新型巯基絮凝剂PAM-GSH的合成及除Mn(Ⅱ)性能研究

以聚丙烯酰胺(PAM)为主链骨架,谷胱甘肽(GSH)为接枝单体,依据Mannich反应机理,在甲醛参与下缩合,将GSH接枝到PAM上,合成具有多种配位基团的絮凝剂聚丙烯酰胺-谷胱甘肽(PAM-GSH)。傅里叶红外光谱(FTIR)、扫描电镜与能谱分析(SEM-EDS)和差热热重(TG-DSC)表征结果表明：PAM-GSH是一种巯基官能团化的PAM,形貌褶皱多孔隙,呈网状结构,增强了其吸附和网捕卷扫能力,并且在26~200℃范围,具有良好的热稳定性。混凝实验研究表明：当PAM-GSH投加量为84.48 mg/L、Mn(Ⅱ)浓度为10.0 mg/L、初始浊度为10.40NTU、初始pH为9.0时,对水样中的Mn(Ⅱ)去除效果最优;K(Ⅰ)、Al(Ⅲ)两种阳离子的存在对Mn(Ⅱ)的去除有抑制作用。Zeta电位分析表明：PAM-GSH絮凝机制主要是螯合作用、吸附架桥和网捕卷扫作用。     

紫外过硫酸盐法去除水中聚丙烯酰胺的影响因素分析研究

采用紫外过硫酸盐法去除水中聚丙烯酰胺(PAM),研究了过硫酸盐投加量、pH值、PAM初始浓度以及氯离子(Cl~-)等因素对PAM去除效果的影响,并和紫外/TiO_2/H_2O_2法对聚丙烯酰胺的去除效果进行比较。结果表明,在室温20℃、PAM初始质量浓度为100 mg/L、过硫酸盐投加量为0.75 mmol/L、pH为9.0时,通过紫外灯光照,反应120 min后,PAM去除率可达90.5%。     

紫外过硫酸盐法去除水中聚丙烯酰胺的影响因素分析研究

采用紫外过硫酸盐法去除水中聚丙烯酰胺(PAM),研究了过硫酸盐投加量、pH值、PAM初始浓度以及氯离子(Cl^-)等因素对PAM去除效果的影响,并和紫外/TiO_2/H_2O_2法对聚丙烯酰胺的去除效果进行比较。结果表明,在室温20℃、PAM初始质量浓度为100 mg/L、过硫酸盐投加量为0.75 mmol/L、pH为9.0时,通过紫外灯光照,反应120 min后,PAM去除率可达90.5%。     

PAC/PAFC混凝强化生活污水的预处理影响研究

研究了不同条件下混凝强化预处理生活污水的去除效果.试验表明:复配聚丙烯酰胺(PAM)后,聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铝铁(PAFC)投加量大于40 mg/L,出水COD、SS、TP分别在80 mg/L、50 mg/L、0.5 mg/L以下,前者沉降性能明显,且二者对磷的去除与PAM的投加量没有显著关系.     

膨润土对水中聚丙烯酰胺的吸附行为研究

为了降低聚丙烯酰胺(PAM)对反渗透膜的影响,采用膨润土对水中的PAM进行吸附处理。试验研究了膨润土和非离子聚丙烯酰胺的质量比为10∶1的情况下,PAM在膨润土上的吸附行为,探讨了吸附时间、温度、pH值对吸附效果的影响。结果表明:在温度为30℃,pH9,吸附时间为1 h的条件下,0.1 g膨润土对100mg/L PAM的吸附量为59 mg/g,其吸附行为符合Langmuir吸附等温模型和HO准二级动力学方程式。吸附焓变ΔH为23.62 kJ/mol,该吸附过程是吸热的自发过程。     

聚丙烯酰胺絮凝剂的机理和分子设计研究

聚丙烯酰胺(PAM)型絮凝剂具有良好的絮凝性,可以广泛地应用在水处理和造纸等工业工程中。本文探讨了聚丙烯酰胺(PAM)型絮凝剂的作用机理,其机理作用类型可以分为吸附架桥作用、吸附-典型中和作用、网铺-卷扫作用。从作用机理出发可以探讨其分子设计的基本条件,并分析了应用PAM絮凝剂对于环境的积极和消极的影响。     

