咪唑类季铵盐阳离子絮凝剂的制备及其在炼油厂废水中的应用

为提高环氧氯丙烷胺类絮凝剂的絮凝性能,以2-甲基咪唑为交联剂,以环氧氯丙烷、二甲胺为原料,制备了新型季铵盐阳离子絮凝剂——MZO,并对其进行红外、核磁表征. 采用MZO对抚顺炼油厂废水进行絮凝除浊试验,并与其他6种改性絮凝剂〔交联剂分别为HMTA(六次甲基四胺)、DET(二乙烯三胺)、TER(三乙烯四胺)、ED(乙二胺)、TE(三乙胺)、DAA(二烯丙基胺)〕进行了对比. 通过单因素试验研究MZO投加量、絮凝温度及其与PFC(聚合氯化铁)复配使用等因素对絮凝性能的影响,通过正交试验确定了其最佳使用条件. 结果表明:①MZO的阳离子度为41.1%,并非最高,但MZO对炼油废水的除浊率能达到98.8%,比其他6种改性絮凝剂提高了1.2%~20.0%不等;②单因素试验确定MZO的最佳絮凝温度为60 ℃,最佳投加量为30 mg/L,MZO与PFC的最佳复配比(质量比)为1∶40;③结合正交试验结果、生产及经济因素确定其最佳使用条件:絮凝温度为55 ℃,投加量为25 mg/L,复配比(质量比)为1∶20,在此条件下,复配后絮凝剂的除浊率达到98.2%.      

环氧氯丙烷胺型阳离子絮凝剂的改性及其絮凝性能

为提高环氧氯丙烷胺型絮凝剂的絮凝性能,以三乙烯四胺为交联剂,以环氧氯丙烷、二甲胺为原料,制备了季铵盐阳离子絮凝剂(记为TER),并对其进行了红外、核磁表征;同时分别以六次甲基四胺、二乙烯三胺、乙二胺为交联剂制备絮凝剂HMTA、DET、ED,采用4种絮凝剂对莫言湖水进行絮凝沉降试验,并与未改性絮凝剂进行对比;研究了絮凝剂投加量、温度及与PFC(聚合氯化铁)复配等因素对TER絮凝剂除浊效果的影响.结果表明:TER的阳离子度的测定结果为57.3%,在相同条件下,TER对莫言湖水样的除浊率能达到93.7%,优于HMTA、DET、ED及未改性絮凝剂(分别为7.4%、70.9%、8.1%、7.0%).单因素试验确定其最佳絮凝除浊温度为55 ℃,最佳投加量为30 mg/L.研究显示,TER与PFC的复配比单独使用PFC的除浊率提高了5%～25%不等,并能大幅减少TER投加量,降低处理成本.      

Flocculation performance of a novel synthesized flocculant with low ecological risk

Combined flocculants with low ecological risk are urgently required in water supply and wastewater treatment in China. A novel flocculant was thus developed under the condition of low ecological risk( noted as CAS).The experiments to examine wastewater treatment performance of the new product showed that there was favourable performance in the flocculation process in contrast to commercial flocculants in treating kaolin suspensions, municipal effluent and domestic wastewater. Flocculation performance included the turbidity removal rate, sediment character and a decrease in COD(chemical oxygen demand). The sediment time of flocculation is short and the removal rate of turbidity treated by CAS is high compared with PAC(polyaluminum-chloride), PAM (polyacrylamide) and the combined addition of PAC and PAM. The optimal concentration required to affect flocculation processes is dependent on kaolin concentration and the character of the wastewater within the range examined. It also showed that CAS is effective to treat wastewater with high turbidity.     

Preparation and characterization of organic polymer modified composite polyaluminum chloride

Compared with traditional aluminum salts, polyaluminum chloride （PACI） has better coagulation-flocculation performance in turbidity removal. However, it is still inferior to organic polymers in terms of bridging function. In order to improve the aggregating property of PACl, different composite PACl flocculants were prepared with various organic polymers. The effect of organic polymer on the distribution or Al（Ⅲ） species in composite flocculants was studied using ^27TAl NMR and Al-ferron complexation methods. The charge neutralization and surface adsorption characteristics of composite flocculants were also investigated. Jar tests were conducted to evaluate the turbidity removal efficacy of organic polymer modified composite flocculants. The study shows that cationic polymer and anionic polymer have significant influences on the coagulation-flocculation behaviors of PACl. Both cationic and anionic polymers can improve the turbidity removal performancc of PACl but the mechanisms arc much different： cationic organic polymer mainly increases the charge neutralization ability, but anionic polymer mainly enhances the bridging function.     

