新型两性高分子污泥脱水剂PADS的合成及其表征

第４８卷第８期２０１９年８月应用化工ＡｐｐｌｉｅｄＣｈｅｍｉｃａｌＩｎｄｕｓｔｒｙＶｏｌ．４８Ｎｏ．８Ａｕｇ．２０１９收稿日期：２０１８１１０２修改稿日期：２０１８１２０４基金项目：国家自然科学基金项目（Ｕ１６１０１０５）；山西省重点研发项目（２０１８０３Ｄ３１０４０）；山西省国际科技合作项目（２０１４０８１００７１）；山西省自然科学基金项目（２０１６０１Ｄ１０２０３７）作者简介：田瑜（１９９２－），女，山西应县人，太原理工大学在读硕士研究生，师从郭波副教授，主要研究方向为水污染控制与水质安全保障。电话：１８７３４８７４４７１，Ｅ－ｍａｉｌ：９９６１５４２８５＠ｑｑ．ｃｏｍ通讯联系人：郭波（１９６８－），女，博士，副教授，硕士生导师，主要研究方向为水污染控制与水质安全保障。电话：１３７５３１４９４９１，Ｅ－ｍａｉｌ：ｇｕｏｂｏ＠ｔｙｕｔ．ｅｄｕ．ｃｎ新型两性高分子污泥脱水剂ＰＡＤＳ的合成及其表征田瑜，李赛，吕琳，郭波（太原理工大学环境科学与工程学院，山西太原０３００２４）摘要：以丙烯酰胺（ＡＭ）、丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（ＤＡＣ）和甲基丙烯磺酸钠（ＳＭＡＳ）为单体，采用三元自由基水溶液共聚法合成两性污泥脱水剂Ｐ（ＡＭＤＡＣＳＭＡＳ），简称为ＰＡＤＳ。利用响应面法考察了三元单体配比、引发剂含量、反应温度、反应时间、ｐＨ等对ＰＡＤＳ合成的影响。结果表明，最佳合成条件为：单体配比ｎ（ＡＭ）∶ｎ（ＤＡＣ＋ＳＭＡＳ）＝４．００∶１，引发剂质量分数为０．１％，反应时间３ｈ，反应温度４０℃，体系ｐＨ值为６．５，搅拌速度为１５０ｒ／ｍｉｎ。当ＰＡＤＳ的投加量为７ｍｇ／ｇ干泥时，污泥达到最佳脱水效果，污泥含水率Ｗｃ可由９８．５６％降为７５．０５％，污泥比阻ＳＲＦ由２．９８×１０１３ｍ／ｋｇ降为１．２３×１０１３ｍ／ｋｇ。关键词：两性污泥脱水剂；三元聚合物；污泥脱水中图分类号：ＴＱ６１；ＴＱ９文献标识码：Ａ文章编号：１６７１－３２０６（２０１９）０８－１８３７－０５ＳｙｎｔｈｅｓｉｓａｎｄｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｎｏｖｅｌａｍｐｈｏｔｅｒｉｃｐｏｌｙｍｅｒｓｌｕｄｇｅｄｅｈｙｄｒａｔｏｒＰＡＤＳＴＩＡＮＹｕ，ＬＩＳａｉ，ＬＬｉｎ，ＧＵＯＢｏ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴａｉｙｕａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔａｉｙｕａｎ０３００２４，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＳｙｎｔｈｅｓｉｓｏｆａｍｐｈｏｔｅｒｉｃｓｌｕｄｇｅｄｅｈｙｄｒａｔｉｎｇａｇｅｎｔＰ（ＡＭＤＡＣＳＭＡＳ）ｂｙａｃｒｙｌａｍｉｄｅ（ＡＭ），ａｃｒｙｌｏｙｌｏｘｙｅｔｈｙｌｔｒｉｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍｃｈｌｏｒｉｄｅ（ＤＡＣ）ａｎｄｓｏｄｉｕｍｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ（ＳＭＡＳ）ａｓｍｏｎｏｍｅｒｓ，ｒｅｆｅｒｒｅｄｔｏａｓＰＡＤＳｆｏｒｓｈｏｒｔ．Ｔｈｅｅｆｆｅｃｔｓｏｆｔｅｒｎａｒｙｍｏｎｏｍｅｒｒａｔｉｏ，ｉｎｉｔｉａｔｏｒｃｏｎｔｅｎｔ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｐＨｏｎＰＡＤＳｓｙｎｔｈｅｓｉｓｗｅｒｅｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄｂｙｒｅｓｐｏｎｓｅｓｕｒｆａｃｅｍｅｔｈｏｄｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｏｐｔｉｍｕｍｓｙｎｔｈｅｓｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ：ｗｈｅｎｔｈｅｍｏｎｏｍｅｒｒａｔｉｏｎ（ＡＭ）∶ｎ（ＤＡＣ＋ＳＭＡＳ）＝４．００∶１；ｔｈｅｍａｓｓｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅｉｎｉｔｉａｔｏｒｉｓ０．１％；ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｉｓ３ｈ；ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ４０℃；ｔｈｅｐＨｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓ６．５；ｔｈｅｓｔｉｒｒｉｎｇｓｐｅｅｄｉｓ１５０ｒ／ｍｉｎ．Ｔｈｅｂｅｓｔｓｙｎｔｈｅｓｉｓｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．ＷｈｅｎｔｈｅｄｏｓａｇｅｏｆＰＡＤＳｉｓ７ｍｇ／ｇ（ｄｒｙｍｕｄ），ｔｈｅｓｌｕｄｇｅａｃｈｉｅｖｅｓｔｈｅｂｅｓｔｄｅｗａｔｅｒｉｎｇｅｆｆｅｃｔ．ＴｈｅｓｌｕｄｇｅｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔＷｃｃａｎｂｅｒｅｄｕｃｅｄｆｒｏｍ９８．５６％ｔｏ７５．０５％，ａｎｄｔｈｅｓｌｕｄｇｅｓｐｅｃｉｆｉｃｒｅｓｉｓｔａｎｃｅＳＲＦｉｓ２．９８×１０１３ｍ／ｋｇ，ｉｓｒｅｄｕｃｅｄｔｏ１．２３×１０１３ｍ／ｋｇ。Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｍｐｈｏｔｅｒｉｃｓｌｕｄｇｅｄｅｈｙｄｒａｔｉｎｇａｇｅｎｔ；ｔｅｒｐｏｌｙｍｅｒ；ｓｌｕｄｇｅｄｅｗａｔｅｒｉｎｇ采用生物法处理废水会产生大量含水率高达９５％～９９．５％的活性污泥，而污泥是由高度分散和粘稠的颗粒组成，尺寸大小在１０－９ｍ左右，从而使固液分离非常困难［１５］