疏水改性絮凝剂的除浊原理。
【图文】：

分子结构图,葡萄苷,十二烷基,有机絮凝剂

乳化油去除的优缺点，本研究法和疏水单体上加以改进。通枝在阳离子有机絮凝剂分子链性有机絮凝剂，，并探究了其去合主链，二甲基二烯丙基氯化铵（254nm）低压汞灯照射和光引发油单体。通过单因素优化实验度和阳离子度作为评价指标，择择十二烷基葡萄苷（DPL）作长链烷基结构、环状烷基和醚枝反应提供反应位点，且本身

中温,紫外,水溶液聚合法,低压

第二章疏水改性絮凝剂合成研究领域中，关于 CPAM 的合成方法有很多，例如水溶和辐射聚合法等[25, 26]。其中水溶液聚合法因为它对设工业生产中最流行的聚合方法[27]。近几年来，基于水引起了学者们的关注，因为它具有环保、节能、反应列特点[28]。但是，紫外光引发方式中高压汞灯（功所造成的反应器中温度过高问题也同样限制了其广泛增加了合成成本和操作难度，高温引发的离子交联反能[29]。上问题，本研究采用低压紫外引发技术，以低压紫外要波长为 253.7nm，功率 24w，实验单体在广口瓶中温湿度仪对反应体系温度与湿度进行监测，结果表明最高达到 35℃，实验装置如图 2.1。
【学位授予单位】：安徽工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：X703

【参考文献】