磁性阳离子型壳聚糖絮凝剂去除Cr(Ⅵ)

以二氧化硅和硅烷偶联剂(KH-570)包裹的磁性Fe3O4作为磁芯,壳聚糖(CS)、丙烯酰胺(AM)和丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)作为接枝单体,通过低压紫外光引发合成新型磁性壳聚糖絮凝剂(FSCAD),研究该材料对Cr(Ⅵ)的去除性能.采用傅立叶变换红外、热重分析、X射线衍射图谱和振动样品磁强计对絮凝剂进行表征,...     

淀粉改性阳离子絮凝剂的制备及其絮凝性能研究

以淀粉─丙烯酰胺接枝共聚物为母体．加入阳离子化试剂，合成了阳离子型改性高分子絮凝剂FNQE。以高岭土悬浊液为处理体系，探讨了FNQE的絮凝性能，结果表明FNQE投加量4mg／L时即有理想的絮凝除浊效果，处理水上清液剩余浊度可降至3．ZNTU．其性能明显优于均聚型丙烯酰胺。对城市污水及饮食业污水的絮凝实验表明．投加量6～10mg／L时．FNQE对浊度、色度的去除率均在90％以上，COD去除率也在75％～80％以上。     

双氰胺-甲醛絮凝剂处理硝基酚类印染废水的脱色和COD去除效果研究

利用改性双氰胺甲醛絮凝剂处理硝基酚类印染废水,改性絮凝剂n(双氰胺+尿素):n(氯化铵):n(氯酸盐):n(甲醛)=1.0:1.2:0.06:1.5。染料的脱色率和COD去除率都随着改性絮凝剂用量的增加而增加,投加1000mg/L絮凝剂时,脱色率和COD去除率分别可达85%、84%,该改性双氰胺絮凝剂具有很好的脱色和COD去除效率,其经济性也较好。     

壳聚糖接枝三元共聚阳离子絮凝剂对高岭土悬浊液的絮凝特性

采用烧杯混凝实验研究了壳聚糖(CTS)、CTS与丙烯酰胺和丙烯酸乙酯季铵盐三元接枝共聚阳离子絮凝剂(CAS)对高岭土悬浊液的絮凝特性.结果表明,CAS具有比CTS絮凝效果好、用量少、pH值适用范围广等优点.CAS絮凝效能受胶体颗粒性质的影响小,对自来水和蒸馏水配置的高岭土悬浊液均具有较好的絮凝效能.中性条件下,CAS的最佳投加量仅为CTS的1/10.在pH值2.0-11.0范围内,CAA对浊度的去除率在95%左右.CAS投加量与原水浊度的关系为:投加量低于0.5nag·L-1时,絮凝效果随原水浊度的升高降低;投加量大于0.5 mg·L-1,浊度去除率随原水浊度的增大而提高;投加量超过1.0 mg·L-1后,对浊度(10～160 NTU)的悬浊;液浊度去除率均在85%以上.悬浮颗粒聚集状态的变化分析、颗粒ξ电位测定、絮体粒径分布测定及其形态结构的观察结果表明,电性中和、吸附架桥是CAS的主要絮凝作用机理,絮凝过程是多种机制共同起作用的动态变化过程.     

疏水缔合阳离子型高分子絮凝剂合成与性能研究

以丙烯酰胺(AM)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)、疏水单体CXDMC为原料,通过自由基水溶液共聚合法制备了疏水缔合阳离子型絮凝剂P(AM-DMC-CXDMC),考察了不同合成工艺条件下得到的不同结构的聚合产物的絮凝性能。研究结果表明,疏水单体种类、含量及絮凝剂浓度均对絮凝效果有较大的影响;疏水单体为C4DMC和C8DMC、疏水单体含量为1mol%、絮凝剂加量为20mg/L时,综合絮凝效果较好。用所制备的疏水缔合阳离子型絮凝剂和普通阳离子型絮凝剂P(AM-DMC)分别处理硅藻土模拟水与城市生活污水,结果发现,疏水缔合阳离子型絮凝剂处理效果优于阳离子型絮凝剂。     

强化混凝技术处理生活污水的试验研究

通过烧杯搅拌试验,以聚合氯化铝(PAC)和FeC13为混凝剂对华东交通大学排放口生活污水进行混凝处理研究,考察在不同混凝条件、混凝剂投加量、pH下浊度、COD、TP的去除率.研究表明:在最佳混凝条件下PAC投加量为105mg/L时浊度、COD、TP的去除率分别为96.2%、67.4%、94.8%;FeCl3最佳投加量为...     