高分子复合絮凝剂对活性印染废水的脱色性能研究

就几种高分子复合絮凝剂对活性染料废水的脱色性能进行了研究.当聚丙烯酰胺(PAM)的阳离子度为50%时,脱色率可达到90%以上,过多的阳离子会导致胶体颗粒重新稳定;1 mg/L相对分子质量为1.2×107的PAM与150 mg/L PAC复合可达到98.2%的最佳脱色效果,分子链过长的PAM分子由于空间位阻效应使颗粒间互相排斥;1 mg/L壳聚糖(CTS)与100 mg/L PAC复合后脱色率即可大于90%,过多的CTS分子因吸附空位的饱和无法发挥作用.通过SEM观察发现在PAC单纯的电中和作用下,絮体呈较为平坦的均匀连续絮状形态.加入有机高分子絮凝剂后,由于分子链的桥联卷扫作用,呈现出不同特点的聚集形态,形成比表面很大的絮体,从而强化对颗粒的吸附和架桥作用.     

聚硅酸铁去除焦化废水生化尾水有机物的效能研究

采用共聚法制备聚硅酸铁(PSF)混凝剂，与助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)搭配构成PSF+PAM混凝体系处理焦化废水生化尾水，并与PAC(聚合氯化铝)+PAM混凝体系进行有机物去除性能的对比分析。结果表明，混凝剂质量浓度为1 500～3 500 mg/L、PAM质量浓度为10 mg/L、初始pH=7.8的条件下，PSF+PAM混凝体系对有机物去除的性能更优；混凝剂质量浓度为3 000 mg/L时，PSF+PAM体系对废水COD、色度、UV₂₅₄的去除率较PAC+PAM体系分别提高了8.53%、3.68%、11.17%。紫外-可见分光光谱分析结果表明，PSF+PAM体系对尾水中单环芳香族化合物、多环芳烃与含氮杂环化合物的去除效果优于PAC+PAM体系；三维荧光光谱表征结果表明，PSF+PAM体系对尾水中色氨酸等类芳香性蛋白质、类富里酸、类腐殖酸的去除效果优于PAC+PAM体系。PSF+PAM体系对焦化废水生化尾水有机物有较好的去除性能。     

CTS/PAM/PAC絮凝剂处理造纸废水的应用研究

为了改善传统絮凝剂聚合氯化铝/聚丙烯酰胺(PAC/PAM)的絮凝效果,本课题研究了壳聚糖/聚合氯化铝/聚丙烯酰胺(CTS/PAM/PAC)复合絮凝剂的制备方法,考察了絮凝剂用量、pH值、搅拌速率和搅拌时间等因素对造纸废水CODcr和浊度去除效果的影响.结果表明:当复合絮凝剂中CTS、PAM和PAC用量分别为12 mg/L、60 mg/L和200 mg/L时,在pH值为7.2、搅拌速率和搅拌时间分别为80 r/min和8 min条件下,絮凝效果最好,CODcr与浊度的去除率分别为53.9％和98.6％.与PAC/PAM混合絮凝剂相比,CODcr与浊度的去除率分别提高了13.2％和5.9％,药剂成本下降了21.1％,因此,CTS/PAM/PAC絮凝剂具有明显的环境效益与经济效益.     

晚期垃圾渗滤液的预处理及参数优化

采用三氯化铁为混凝剂、聚丙烯酰胺(PAM)为助凝剂对晚期垃圾渗滤液进行混凝沉淀预处理。以单因素和响应面实验考察以初始pH、混凝剂投加量、助凝剂投加量对渗滤液中各类有机物(主指标为COD)及浊度和色度去除的影响。结果表明,单因素实验所得优化条件:初始pH为3~5,FeCl_3投加量为1.0~1.6 g/L,PAM投加量为12~20 mg/L;通过响应面软件分析得出优化条件:初始pH为4,FeCl_3投加量为1.6 g/L,PAM投加量为20 mg/L,在此条件下,有机物的去除率达到63%,可大幅削减难降解有机物的含量,提高渗滤液可生化性,可作为后期生物处理工艺前的预处理。     

