聚丙烯酰胺、阳离子聚丙烯酰胺、改性聚丙烯酰胺的制备及应用

絮凝剂是重要的水处理材料,是絮凝法水处理技术的关键和基础。研究高效低耗、安全无害的有机絮凝剂一直是絮凝科学领域的研究热点之一。聚丙烯酰胺是目前聚丙烯酰胺系列絮凝剂中应用最广泛的一种絮凝剂,但存在着分子量较低,絮凝效果较差等缺点。对聚丙烯酰胺进行改性或在高分子链上引入带正电荷的阳离子侧基是提高聚丙烯酰胺絮凝效果的有效途径之一。本文以丙烯酰胺为原料,研究了聚丙烯酰胺、阳离子型聚丙烯酰胺及改性聚丙烯酰胺的制备、絮凝性能、絮凝作用机理等,并比较了三者的絮凝效果,为研究和应用絮凝剂作了有益的探索和努力。本文首先研究了聚丙烯酰胺的制备及絮凝性能,得出合成聚丙烯酰胺的最佳工艺条件为:温度80℃,弱酸性条件下,聚合体系总体积为30ml,以K2S2O8- Na2SO3组成的复合氧化还原引发体系用量15ml,用量比为2∶1,丙烯酰胺(AM)用量为5g左右。采用该工艺制得的聚丙烯酰胺处理高岭土浊液、亚甲基蓝溶液及工业印染废水效果较好,其浊度及色度去除率分别为73.05%、8.23%、39.24%。第二,本文研究了AM-DMDAAC阳离子聚丙烯酰胺的制备及絮凝性能,得出其最佳合成工艺条件为:温度80℃,pH=10,在3gAM,1.5gDMDAAC体系中加入15ml水,以K2S2O8-Na2SO3组成的氧化还原体系作为引发剂,用量12ml,V(K2S2O8):V(Na2SO3)=3:2。采用该阳离子聚丙烯酰胺处理高岭土浊液、亚甲基蓝溶液及工业印染废水效果相对于聚丙烯酰胺来说更好,其浊度及色度去除率分别为:84.16%、21.08%、57.91%。第三,本文研究了改性聚丙烯酰胺的制备及絮凝性能,得出投药量在10ml时,pH值在6左右,温度为20℃～30℃,搅拌时间60s,搅拌速度在60～80r/min左右,静置时间在20min以上,除浊率最高达88.37%,能得到很好的处理效果,且比较经济。并将此工艺用于洗煤废水的处理,除浊率可达84.08%。最后,本文还对絮凝剂的絮凝机理进行了分析论述,总的试验结果表明,这一系列絮凝剂各有其优点,并拥有较好的实用价值和应用前景。