高效沉淀装置处理后期雨水的试验研究

以悬浮物浓度、浊度、化学需氧量COD作为测试指标,通过小试对新型高效沉淀装置用于后期雨水的处理进行了研究。结果表明,混凝剂(PAC)和助凝剂(PAM)投加量分别为30 mg/L和1 mg/L时,对悬浮物SS、浊度和CODCr的平均去除效率分别达到了83.2%、76%和64.1%,出水水质达到了排放标准要求。     

絮凝DAF中试工艺处理密云水库低温低浊水的影响因素

系统研究以硫酸铝和聚铝为絮凝剂时絮凝-DAF工艺中的水力学参数对除浊率的影响 .结果表明聚铝表现出了更优越的参数值 .在凝聚段 ,聚铝需要的高速混合时间为 15s,而硫酸铝则为 30s以上 ,2者对混合强度的要求为G=300～1000s^-1.聚铝的絮凝反应时间为 5.0min以上 ,硫酸铝为 7.5min以上 ,而且搅拌强度范围平均G值 =40～140s^-1;确定合适的总平均GT值≥2×10⁴.当应用聚铝为絮凝剂时 ,可以采用两级或三级等速搅拌 .对于仿MJ型的释放器 ,在实验的范围内释气压力为 2.5～3.3kg/cm² 时 ,5.0 %～8.3%的回流比较合适 .气浮接触区的水力条件和停留时间对絮凝气浮的除浊效果有较大的影响 .     

壳聚糖季铵盐絮凝剂处理丁苯橡胶废水的研究

以壳聚糖(CTS)为母体,3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)为改性剂,合成了壳聚糖季铵盐阳离子型高分子絮凝剂2-羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HTCC),以其对高岭土悬浊液的浊度去除率为指标优化合成条件,以HTCC分别与PAC及PAM复配,絮凝处理丁苯橡胶废水.结果表明,最佳合成条件为:质量比MCTS: MCTA: MNaOH =1:2:1.2、反应温度60℃、反应时间3h,在此条件下合成的HTCC对高岭土悬浊液的浊度去除率达96.46%;HTCC+PAC复配在pH6.0~8.0对丁苯橡胶废水的絮凝效果较好,出水余浊<2NTU,色度去除率达92.98%,COD去除率达32.0%;HTCC+PAM复配在pH5.0~8.9对丁苯橡胶废水的絮凝效果最好,余浊<3NTU,COD去除率46.0 %,且投药量小, pH适宜范围宽,优势比较明显.以HTCC与PAC、PAM分别复配处理丁苯橡胶废水可减轻后续生化处理的负荷,降低PAC、PAM的投加量,从而减小出水中残余铝和残余丙烯酰胺单体的含量.     

二硫代氨基甲酸盐的絮凝作用机理及除油性能

用2种端氨基聚醚化合物Jeffamine-T403和Jeffamine-D230作原料分别合成了二硫代氨基甲酸盐型絮凝剂DTC-1和DTC-2,利用红外光谱分析,确认了产物分子的结构.以高岭土悬浊液为处理对象,通过考察DTC分子结构、投药量和Fe2+络离子浓度对絮凝的影响及Zeta电位的变化,讨论了DTC的作用规律和机理.结果表明,与DTC-2相比,DTC-1与Fe2+络合可形成网状超分子结构,故产生的絮体具有较好的网捕作用.金属离子为Fe3+时,絮凝性能较差.DTC-1除油能力强,在 Fe2+的配合下, 20mg/L的投加量可使油浓度从 93.9,404.3, 878.6mg/L分别降至1.1,3.2,6.4mg/L.     

PFS-PDM复合混凝剂对微污染河水的强化混凝处理

用聚合硫酸铁(PFS)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)制备了复合混凝剂—聚合硫酸铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵(PFS-PDM),并对微污染的流溪河水源水进行了强化混凝处理,对比分析了复合混凝剂与PFS2种处理的混凝效果.结果表明,与单独用PFS相比,用复合混凝剂处理冬季微污染流溪河水源水时,其对浊度、UV254及藻类去除能力更强;当投加量为3mg/L(以Fe计)时,PFS-PDM复合混凝剂的去浊率、除藻率和UV254去除率,分别提高22.1%、19.5%、14.9%,表现出优良的强化混凝效果.     