聚丙烯酰胺/聚氨酯水凝胶的制备及其对Pb~(2+)吸附的研究

以聚丙烯酰胺(PAM),聚氨酯(PU)为制备凝胶的基本单元,通过在室温下将线性PAM溶解和分散在水中,添加PU组分,制备出一种合成简便的聚丙烯酰胺/聚氨酯(PAM/PU)水凝胶,并研究了其对Pb~(2+)的吸附性能,探索了吸附的最佳组分,结果表明凝胶在15%(wt)PAM,40 g/L PU吸附效果最好,PAM分子量对凝胶的吸附性能影响较小。     

核桃壳接枝聚合物的制备及其吸附性能

以核桃壳、2-溴异丁酰溴制备的核桃壳大分子化合物为引发剂,Fe Cl3·6H2O/PPh3、VC为催化体系,采用电子活化再生原子转移自由基聚合(AGET ATRP)法制备了核桃壳接枝聚丙烯酰胺(核桃壳-g-PAM)、聚甲基丙烯酸甲酯(核桃壳-g-PMMA)两种复合材料。利用红外光谱、差热分析及扫描电镜对复合材料的结构和形貌进行了表征。结果表明:两种复合材料对水中Pb(Ⅱ)、Cu(Ⅱ)的吸附量均高于核桃壳。293 K时,10 mg核桃壳-g-PAM、核桃壳-g-PMMA对pH=5、50 mg/L Pb(Ⅱ)的吸附量分别为40.5、53.7 mg/g,吸附机理均符合拟二级动力学模型,等温吸附过程可用Langmuir方程较好地描述。核桃壳-g-PAM、核桃壳-g-PMMA再生4次对Pb(Ⅱ)的最低解吸率分别为93.4%、93.1%,表明核桃壳复合材料具有较好的再生能力。     

微波辐射下壳聚糖-丙烯酰胺接枝物的合成及其絮凝性能研究

以硝酸铈铵作为引发剂、丙烯酰胺为单体,用微波辐射法合成了壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚物。通过正交试验考察反应条件对接枝率和接枝效率的影响,得出最佳工艺条件为:反应时间12 min,引发剂浓度5 mmol/L,丙烯酰胺和壳聚糖质量比5:1,反应温度40℃。最佳条件下接枝率和接枝效率分别达到148.6%和44.0%。壳聚糖接枝物与聚丙烯酰胺(PAM)对高岭土悬浮液的絮凝对比试验表明:在酸性条件下接枝物与PAM的絮凝效果相近;在中性和碱性条件下接枝物的絮凝性能优于PAM。     

Fe(Ⅱ)(EDTA)/O3工艺处理含聚废水实验

采用Fe(Ⅱ)(EDTA)/O₃工艺处理含聚废水,研究EDTA浓度、Fe²⁺浓度、水力停留时间（HTR）、初始pH对聚丙烯酰胺（PAM）去除率和COD降解效能的影响,探讨了Fe(Ⅱ)络合催化臭氧反应动力学特征及其机理。结果表明：当EDTA浓度为0.050mmol/L、Fe²⁺浓度为0.050mmol/L和HRT为120min时,PAM去除率为75%;增加水样初始pH有利于提高PAM去除率,同时水样pH随HRT增加缓慢下降;废水COD值在HRT为30min内逐渐增至最大,随后逐渐减小并达到稳定。Fe(II)(EDTA)/O₃工艺处理含聚废水的反应符合二级动力学反应,初始PAM质量浓度在50~100mg/L范围内,二级反应速率常数为2.35×10^-4~3.35×10^-4L/(mg·min)。     

响应面法优化混凝沉淀法同步去除草甘膦和Cu2+的试验研究

为探讨混凝沉淀法同步去除草甘膦和重金属Cu~(2+)的效果,在单因素试验的基础上,采用基于BoxBehnken试验设计原理的响应面法(RSM)研究了聚合氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)投加量以及pH值对处理效果的影响,并建立了多元回归方程的预测模型。结果表明:模型的显著性很高,拟合度良好。对于草甘膦和Cu~(2+)的初始质量浓度分别为30和10 mg/L的模拟废水,在PAC投加量为150 mg/L, PAM投加量为0.74 mg/L, pH值为8.0的最优条件下,相应TOC和Cu~(2+)的去除率达到最高,分别为36%、 40.2%。     

Ti/Ru-Ir电极电催化氧化降解聚丙烯酰胺废水

以钛极板为阴极、钌铱电极为阳极,对聚丙烯酰胺(PAM)废水进行电催化氧化降解,探讨了电流密度、极板间距、PAM初始浓度、初始pH值等因素对PAM降解率的影响.确定最佳降解条件为:电流密度30 mA·cm-2、极板间距3 cm、初始pH值6,在此条件下,对1 L PAM初始浓度为500 mg·L-1的PAM模拟废水进行电...     

