聚二烯丙基二甲基氯化銨的合成及其在水處理中的應(yīng)用.pdf

1、論文研究了復(fù)合型混凝劑PDADMAC在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用。首選采用統(tǒng)計(jì)學(xué)田口方法設(shè)計(jì)出PDADMAC的制備路線，以期獲得優(yōu)化的合成條件。通過(guò)方差分析分析(ANOVA)，研究了合成條件對(duì)濁度去除率的影響。其次采用混凝試驗(yàn)，以余濁和化學(xué)需氧量（COD）的去除率為指標(biāo)，對(duì)PDADMAC的混凝性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。研究結(jié)果表明：PDADMAC的優(yōu)化合成條件是溫度50℃，引發(fā)劑用量0.20g，去離子水用量10 mL和合成時(shí)間8h。方差分析結(jié)果顯示，PD

2、ADMAC除濁能力最顯著的影響因素是合成溫度，其次是引發(fā)劑用量，合成時(shí)間和去離子水用量。采用田口方法研究了合成溫度，引發(fā)劑用量，去離子水用量和合成時(shí)間對(duì)產(chǎn)品粘度的影響，研究結(jié)果表明當(dāng)合成溫度，引發(fā)劑用量，去離子水用量和合成時(shí)間分別是60℃,0.15g,10mL and 5 h時(shí)，產(chǎn)品粘度達(dá)到最佳。方差分析結(jié)果表明合成溫度是產(chǎn)品粘度最顯著的影響因素，其次是引發(fā)劑用量，合成時(shí)間和去離子水用量。
　　混凝的優(yōu)化條件為：投加量為12mg/

3、L，生活污水pH值為9，快速攪拌速度為300rpm以及沉淀時(shí)間120min。在優(yōu)化的混凝劑投加量條件下，濁度和COD去除率分別達(dá)到86.56和57.64％。其中污水的濁度從70.9NTU下降到9.53NTU，而COD從288mg/L下降到122mg/L。但是在優(yōu)化的廢水初始pH條件下，濁度和COD去除率分別為91.06%和57.47%。在優(yōu)化的混凝劑投加量條件下，COD值為從初始的174mg/L下降到74mg/L，而濁度從106NTU下

4、降到9.45NTU，且濁度和COD的去除效率分別為90.71%和76.54%。此時(shí)，濁度下降到9.15NTU而COD下降到42mg/L，膠體的zeta電位值小于零(-4.97mV),因此電中和機(jī)理在混凝過(guò)程中起著重要的作用，但是它并不是PDADMAC唯一的混凝機(jī)理。
　　論文研究了PFS與新型復(fù)合絮凝劑PFPD1,PFPD2和PFPD3。通過(guò)響應(yīng)曲面（RSM）法研究了不同混凝劑投加量和污水初始pH值對(duì)污水濁度和COD去除的影響，從

5、而獲得能夠達(dá)到最佳COD去除效果的混凝劑投加量和廢水初始pH值。結(jié)果表明觀測(cè)值與預(yù)測(cè)值相吻合。
　　通過(guò)模型對(duì)各種混凝劑進(jìn)行除濁效果的預(yù)測(cè)。研究結(jié)果表明：當(dāng)PFS投加量為390mg/L與pH為7.7時(shí)，濁度去除率達(dá)到98.2%；當(dāng)PFPD1投加量為430mg/L，pH值為7.96,濁度去除率預(yù)測(cè)值為98.1%。PFPD2的最佳混凝條件為投加量320 mg/L和pH為7.24，濁度去除率預(yù)測(cè)值為96.75%；采用PFPD3，模型預(yù)測(cè)

6、的濁度去除率為90.5%，此時(shí)混凝劑投加量為390mg/L與pH值為7.28。
　　通過(guò)模型研究了混凝劑對(duì)廢水COD的去除率效果。研究結(jié)果表明：PFS投加量為390mg/L,廢水初始pH為7.32時(shí)，COD去除率能夠達(dá)到66.9%;PFPD1投加量為384 mg/L和廢水初始pH值為8.13時(shí)，66.2%的COD將會(huì)被除去；當(dāng)投加量為450mg/L且廢水初始pH值為8.14，PFPD2對(duì)COD去除有69.4%的預(yù)測(cè)效果；模型預(yù)測(cè)表

