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近年來,隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國污水產(chǎn)量逐年遞增,隨之而來的便是污泥量的大幅增加,污泥的有效處理與妥善處置已成為不可忽視的環(huán)境問題。污泥減量化是污泥處理過程的前提與關(guān)鍵,它直接決定著污泥后續(xù)的輸送、穩(wěn)定與最終處置,而污泥脫水又是污泥減量化的常見方式。化學(xué)調(diào)理法通過在污泥中添加化學(xué)藥劑,可以有效改善污泥顆粒表面屬性,使污泥易于脫水。作為最常見的化學(xué)調(diào)理劑,絮凝劑能夠通過電中和和吸附架橋作用使污泥顆粒相互聚集、絮凝,降低污泥比阻,從而有效改善污泥脫水性能。陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)絮凝劑由于正電荷密度高、分子量高、價格低廉、殘留毒性少等特點,被廣泛應(yīng)用于各種水處理與污泥脫水處理中,但現(xiàn)有的CPAM絮凝劑還存在分子量較低、絮凝效果不穩(wěn)定、易水解等缺點。因此,尋求新的制備方法、優(yōu)化工藝條件、探索結(jié)構(gòu)特征等對制備分子量高、溶解性好、適用范圍廣的CPAM具有重要意義。論文采用一種新型的陽離子單體甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨(MAPTAC),在紫外光引發(fā)聚合條件下,與丙烯酰胺(AM)發(fā)生聚合反應(yīng),成功制備出陽離子聚丙烯酰胺P(AM-MAPTAC)。通過單因素和響應(yīng)面實驗討論了各反應(yīng)條件對聚合產(chǎn)物特性粘度與轉(zhuǎn)化率的影響,得到優(yōu)化制備條件:反應(yīng)體系pH值4.75,引發(fā)劑v-044濃度0.07%,EDTA-2Na濃度0.20%,MATPAC濃度20mol%,光照時間60min。在優(yōu)化條件下制備的P(AM-MAPTAC)特性粘度最高可達(dá)14.90dL/g,分子量為742萬,且各因素的影響顯著性為光照時間>反應(yīng)體系pH值>引發(fā)劑濃度>MATPAC濃度>EDTA-2Na濃度。通過紅外光譜、核磁共振氫譜、掃描電鏡、差熱/熱重分析對聚合產(chǎn)物進(jìn)行了結(jié)構(gòu)表征,結(jié)果表明:AM和MAPTAC單體成功發(fā)生聚合反應(yīng),聚合產(chǎn)物為陽離子聚丙烯酰胺P(AM-MAPTAC);聚合產(chǎn)物表面存在凸起和微孔結(jié)構(gòu),比表面積較大,易溶解于水,絮凝性能良好;聚合產(chǎn)物P(AM-MAPTAC)在常溫下十分穩(wěn)定,不易分解。將自制P(AM-MAPTAC)絮凝劑應(yīng)用于市政污泥與印染污泥脫水處理中,討論P(AM-MAPTAC)投加量、特性粘度、陽離子度、污泥pH值等因素對污泥脫水效果的影響,并將自制P(AM-MAPTAC)絮凝劑與市售常用CPAM絮凝劑進(jìn)行對比分析,結(jié)果表明:當(dāng)P(AM-MAPTAC)投加量為40mg/L、特性粘度為14.90dL/g、陽離子度為25%、pH值為6時,市政污泥脫水效果最好,上清液剩余濁度、濾餅含水率、污泥比阻最低可達(dá)到4.70NTU、71%、3.9412m/kg;印染污泥的最佳處理條件為投加量40mg/L、p H值10;自制P(AM-MAPTAC)絮凝劑比市售常用CPAM絮凝劑絮凝效果好,且p H適用范圍更廣,耐酸堿性較強(qiáng)。