阳离子淀粉絮凝剂合成及处理煤矿井废水性能研究

针对高浊度煤矿井水的特点,以玉米淀粉(St)和丙烯酰胺(AM)为原料,过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,通过共聚反应合成了淀粉/丙烯酰胺接枝共聚物絮凝剂,以2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)为阳离子醚化剂,对淀粉接枝共聚物进行阳离子化。根据正交试验确定了最佳合成工艺条件:接枝共聚反应时间为4 h,St用量为5 g,AM与St质量比为4∶1,引发剂用量为1.4 g,GTA用量为2.6 g,NaOH用量为0.24 g,醚化反应时间为2.5 h,反应温度为70℃。并将阳离子淀粉絮凝剂复配PAC与现有絮凝工艺进行了对比和性能评价,分别对投加量、复配效果以及适合的温度、pH值对絮凝性能参数进行了评价,从而得出阳离子淀粉絮凝剂优化的应用条件。     

复合引发剂合成氢氧化镁/聚丙烯酰胺

用氧化-还原引发体系((NH4)2S2O8-NaHSO3)合成了氢氧化镁-聚丙烯酰胺杂化复合絮凝剂.通过实验考察了反应温度,引发剂用量,单体用量等因素对杂化聚丙烯酰胺合成的影响,发现氢氧化镁的存在可使杂化聚合物分子量显著提高.同时考察了引发剂用量,反应时间等因素对聚合物特性粘数的影响,并利用红外光谱、热分析仪对其结构以及热性能进行了表征.实验结果表明,最佳反应条件为:引发剂用量为整个体系的0.004%,单体质量分数30%.pH值为7～8,反应时间为7 h.     

一种基于聚丙烯酰胺阳离子复合絮凝剂的制备研究

采用二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)对由丙烯酰胺(AM)、微晶纤维素(MCC)和凹凸棒土组成的复合絮凝剂在引发剂偶氮二异丁基咪二盐酸盐作用下进行原位改性,制备出一种新型絮凝剂PDAC。考察了不同反应条件得到的样品对高岭土模拟浊度水的浊度去除率的影响,结果表明,以AM的质量为基准,当体系初始固含量为20%,DMDAAC用量为40%,引发剂用量为0.3%,酸活化凹凸棒土用量为60%,MCC用量为80%,反应温度为60℃,反应时间为7 h时,PDAC的絮凝性能较佳,对高岭土模拟浊度水的浊度去除率为96.37%,该数据明显优于不添加DMDAAC的样品。对样品稳定性的测试表明,加入DMDAAC后,PDAC的储存稳定性有了一定程度的提高。     

引发剂对醇酸-聚丙烯酸酯杂化乳液成膜性的影响

采用种子微乳液聚合法合成了醇酸-聚丙烯酸酯杂化乳液。通过不同的引发剂和用量导致所得乳液成膜性发生变化,探讨了引发剂对醇酸-聚丙烯酸酯杂化乳液成膜性的影响。结果表明:油性引发剂BPO比AIBN更适合接枝反应,以醇酸树脂与丙烯酸单体总量2%的BPO及丙烯酸单体量0.4%的APS组合体系引发聚合反应,所得杂化乳液涂膜透明、高光。     

淀粉接枝丙烯酰胺絮凝剂的合成及影响因素

以玉米淀粉和丙烯酰胺为原料,过硫酸铵为引发剂,用水溶液聚合法合成了淀粉接枝丙烯酰胺絮凝剂。研究了反应温度、反应时间和引发剂用量等反应条件对单体转化率、接枝率、接枝效率、絮凝性能的影响。结果表明:在淀粉与丙烯酰胺单体的质量比为1∶2,反应温度为45℃,反应时间为3h,引发剂用量为单体的1.25%时,产物接枝效率、单体转化率、接枝率最高,絮凝性能较优。     

基于藻类粘附行为的微藻絮凝剂的设计与制备

基于藻类粘附行为设计淀粉基阳离子型有机高分子絮凝剂,探索了最佳制备及应用工艺条件,结果表明:在m木薯淀粉:mDAC:mAM=2.8:1:2,Na OH和95%乙醇溶液用量分别为淀粉质量的2.0%和2倍,引发剂用量为单体总质量的0.1%,反应p H为6.0,温度55℃,时间2 h时可制得特性黏度133.2 m L/g的絮凝剂,该絮凝剂投加量为20.0 mg/L,p H=8.0时,可絮凝沉降96.5%的微藻。     

铁铝基淀粉复合絮凝剂的制备及性能研究

以玉米淀粉、硫酸铝和硫酸亚铁为原料制备铁铝基淀粉复合絮凝剂。以高岭土浊水的浊度去除率为评价指标,通过单因素试验考察了淀粉加入量、反应温度和反应时间对复合絮凝剂絮凝性能的影响。在此基础上,设计正交试验确定复合絮凝剂的最佳制备工艺。结果表明:淀粉用量为1.5 g,反应时间为4 h,反应温度为70℃时,絮凝性能最佳,浊度去除率达到95%。     

壳聚糖接枝共聚高分子絮凝剂CAS的合成

以壳聚糖、丙烯酰胺、丙烯酸乙酯季铵盐为原料通过三元聚合反应合成了壳聚糖接枝共聚高分子絮凝剂:采用自由基氧化-还原反应,选用过硫酸铵和亚硫酸氢钠为引发剂,添加助剂A,得到最佳合成工艺为:引发剂用量为单体总量的0.3%、反应温度50～60℃、反应时间3～3.5 h,EDTA-2Na的用量为300-350 mg/L,助剂A的用量为400 mg/L.     