新型螯合凝胶在废水除镉(Cd~(2+))中的应用

聚丙烯酰胺(PAM)聚合链上的酰胺基团通过Mannich反应,获得接枝双硫腙或巯基乙胺,得到聚丙烯酰胺双硫腙接枝和巯基乙胺接枝凝胶,考察pH、振荡时间、反应温度、凝胶用量及干扰因子等对水中镉离子(Cd~(2+))去除效果的影响。结果表明,除镉的最佳条件为:含镉废水浓度5 mg/L,溶液pH为6.0,振荡时间2.0 h,温度20℃,双硫腙螯合凝胶2.5 g或巯基乙胺螯合凝胶0.5 g。在此条件下,其螯合除镉率高达99.98%,溶液中余镉残留量低于0.001 mg/L,达到国家排放标准。凝胶除镉的效果不受KCl、Na_2CO_3、Mg(NO_3)_2、Na_2SO_4干扰离子的影响。获得了一种新的从工业废水中除去镉离子(Cd~(2+))的方法。     

生物流化床-化学絮凝法处理纸浆漂白废水

使用内循环三相生物流化床处理纸浆含氯漂白废水,经过40d左右的驯化,COD、BOD去除率达到70%以上,色度去除达到70%左右,AOX去除率达到60%左右,后续絮凝处理采用聚铁铝(PFAC)作为絮凝剂,聚丙烯酰胺(PAM)作为助凝剂,出水COD为80mg/L左右,BOD为20mg/L左右,AOX<1mg/L,色度为120C.U。     

镧离子辅助混凝沉淀去除水体中氟离子的研究

通过在含氟废水中投加可溶性镧盐,形成La-F胶体,再利用氯化铁-氧化钙-聚丙烯酰胺(PAM)混凝体系沉淀去除水体中的氟离子。利用较优的除氟工艺,即La³⁺∶F^-(摩尔比)=2∶3,pH=5,PAM∶F^-(质量比)=5∶1,处理初始氟离子浓度为20～200 mg/L的含氟废水,可将出水氟离子浓度控制在1 mg/L以下。由于La³⁺与F^-之间较强的亲和作用,二者在水中可形成以LaF_x(OH)_3-x形式存在的胶体颗粒,后续加入的氯化铁和氧化钙破坏了胶体体系的稳定状态,并通过Fe³⁺和PAM的凝聚-絮凝作用去除水体中的氟离子。该工艺的沉淀副产物可作为染料废水脱色用吸附剂,其对模拟污染物刚果红的吸附容量达337.8 mg/g,且大部分有效吸附发生在前3 min。     

淀粉接枝丙烯酰胺的合成及其絮凝性能的研究

以玉米淀粉(St)和丙烯酰胺(AM)单体为原料,采用过硫酸钾引发剂合成了淀粉接枝丙烯酰胺共聚物(St-g-AM)。用红外光谱对接枝共聚物进行了结构表征,用粘度法测定了分子量。讨论了聚合反应的各个因素对接枝共聚反应的影响,考察了接枝共聚物的絮凝性能。结果表明,以接枝效率为考察目标,其最佳的合成工艺为:引发剂的浓度为0.07 g/100 mL,淀粉与丙烯酰胺的质量比为1∶2.2,反应温度为65℃,反应时间3 h。淀粉接枝丙烯酰胺共聚物比430万分子量的聚丙烯酰胺(PAM)对高岭土水样的絮凝性能更好,当接枝共聚物的投加量为6 mg/L时,对高岭土水样的浊度去除率达到81.77%。最佳条件所合成出的淀粉接枝丙烯酰胺的分子量为75万。