有机-无机杂化絮凝剂PAM-PAFC的合成与表征

采用过硫酸铵((NH_4)_2S_2O_8)-亚硫酸氢钠(Na HSO_3)复合引发体系引发丙烯酰胺(AM)单体聚合,合成了一种新型有机-无机杂化絮凝剂聚丙烯酰胺-聚合氯化铝铁(PAM-PAFC)。以产物的特性黏度(η)为依据,逐个探讨了聚合时间、聚合温度、引发剂质量分数和单体质量分数对特性黏度的影响。结果表明,在聚合时间为4 h、聚合温度为50℃、引发剂质量分数为0.5%以及单体质量分数为20%的时候,产物的特性黏度达到最大值513.78 m L·g~(-1),此条件即为杂化絮凝剂PAM-PAFC的最佳合成条件。电导率分析、红外光谱分析以及差热-热重分析都表明PAM-PAFC链端的—SO_4~(2-)与带正电荷的羟基铁、羟基铝粒子以离子键的形式相连接。扫描电镜分析表明杂化絮凝剂PAM-PAFC有着明显的空间网状结构。对高岭土-腐殖酸模拟水样的絮凝效果研究表明,达到相同的剩余浊度的条件下,需要投加的杂化絮凝剂PAM-PAFC的量远远低于复配絮凝剂PAM-PAFC。     

铝铁复合淀粉絮凝-微波/H_2O_2氧化协同处理垃圾渗滤液

针对垃圾渗滤液成分复杂、污染物浓度高、可生化性差等特点,采用铝铁复合淀粉(CAFS)絮凝-微波/H2O2联用技术对垃圾渗滤液进行处理,考察了初始p H、絮凝剂投加量、微波辐射反应时间和H2O2投加量等因素对处理水质的影响。结果表明,絮凝最佳反应条件为p H 6.0,投加量13 m L/L;微波/H2O2氧化的最佳反应条件为p H 3.0,30%H2O225m L/L,温度70℃,反应时间5 min。在上述最佳条件下,单独CAFS絮凝、单独微波/H2O2和CAFS絮凝-微波/H2O2联用对垃圾渗滤液COD的去除率分别为32.3%、42.4%和85.7%,CAFS絮凝与微波/H2O2联用,可利用CAFS残余的Fe2+与H2O2构成Fenton氧化体系,实现絮凝与微波催化氧化工艺的耦合,两者起到很好的协同作用。     

阳离子聚丙烯酰胺类絮凝剂PAD的合成及优化

为了提高阳离子絮凝剂的絮凝性能,选用阳离子疏水表面活性单体DBC和亲水单体AM,以EDTA-2Na为络合剂,以AIBN和APS-NaHSO3为复合引发剂,采用水溶液聚合法制得一种新型阳离子聚丙烯酰胺类絮凝剂P(AM-DBC)(PAD)。此方法具有工艺操作简单、无需添加其他模板和表面活性剂、产物的相对分子质量高和转化率高等优势。单因素实验结果表明,当总单体质量分数为40%、单体摩尔比n(AM)∶n(DBC)=7∶3、pH=4.0、反应温度为60℃、EDTA-2Na的浓度为0.5%时,产物PAD的特性黏数为1 018.7 mL·g~(-1),转化率可达97.2%。采用响应曲面法的Box-Behnken模型对实验参数进行了优化,根据预测出的实验参数,修正后进行了平行实验。当总单体质量分数为42%、EDTA-2Na的浓度为0.56%、pH=4、反应温度为60℃时,合成的PAD的特性黏数为1 027.1 mL·g~(-1),预测值与实验值的误差仅为0.497%,可以较好地吻合,从而得到PAD的最优制备方法。制备的PAD性能优良,为工业化生产提供了依据,可以广泛应用于含油废水的处理。     

两性高分子絮凝剂对造纸混合污泥的絮凝脱水性能的研究

本文以天然植物粉F691为原料 ,通过羧甲基化、接枝共聚和曼尼期 (Mannich)三步反应合成出两性天然高分子改性絮凝剂 (CGAAC)。对造纸混合污泥的絮凝脱水性能的研究结果表明 ,在用量为 2 0— 30mg/L范围内 ,CGAAC对造纸混合污泥有较佳的絮凝脱水效果。     

高分子絮凝剂SSXA的合成工艺及其在含Cu2+ 废水处理中的应用

以淀粉(ST)、丙烯酰胺(AM)、NaOH、CS2为原料,以硝酸铈铵(CAN)为引发剂合成一种新型的高分子絮凝剂--可溶性淀粉基黄原酸酯-聚丙烯酰胺接枝共聚物(SSXA).以SSXA去除Cu2+性能为依据确定最佳合成条件.结果表明,AM:ST=4:1(摩尔比),ST:NaOH:CS2=2:4:3(摩尔比),黄原酸酯化反...     