絮凝学研究的新领域——具有重金属捕集功能的高分子絮凝剂

絮凝是水质净化的重要方法之一.絮凝剂的作用对象主要是水中由不溶性物质形成的憎液溶胶及悬浮颗粒.近年来的研究发现,将重金属离子的某些强配位基团通过化学反应连接到高分子絮凝剂分子上能赋予原有高分子絮凝剂捕集水中溶解性重金属离子的功能,因此制备出具有去除重金属离子功能的高分子絮凝剂.研究表明,这类高分子絮凝剂用于水处理时表现出显著的优点,如去除效率高、沉降速度快,分离效果好,尤其适合于处理重金属离子与浊度共存的体系,显示出很好的研究及应用前景.本项研究拓展了絮凝剂作用对象的种类,开创了水处理絮凝学研究的新领域.     

阳离子絮凝剂HTCC与PAC复配对黄河兰州段水除浊性能研究

通过正交实验制备了阳离子絮凝剂壳聚糖季铵盐(HTCC),研究了壳聚糖季铵盐与聚合氯化铝(PAC)复配对黄河兰州段水的除浊效果,确定最佳复配比为m(HTCC)∶m(PAC)=1∶3。按该复配比,且在最佳投加量(1.25 mg/LHTCC+3.75 mg/L PAC)下,原浊为27.85～33.28 NTU的黄河水经处理后余浊<3 NTU。实验结果表明:pH对HTCC/PAC的除浊效果影响较大,当pH为7～9时,除浊效果均良好;而当pH为5～7时,投药范围内的最佳投药量提前,而除浊效率有所降低;沉降时间对HTCC/PAC的除浊效果无明显影响;HTCC/PAC以固-固方式复配的除浊效果比液-液方式复配的较差。     

聚乙烯亚胺基黄原酸钠与铁盐共同处理低浊水

以聚乙烯亚胺（PEI）为母体,通过化学反应将二硫代羧基引入到其分子链中,制备出新型高分子絮凝剂聚乙烯亚胺基黄原酸钠（PEX）,采用低浊水样作为考察对象,通过絮凝实验研究PEX分别与Fe （Ⅱ）盐、Fe （Ⅲ）盐对水样中浊度的去除性能.结果表明,PEX单独处理低浊水时,水样的初始浊度和pH值对PEX除浊效果均有一定的影响,除浊效率随着初始浊度的降低而降低,随着pH值的升高而先升高后降低;当初始pH值位于PEX等电点附近时,浊度的去除率可达到最高,初始浊度为10.0,15.0,30.0NTU,浊度的去除率分别为88.46%,91.17%,92.73%.PEX与Fe盐共同除浊时浊度的去除率随着体系pH值的升高先升高后降低,投加Fe （Ⅲ）盐后浊度的去除效果总体上优于投加Fe （Ⅱ）盐后的效果.PEX与Fe盐共同除浊和PEX单独除浊时的絮凝作用机理不尽一致,Fe盐的加入可起到一定的电中和作用.     

不同电荷的聚丙烯酰胺对焦化废水的絮凝性能研究

以聚合氯化铝铁(PAFC)为混凝剂,以阴离子型、阳离子型和非离子型聚丙烯酰胺(PAM)分别为助凝剂,研究了三种PAM对焦化废水的絮凝性能。从对废水初始浊度变化的适应性、絮凝剂用量、处理效果和处理费用等几个方面比较了三种PAM絮凝性能的差异,并对絮凝机理进行了分析。对于焦化废水的絮凝处理,发现三种PAM中非离子PAM具有最好的应用性。最后对非离子PAM的最佳用量及影响因素进行了考察。最佳条件下,浊度去除率可达85%以上,但是COD去除率较低为6%左右,这与悬浮颗粒对COD的贡献较小有关。     

Cationic content effects of biodegradable amphoteric chitosan-based flocculants on the flocculation properties

A series of biodegradable amphoteric chitosan-based flocculants (3-chloro-2-hydroxypropyl trimethyl ammonium chloride (CTA) modified carboxymethyl chitosan, denoted as CMC-CTA) with different substitution degrees of CTA were prepared successfully. The content of carboxymethyl groups in each CMC-CTA sample was kept almost constant. The solubility of the various flocculants showed that, higher cationic content of flocculants caused a better solubility. The flocculation experiments using kaolin suspension as synthetic water at the laboratory scale indicated that the substitution degree of CTA was one of the key factors for the flocculation properties. With the increase of cationic content, the flocculants were demonstrated better flocculation performance and lower dosage requirement. Flocculation kinetics model of particles collisions combining zeta potential and turbidity measurements was employed to investigate the effects of the cationic content of the flocculants on the flocculation properties from the viewpoint of flocculation mechanism in detail. Furthermore, flocculation performance using raw water from Zhenjiang part of Yangtze River at the pilot scale showed the similar effects to those at the laboratory scale.