磺化酚醛树脂改性苯丙共聚物表面施胶剂的合成应用研究

以自制的磺化酚醛树脂作为交联单体对酶转化淀粉接枝苯丙共聚物进行改性,合成了环保型的苯丙共聚物表面施胶剂。采用FT-IR、DSC、SEM等测试仪器对其性能以及施胶度进行了表征。探讨了引发剂的用量与比例、淀粉与单体比例、乳化剂以及功能单体等合成条件对产品性能的影响。其结果表明当引发剂的量6%,H2O2-FeSO4比例为50：1,m（淀粉）/m（单体）为1：2,阳离子乳化剂添加量2%,磺化酚醛树脂功能单体添加量3%时,优化合成的苯丙共聚物表面施胶剂,其施胶性能达到市场领先水平。     

矸石泥化性质对煤泥水沉降性能的影响

以沙曲矿4号煤层的顶、底板样品为研究对象,通过X-射线衍射和安氏泥化试验对样品性质进行了分析,结果表明:顶、底板样品所含物相基本相同,主要是石英、高岭石和蒙脱石;二者的泥化比均较高,影响煤泥水系统的处理效果。以聚丙烯酰胺(PAM)为絮凝剂、聚合氯化铝(PAC)为凝聚剂,探讨了药剂用量、配比和添加方式等对煤泥水沉降性能的影响。结果表明:凝聚剂和絮凝剂的联合作用可提高颗粒沉降速度,降低上清液浊度,改善颗粒沉降效果,絮凝剂与凝聚剂的用量比以1∶13～1∶20较为适宜;底板样品颗粒沉降性能明显比顶板样品差;针对泥化严重的底板样品,絮凝剂按1∶2的比例分段添加,煤泥水沉降效果最好,颗粒沉降速度达到21.6 m/h,比絮凝剂集中添加时的沉降速度提高了近70%,上清液浊度和沉淀物体积相对最小。     

淀粉接枝丙烯酸聚合型絮凝剂的合成及絮凝性能研究

以可溶性淀粉为主要原料,以丙烯酸为接枝单体,硝酸铈铵和过硫酸钾为复合引发剂,采用溶液聚合的方法对糊化处理后的淀粉进行接枝聚合,合成出环保型淀粉衍生物水处理絮凝剂。通过对接枝聚合反应温度、反应时间、引发剂用量以及丙烯酸单体用量等因素对接枝率影响的研究,确定较佳的接枝产物合成条件：淀粉10g,单体丙烯酸用量10mL,硝酸铈铵和过硫酸钾（摩尔比1：1）复合引发体系用量2mmol,接枝反应温度50℃,接枝反应时间3h,接枝率达到43．2％。利用选煤后的废水对其产品絮凝性能进行实验研究,确定较佳的废水絮凝处理条件。     

Characterization and flocculation evaluation of a new organic–inorganic hybrid polymer flocculant (PAC-AM-DMC)

A novel organic–inorganic hybrid flocculant PAC-AM-DMC is synthesized using potassium persulfate as an initiator, which was used in industrial wastewater treatment. Comparing with the traditional inorganic flocculant, this new flocculant has the advantage of low dosage and high efficiency. Simultaneously, it is less toxic and more environmentally friendly than the organic flocculant. The organic–inorganic hybrid flocculant PAC-AM-DMC demonstrates better flocculation than the commercial single type flocculant (PAC, PAM), and the effect is better than simply combining the two flocculants. It has potential for commercialization. When PAC:(AM + DMC) = 2:8, the initiator is 0.2 wt%, and the flocculant obtained by reacting at 50°C for 4 h has the best effect on sewage treatment. When the pH is 7, the treatment effect of PAC-AM-DMC is best with the dosage of 10 ppm. Correspondingly, the amount of flocculant is 10 mg/L, and the turbidity of simulated sewage is 172 nephelometric turbidity unit (NTU), which is over 98% of turbidity removal efficiency. In addition, the prepared hybrid flocculant is nearly non-corrosive and posed little damage to the equipment. And the hybrid flocculant has excellent salt resistance.     

