双水相脱色絮凝剂乳液的制备及其应用

论文摘要

随着染料和印染行业的发展,排放到环境中的含染料的工业废水的量越来越大,各种染料在水体中的长期滞留,对有限的水资源造成严重污染,制约了社会、经济的可持续发展。去除废水中的染料是该类工业废水处理的首要问题。目前针对染料废水处理的药剂的脱色和絮凝综合性能不好,因此开发具有良好的脱色和絮凝复合作用的新产品成为人们研究的热点。本文的研究内容分为三大部分。第一部分以双氰胺、甲醛为主要原料,以氯化铵为改性剂、以氯化铝为催化剂,合成了水溶性的、稳定性良好的用于双水相聚合的分散介质双氰胺-甲醛缩聚物（PHDCD）。主要研究了甲醛的用量、反应温度、反应时间、改性剂的用量、催化剂的用量对PHDCD特性粘度、脱色率和稳定性的影响,获得了制备良好的水溶性、适宜的特性粘数和良好分散稳定性的PHDCD的条件。运用红外光谱（FTIR）、乌氏粘度计、分光光度计等对PHDCD的结构、特性粘度和脱色率进行了表征与测定。第二部分利用双水相聚合的分相机理,以PHDCD的水溶液为分散介质,通过丙烯酰胺（AM）与二甲基二烯丙基氯化铵（DMDAAC）自由基共聚制备了含阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）高分子助凝剂的双水相乳液型脱色絮凝剂。系统地讨论了分散介质的浓度、链转移剂用量、共聚反应温度、引发剂的用量、共聚单体配比n（DMDAAC）:n（AM）、共聚单体总浓度和聚合反应时间等对聚合反应产物及其脱色絮凝性能的影响,得出了最优化的聚合反应条件。通过乌氏粘度计、红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜、分光光度计等对合成的脱色絮凝剂进行了表征与测试。所制备的脱色絮凝剂兼具了双氰胺-甲醛良好的脱色性能和阳离子聚丙烯酰胺的絮凝性能,具有脱色率高和絮体沉降速度快的双重优点,其对染料溶液脱色处理具有良好的效果。第三部分以活性、酸性染料为例,用所制备的双水相体系的脱色絮凝剂乳液对多种染料溶液进行应用研究,讨论了脱色絮凝剂的投加量、染料溶液的初始浓度、染料溶液的pH值、搅拌时间等对脱色率的影响,得到了各因素对应用效果的影响规律,确定了最佳的处理用量和条件。同时进行了双水相脱色絮凝剂与Oil-Flock脱色剂的脱色试验对比,结果表明双水相乳液的脱色性能优于Oil-Flock。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 染料及染料废水
• 1.2.1 染料定义及其分类
• 1.2.2 染料废水特点
• 1.2.3 染料废水的污染现状
• 1.3 染料废水的脱色方法
• 1.3.1 吸附脱色法
• 1.3.2 膜分离脱色法
• 1.3.3 氧化脱色法
• 1.3.4 生物脱色法
• 1.3.5 絮凝沉降脱色法
• 1.4 双氰胺甲醛高分子脱色絮凝剂
• 1.5 聚丙烯酰胺脱色絮凝剂
• 1.6 聚合物双水相体系在聚丙烯酰胺合成中的应用
• 1.7 本课题研究的目的及意义
• 1.8 本论文研究的主要内容
• 第二章 双氰胺-甲醛缩聚物（PHDCD）的合成与表征
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 主要原料与试剂
• 2.1.2 主要仪器与设备
• 2.1.3 双氰胺-甲醛缩聚物的合成原理及实验方法
• 2.1.4 实验测试技术及数据处理方法
• 2.2 结果与讨论
• 2.2.1 双氰胺与甲醛摩尔比的影响
• 2.2.2 氯化铵用量的影响
• 2.2.3 氯化铝用量的影响
• 2.2.4 羟甲基化温度的影响
• 2.2.5 羟甲基化时间的影响
• 2.2.6 缩聚温度的影响
• 2.2.7 缩聚时间的影响
• 2.2.8 双氰胺甲醛缩聚物的红外光谱分析
• 2.3 本章小结
• 第三章 双水相法合成脱色絮凝剂的研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要原料与试剂
• 3.1.2 主要仪器和设备
• 3.1.3 双水相体系脱色絮凝剂的制备
• 3.1.4 脱色混凝剂的制备
• 3.1.5 脱色絮凝剂双水相体系的表征
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 脱色絮凝剂制备工艺优化-正交试验
• 3.2.2 分散介质浓度的影响
• 3.2.3 链转移剂含量的影响
• 3.2.4 聚合反应温度的影响
• 3.2.5 引发剂浓度的影响
• 3.2.6 共聚单体摩尔比的影响
• 3.2.7 共聚单体总浓度的影响
• 3.2.8 聚合反应时间的影响
• 3.3 脱色絮凝剂的协同效应研究
• 3.4 共聚物红外光谱分析
• 3.5 扫描电子显微镜分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 脱色絮凝剂乳液的应用研究
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 主要原料及试剂
• 4.2.2 主要仪器和设备
• 4.2.3 染料溶液脱色絮凝实验
• 4.2.4 COD 的测定
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 脱色絮凝剂投加量的影响
• 4.3.2 染料溶液初始浓度的影响
• 4.3.3 pH 值对染料溶液脱色效果的影响
• 4.3.4 搅拌时间的影响
• 4.3.5 Oil Flock 脱色絮凝剂的脱色絮凝实验
• 4.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件