高分子量高纯度阳离子聚丙烯酰胺的合成

以丙烯酰胺与丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵为单体,在复合引发剂的作用下,选择水溶液共聚法合成高分子量与高纯度阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)。实验表明,有机偶氮引发剂A用量0.5‰、氧化还原引发剂用量0.45‰、还原剂与氧化剂摩尔比2∶1、反应体系pH为4与反应时间5 h条件下,CPAM分子量为1 042万,且溶解性好。通过对聚合物残单含量影响因素添加剂用量、反应时间的研究,结果表明,添加剂EDTA和增溶剂D对残留AM含量影响小,而苯甲酸钠对聚合物残留AM的含量影响显著;延长反应时间至7 h,残单含量可降低至0.27%,CPAM的纯度高。通过与国内外3种同类型产品进行对比,结果表明,自制产品的分子量明显高于其他产品,且残单含量比国内产品降低了50%～75%。     

基于废弃桑枝的新型絮凝剂的制备及应用研究

针对栽桑养蚕过程中废弃桑枝的综合利用,以废弃桑枝和十六烷基三甲基溴化铵为原料,经微波辐射加热制备高分子絮凝剂。通过单因素实验确定了制备絮凝剂的最佳工艺条件,并采用该絮凝剂处理造纸废水。结果表明,制备絮凝剂的最佳工艺条件为:NaOH溶液浓度为8%,碱化温度为室温,碱化时间为30 m in,Fe2+/H2O2的加入量为14 mmol/L,桑枝粉与十六烷基三甲基溴化铵的质量比为1∶1,微波功率为500 W,反应温度为90℃,反应时间为60 m in。制备的絮凝剂对造纸废水具有高效絮凝性能,在造纸废水pH值为10,絮凝剂投加量为100 mg/L的条件下,COD和浊度去除率分别达48.2%和81.4%。该絮凝剂对造纸废水的絮凝效果明显优于氯化铝,与聚合氯化铝相当,但其用量明显低于氯化铝和聚合氯化铝。     

湿法净化黑烟中添加剂对炭黑沉降性能的影响

湿法净化黑烟中炭黑颗粒物的关键在于降低吸收液的表面张力并以高性能絮凝剂使其从溶液中絮凝、沉降以利于分离。选用十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)为主要表面活性剂,使之与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)和月桂醇聚氧乙烯(9)醚(AEO-9)进行复配实验,研究了复配液的表面张力,再向最低表面张力的复配表面活性剂溶液中投加絮凝剂聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM),探讨絮凝剂的添加对黑烟颗粒沉降和絮凝的影响.实验结果表明:同时添加表面活性剂CTAB,SDBS和PAC,并使之浓度分别为0.5 mmol/L,0.4 mmol/L和200 mg/L时,炭黑颗粒的沉降效果最好,沉降率高达94%,且絮凝体较大,沉降时间仅为2 min。     

含油污泥清洗剂的制备与研究

以异丙醇为溶剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,甲基丙烯酸(MAA)、丙烯酸丁酯(BA)和苯乙烯(St)为混合单体,通过溶液聚合的方法制备一种含油污泥清洗剂.介绍了该清洗剂的制备方法,考察了单体用量及清洗条件对清洗剂脱油性能的影响,探讨了清洗剂对含油污泥中原油不同组分的去除效率,并用红外光谱证实了所制备共聚物结构的官能团.清洗剂性能评价表明:单体用量和清洗条件均有最佳值,其中单体最佳质量比为MAA:BA:St=21:62:17,最佳清洗条件分别是:加药浓度为250 mg/L,水洗温度为60℃,反应时间为40 min;清洗剂对含油污泥中芳烃去除率最高,达93.0%.     