淀粉接枝共聚物微球的合成研究

用V(环己烷)∶V(淀粉溶液)=4∶1构成反相悬浮体系,m(Span60)∶m(Tween60)=2∶1复配为分散剂,在60℃下以K2S2O8-NaHSO3引发N,N’-亚甲基双丙烯酰胺(MBAA)与淀粉的接枝共聚,制备了淀粉接枝共聚物微球。正交实验表明,合成共聚微球的较优工艺条件为:淀粉液浓度20%,引发剂用量0.2 g,MBAA用量0.4 g,油水比为3∶1,乳化剂用量1.0 g。用SEM和粒度分析仪对微球形貌和粒度分布进行了研究,用FT-IR对其结构进行了表征,用XRD,TGA对其物性进行了分析。结果显示,共聚物微球形态圆整,平均粒径50.2μm,微球中存在酰氨基结构,与淀粉颗粒相比,结晶度降低,热稳定性提高。     

氧化-聚硅酸锌混凝法处理厌氧生化淀粉废水的研究

采用聚硅酸锌絮凝剂处理淀粉生产废水的厌氧生化出水,试验考察了废水pH值、絮凝剂投加量、搅拌速率等因素对絮凝效果的影响,以及高锰酸钾预氧化后再絮凝处理的效果.试验结果表明,在PSAZ投加量为0.5 mL/L、pH值为8.75、快速搅拌速率为285r/min、慢速搅拌速率为60r/min的最佳条件下,废水中CODCr的去除...     

淀粉改性高分子重金属絮凝剂的合成与性能研究

用(NH4)2Fe(SO4)2/H2O2为引发剂合成淀粉-丙烯酰胺高分子共聚物,利用CS2在碱性条件下黄原酸化,合成高分子重金属絮凝剂(SAX).研究絮凝剂去除水中的Pb2+的反应条件及机理.实验结果表明,溶液的pH值对pb2+的去除效果有较大影响,pH值高时去除效果好,去除率可达99.70%,而且絮凝剂还具有较好去除...     

反相乳液聚合法合成淀粉接枝丙烯酰胺的工艺研究

研究以玉米淀粉为原料,反相乳液体系中淀粉与丙烯酰胺接枝共聚反应规律。考察引发剂浓度、乳化剂用量、丙烯酰胺单体与玉米淀粉质量比接枝共聚反应的影响。通过单因素实验,获得最佳工艺条件:引发剂浓度为6mmol/L,乳化剂用量5%,丙烯酰胺单体与玉米淀粉的质量比为1.5∶1。在此条件下,可制备得到单体转化率95.46%、接枝效率88.12%、特性粘度410 mL/g的接枝共聚物,该接枝物比相对分子质量500万的聚丙烯酰胺的絮凝性能更好,在用量为25 mg/L时,对高岭土水样的浊度去除率达到88.6%。     

微生物絮凝剂生产条件的优化

以淀粉废水为碳源培养高产絮凝剂的菌株NII4,研究培养菌投加量、温度、通气量、氮源和氮投加量对微生物絮凝剂絮凝效果的影响。结果表明,微生物絮凝剂的最佳培养条件是:菌悬液投加量为3 mL、温度为30℃、摇床转速为160 r/min,淀粉发酵培养基中有机氮源脲与无机氮源硫酸铵复合使用最佳比的情况是:当总氮的质量浓度为500 mg/L时,脲与硫酸铵的质量比为3∶2,此时絮凝率最高达91.58%;当总氮的质量浓度为200mg/L时,脲与硫酸铵的质量比为3∶1,此时絮凝率最高达90.88%。     

造纸用水高度循环系统中微细纤维的絮凝与再利用

考察了氧化淀粉(OS)/阳离子聚合物(YJ)复合物对高度循环造纸用水的絮凝效果及废渣的抄纸性能。结果表明,OS/YJ复合物具有优良絮凝作用,其用量在100 mg/L时,絮凝效果最好。复合物中OS的氧化度对絮凝效果影响小,但YJ的相对分子质量的影响大。由OS3/YJ2复合物形成的废渣替代2%的纤维时,纸张的抗张强度提高8%,环压强度提高11%。     

响应面法优化制备PAC-PDMDAAC杂化絮凝剂及其表征

以硅烷偶联剂KH570为改性剂,以过硫酸铵为引发剂,合成了聚合氯化铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵（PAC-PDMDAAC）杂化絮凝剂。采用响应面分析法通过建立特征黏度与各因素之间的Box-Behnken数学模型,对杂化PAC-PDMDAAC的制备工艺进行优化,最优制备条件为：DMDAAC质量分数为33%,引发剂质量分数为0.6%,反应温度为64℃,反应时间为3 h。电导测试、傅里叶红外光谱（FT-IR）及热重分析（TGA）结果表明PAC-PDMDAAC杂化产物的有机-无机组分间以共价键形式键合,性质稳定;扫描电镜（SEM）照片显示其结构疏松,粒度较大,更易发挥吸附架桥作用。