7、明：當(dāng)PFPD3投加量為390mg/L與廢水初始pH值為7.49時(shí)，廢水COD的去除率達(dá)到67.6%.
　　采用濁度與COD作為模型的響應(yīng)值擬合模型，研究結(jié)果表明PFS投加量為388mg/L與廢水初始pH值為7.6時(shí)，濁度和COD的去除率預(yù)測(cè)值分別為98.1%和66.8%；采用PFPD1，當(dāng)投加量為384mg/L和廢水初始pH值為7.75時(shí)，濁度和COD的預(yù)測(cè)效率分別為97.8%和65.8%；采用PFPD2，混凝劑投加量為444m

8、g/L和廢水初始pH值8.05時(shí)，濁度和COD的預(yù)測(cè)效率分別為93.65%和69.05%；在PFPD3投加量390mg/L與廢水初始pH值7.48條件下，濁度和COD的預(yù)測(cè)效率分別為90.5%與67.6%。模擬結(jié)果表明，混凝劑除濁性能大小比較為：PFS>PFPD1>PFPD2>PFPD3；而COD去除率的性能大小比較則為PFPD2>PFPD3>PFS>PFPD1。
　　在優(yōu)化的預(yù)測(cè)條件下，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：采用PFS，濁度從67.3N

9、TU降低至2.66NTU,而COD值從200mg/L降低到65mg/L；采用PFPD1，濁度從74.0NTU降低至2.70NTU,而COD值從194mg/L降低到65.2mg/L;但是，采用PFPD2，廢水的濁度從70.4降低到5.25NTU，而COD從192mg/L降低至60.9mg/L；最后，采用PFPD3進(jìn)行混凝試驗(yàn)，濁度從初始的63.1NTU降低到6.10NTU,而廢水COD含量從199mg/L降低至63.8mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證

10、明了RSM方法適合于優(yōu)化混凝過(guò)程。
　　論文還研究了復(fù)合混凝劑PFPD1與PFPD2的制備以及用于微污染水源水的處理，同時(shí)與PFS進(jìn)行了比較。采用響應(yīng)曲面法設(shè)計(jì)和觀察在不同混凝劑投加量與污染水初始pH條件下，濁度和TOC的去除效果。此外，預(yù)測(cè)了達(dá)到最低余濁和TOC值時(shí)所需的混凝劑投加量和廢水初始pH值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明模型預(yù)測(cè)值和觀察值基本一致。
　　通過(guò)模型對(duì)余濁進(jìn)行預(yù)測(cè)分析。研究結(jié)果表明當(dāng)PFS投加量為200mg/L與污染水

11、初始pH為8.13時(shí)，濁度從初始8.01NTU降低至0.924NTU；采用PFPD1，當(dāng)投加量為140mg/L與污染水初始pH為7.52時(shí)，濁度從初始的8.01NTU降低至0.907NTU;而采用PFPD2，在投加量為100mg/L與污染水初始pH為7.34時(shí)，濁度從初始14.4NTU去除至1.08NTU。
　　通過(guò)模型對(duì)TOC進(jìn)行預(yù)測(cè)分析，研究結(jié)果表明當(dāng)PFS投加量為200mg/L與污染水初始pH為7.98時(shí)，TOC預(yù)測(cè)值從初始

12、3.17mg/L降低至2.03mg/L；采用PFPD1，當(dāng)投加量為180mg/L與污染水初始pH為7.97時(shí)，濁度從初始3.17mg/L去除至1.83mg/L;而采用PFPD2，在投加量為140mg/L與污染水初始pH為7.94時(shí)，濁度從初始2.53mg/L去除至1.51mg/L。
　　通過(guò)余濁模擬，結(jié)果表明各種混凝劑混凝性能大小比較為：PFS>PFPD1>PFPD2；而通過(guò)TOC模擬，結(jié)果表明各種混凝劑混凝性能大小比較：PFPD