复合型微生物絮凝剂絮凝条件的优化

采用富集-分离-筛选的方法,从土壤中筛选得到3株具有较高絮凝活性的菌种,将其两两混合培养后,发现其对高岭土悬液的絮凝率均有较明显的提高,并且具有更好的热稳定性。实验结果表明,其最佳絮凝条件为:在pH=9时,微生物絮凝剂的最佳投量为2.0 mL,以2.0 mL 2.0%的CaCl2为助凝剂,对100 mL浓度为1 g/L的高岭土悬液的絮凝率可以达到90%以上;在与无机絮凝剂(10%PAC)和有机絮凝剂(0.1%PAM)的对比中,表现出了更高的絮凝活性和更好的絮凝效率。     

聚硅酸锌铝的制备及其性能研究

以硅酸钠、硫酸锌、硫酸铝为原料，通过共聚法制备了无机高分子絮凝剂聚硅酸锌铝（PSZAS），研究了Na₂SiO₃的摩尔浓度、活化时间、Al/Si、Zn/Si 配比及絮凝剂的投加量对絮凝效果的影响，用X-射线衍射（XRD）和电子扫描电镜（SEM）对该絮凝剂的结构及形貌进行了表征。结果表明：当硅酸钠的浓度为0.4 mol/L，硅酸活化时间为2 h，Si∶Al∶Zn=1∶1∶1.5，絮凝剂投加量为20 mL/L废水时，絮凝剂的电中和能力和吸附架桥能力最强，絮凝剂对含H-酸染料模拟废水的絮凝效果最好。     

微生物絮凝剂与聚合氯化铝复配处理涂料废水的响应面优化

采用响应面分析法对聚合氯化铝(PAC)与污泥生产的微生物絮凝剂复配处理涂料废水的过程进行了优化,设定的响应值为COD和色度去除率。实验分别拟合了关于COD去除率和色度去除率的二次模型,根据响应值的分布情况,确定涂料废水的最佳絮凝条件为微生物絮凝剂浓度47 mg/L,PAC浓度39 mg/L,pH为8.2,CaCl2浓度0.38 g/L,搅拌速度210 r/min。最佳絮凝条件下,微生物絮凝剂对涂料废水中COD和色度的去除率分别达到77.6%和68.9%。     

一株产絮凝剂的黑曲霉的分离及培养条件优化

从活性污泥中筛选出一株产絮凝剂的霉菌,初步鉴定为黑曲霉(Aspergillus niger).其所产生的微生物絮凝剂对高岭土悬浊液具有良好的絮凝作用.通过培养条件优化,其所产生的微生物絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝率从85.6%提高到98.7%,实验结果表明,(1)黑曲霉孢子最佳接种量为9.33×108 个/L;(2)产絮凝剂适宜的碳源为蔗糖,氮源为尿素,用量分别为30.00、1.600 g/L;(3)最佳培养条件为:查氏液体培养基初始pH 7.0,培养温度30℃,摇床转速180 r/min,培养时间120 h;(4)在最佳培养条件下微生物絮凝剂的产量为1.805 g/L;(5)絮凝性能比较结果表明,微生物絮凝剂的絮凝性能优于传统絮凝剂.     

PDA的制备及其对水体中邻苯二甲酸二甲酯的去除性能

以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)为原料,Span-80和Tween-80为乳化剂,液体石蜡为分散相,采用分批加料法,反相乳液聚合制备二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物(PDA)。研究内容包括单体配比、引发剂配比、油水体积比和pH值对产物特性粘度的影响。研究获得的优化聚合条件为:单体质量比(DMDAAC∶AM)为2∶8,引发剂质量比(NaHSO3∶K2S2O8)为5∶3,油水体积比为1∶1.2,pH值为8。选用自制PDA用于去除水中邻苯二甲酸二甲酯(DMP)时,在絮凝剂PDA的投加量为0.60 mg/L,pH值为10时,DMP的去除效果最好,去除率达到98.31%。     

两性高分子絮凝剂对造纸混合污泥的絮凝脱水性能的研究

本文以天然植物粉F691为原料,通过羧甲基化、接枝共聚和曼尼期（Mannich）三步反应合成出两性天然高分子改性絮凝剂（CGAAC）。对造纸混合混污泥的絮凝脱水性能的研究结果表明,在用量为20－30mg/L 范围内,CGAAC对造纸混合污泥有较佳的絮凝脱水效果。     

