聚环氧氯丙烷胺类絮凝剂的合成及絮凝性能研究

论文摘要

随着印染工业的快速发展，印染废水的成分越来越复杂，为了有效的处理印染废水，迫切需要开发更多高效的水处理剂。本文首先以环氧氯丙烷和二甲胺为原料，在合成过程中加入不同的有机胺类作为交联剂，合成出一系列环氧氯丙烷—二甲胺聚合物（EPI-DMA）；采用红外光谱（IR）、核磁共振谱仪（NMR）、透射电镜（TEM）等多种现代分析仪器对EPI-DMA的结构形貌进行了分析表征。然后将合成出来的EPI-DMA聚合物与高浓度的聚合氯化铝（PAC）复配成聚合氯化铝—聚环氧氯丙烷—二甲胺（PAC-EPI-DMA）复合絮凝剂，同时对其电荷特性、结构形貌情况以及处理废水的情况进行了研究。最后对EPI-DMA有机絮凝剂及PAC-EPI-DMA复合絮凝剂的性能进行了对比研究。结果表明：在EPI-DMA聚合物的合成过程中，交联剂的加入使EPI-DMA的粘度和阳离子度增加，多乙烯多胺为交联剂的聚合物在交联剂量增加到一定程度后，阳离子度有降低的趋势；不同交联剂的EPI-DMA聚合物的IR谱图相差不大，但在水溶液中的结构形貌有较大差异；EPI-DMA絮凝剂对不同的染料废水有不同的絮凝脱色机理。对PAC-EPI-DMA复合絮凝剂的研究表明：与PAC无机混凝剂相比，PAC-EPI-DMA复合絮凝剂的Zeta电位值明显升高，电中和能力明显加强，但絮凝剂的Zeta电位值升高程度与复合絮凝剂中EPI-DMA的含量（P）以及pH值密切相关。EPI-DMA的粘度值（η）对PAC-EPI-DMA复合絮凝剂的Zeta电位影响不大，但其会影响复合絮凝剂在水中的结构形貌。PAC-EPI-DMA复合絮凝剂的P和η值对混凝效果均有影响。对EPI-DMA有机絮凝剂及PAC-EPI-DMA复合絮凝剂性能比较可知：PAC-EPI-DMA复合絮凝剂较EPI-DMA絮凝剂在水溶液中的聚集度变大，吸附架桥能力和网捕卷扫能力加强，处理染料废水和含油废水的效果要好于EPI-DMA絮凝剂。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 本论文的研究意义和目的
• 1.2 染料及染料废水
• 1.2.1 染料及其分类
• 1.2.2 染料废水污染的现状
• 1.3 印染废水处理方法
• 1.3.1 吸附（气浮）法
• 1.3.2 膜分离法
• 1.3.3 萃取法
• 1.3.4 化学混凝法
• 1.3 5 化学氧化法
• 1.3.6 光催化氧化法
• 1.3.7 超声波氧化
• 1.3.8 电化学法
• 1.3.9 生物降解法
• 1.4 化学絮凝剂的脱色研究
• 1.4.1 无机絮凝剂的脱色研究
• 1.4.2 有机高分子絮凝剂的脱色研究
• 1.4.3 微生物絮凝剂
• 1.5 新型高分子絮凝剂EPI-DMA
• 1.6 本文所要解决的主要研究内容及创新之处
• 第二章 实验材料和方法
• 2.1 药剂和材料
• 2.1.1 实验药剂
• 2.1.2 仪器和设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 EPI-DMA的提纯
• 2.2.2 红外（IR）测定方法
• 2.2.3 核磁共振谱（NMR）的测定
• 2.2.4 ZETA电位测定方法
• 2.2.5 透射电镜（TEM）试验
• 2.2.6 EPI-DMA粘度的测定
• 2.2.7 EPI-DMA阳离子度的测定
• 2.2.8 模拟水样配制方法
• 2.2.9 絮凝脱色实验方法
• 2.2.10 COD测定方法
• 2.2.11 油含量测定方法
• 第三章 EPI-DMA的合成及性能研究
• 3.1 前言
• 3.2 制备方法
• 3.3 实验结果与讨论
• 3.3.1 交联剂种类及用量对EPI-DMA三元聚合反应的影响
• 3.3.2 不同交联剂的EPI-DMA的IR谱图表征
• 3.3.3 聚环氧氯丙烷—二甲胺的NMR谱图
• 3.3.4 EPI-DMA的结构形貌观察
• 3.3.5 EPI-DMA稳定性研究
• 3.4 絮凝实验结果
• 3.4.1 EPI-DMA处理实际印染废水效果
• 3.4.2 EPI-DMA处理炼油废水的效果
• 3.5 小结
• 第四章 PAC-EPI-DMA复合絮凝剂性能研究
• 4.1 前言
• 4.2 PAC-EPI-DMA的制备方法
• 4.2.1 PAC的制备
• 4.2.2 PAC-EPI-DMA的制备
• 4.3 PAC-EPI-DMA电动特性的研究
• 4.3.1 P值对絮凝剂ZETA电位的影响
• 4.3.2 EPI-DMA的D值对PAC-EPI-DMA复合絮凝剂ZETA电位的影响
• 4.4 PAC-EPI-DMA的TEM的观察
• 4.5 PAC-EPI-DMA与PAC的絮凝效果
• 4.5.1 处理模拟染料废水的效果
• 4.5.2 处理实际印染废水的效果
• 4.6 小结
• 第五章 PAC-EPI-DMA复合絮凝剂与EPI-DMA絮凝剂的性能比较
• 5.1 EPI-DMA和PAC-EPI-DMA的TEM观察
• 5.2 活性艳红模拟废水混凝效果的对比研究
• 5.2.1 投药量对混凝效果的影响
• 5.2.2 PH值对脱色效果的影响
• 5.3 实际印染废水处理效果的比较
• 5.4 处理炼油废水的絮凝效果比较
• 5.5 小结
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表的论文
• 学位论文评阅及答辩情况表