混凝好氧颗粒污泥的絮凝剂选择

为选择出适应于混凝好氧颗粒污泥培养的絮凝剂,通过絮凝剂添加量、污泥浓度、搅拌速度、搅拌时间等因子进行L9(3)4正交实验,以COD、浊度去除效果及絮凝颗粒结构为考察因子,研究聚合氯化铝(PAC)、聚丙烯酰胺(PAM)及壳聚糖的絮凝效果。结果表明,在不同絮凝剂的最佳混凝条件下,PAM的效果最好,壳聚糖次之,PAC最差,但壳聚糖COD随其添加浓度的增加而增加;絮凝颗粒结构中,以PAM的絮凝颗粒效果最好,其结构紧溱而颗粒中间的空隙相对较大,有利于吸附污染物和微生物的生长,适宜作为颗粒污泥培养的絮凝剂。     

铝铁电极联用电絮凝法处理Cu-EDTA络合废水

采用电絮凝法处理Cu-EDTA模拟废水,研究电极组合方式、初始pH值和氯化钠浓度3个因素对化学需氧量(COD)和Cu去除效果的影响。实验研究发现,当电极组合方式为2个铝阳极和2个铁阴极,起始pH值为3,氯化钠浓度为0.5 g/L,换极周期为40 min,反应时间为80 min时,COD去除率达到78.7%,Cu离子去除率达到99.9%。通过实验研究确定EDTA的去除机制主要是:酸性条件下的次氯酸氧化作用,碱性条件下的氢氧化物絮凝沉淀作用及单核态铝/铁与多核态铝/铁电荷中和作用,Cu的去除机制主要是氢氧化物的絮凝沉淀作用和铁电极的电沉积作用。     

共存物质对重金属絮凝剂MCC除镉性能的影响

为进一步拓展天然高分子絮凝剂壳聚糖的应用范围,以壳聚糖、L-半胱氨酸为原料,通过酰胺化反应制备一种具有重金属捕集功能的高分子重金属絮凝剂-2-氨基-3-巯基丙酰壳聚糖(MCC),研究了水体中常见的阴阳离子、有机配位剂及浊度对MCC除镉性能的影响,探讨了絮体形貌与絮体分形维数及絮凝除镉效果间的关系。结果表明,Na+、Cl-、NO-3、F-、SO2-4的存在对MCC除Cd2+均有促进作用,Ca2+表现为明显的抑制作用;低浓度的EDTA对除镉有促进作用,随着EDTA浓度的增大,逐渐转为抑制作用;低浓度的腐殖酸对MCC去除Cd2+有显著的促进作用;在一定范围内,浊度可促进MCC对Cd2+的去除;絮体间空隙越多,絮体分形维数越小,除镉效果越好。     

新物化法深度处理焦化废水

采用絮凝/吸附新物化法工艺对焦化废水进行深度处理.选用了新型复合高效絮凝剂(PFASSB),结合粉煤灰作为吸附剂,考察了絮凝剂用量、pH对絮凝效果的影响以及粉煤灰用量、pH、吸附时间、生石灰用量对吸附效果的影响.结果表明:(1)PFASSB最佳用量为10 mg/L,絮凝效果优于其他常用絮凝剂,适合处理焦化废水,处理前可以不用调节pH;(2)粉煤灰廉价易得、最佳用量为150 g/L,吸附饱和后的粉煤灰的处置可以考虑资源化再利用;(3)新物化法深度处理后的出水COD、NH3-N分别为70.21、19.37 mg/L,分别达到了<污水综合排放标准>(GB 8978-1996)的一级标准和二级标准.     

阻燃剂废水的处理及回收利用

采用电化学氧化、电气浮与Fenton强氧化性协同作用的电解Fenton法预处理难降解阻燃剂废水(CODCr=17108mg/L),CODCr去除率达98.34%,色度去除率达74.19%。其适宜操作条件是:pH=2.0～2.6;电流密度10.8～14.3A/dm2;H2O2起始摩尔浓度27～42mmol/L;FeSO4起始质量浓度660～990mg/L;电解5h。处理后取废水50mL,HCl(1∶1)67mL,NaAlO230g,FeCl3·6H2O4g,加热回流反应2h制成聚合氯化铝铁无机高分子絮凝剂(Al2O39.93%、Fe2O30.75%、盐基度68.0%左右)。该絮凝剂在pH=7～9时有良好的絮凝效果。