改性淀粉絮凝剂制备及其对藻类的去除研究

来源 :同济大学理学部 同济大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nofeeling189
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水体的富营养化已经成为当前社会的重要环境危害之一,采用化学絮凝的方法依然是控制水体富营养化的重要应急手段。研究新型高效对水体污染小的絮凝剂已成为目前研究的热点之一。 天然改性高分子絮凝剂具有来源广、危害小、容易降解等特点,为了研究其在水体富营养化中的处理效果,对其进行合成工艺和絮凝实验的研究十分必要。 本文选取铜绿微囊藻为除藻处理对象,其为水体富营养化中最为常见、难去除、危害大的藻类。研究了以天然高分子淀粉通过丙烯酰胺接枝共聚改性,制备除藻絮凝剂,并研究了其对铜绿微囊藻和实际微污染水体的除藻效果,实验结果表明,淀粉接枝共聚物对含藻水体的浊度和藻细胞有较好的治理效果。 论文对改性淀粉絮凝剂的制备进行了合成工艺条件、结构与表征方面的研究。合成所得的接枝共聚物接枝效率为91.2%,接枝率为85.6%,单体残留率为0.038%。通过对淀粉与淀粉接枝共聚物红外光谱图谱对比显示,在淀粉分子上接枝共聚了丙烯酰胺单体基团。通过正交实验和制备过程中各个合成因素对藻类去除影响的研究,确定了改性淀粉絮凝剂的最佳合成工艺:反应时间为4h,反应温度为50℃,可溶性淀粉5.0g,丙烯酰胺单体5.0g,高锰酸钾0.04g,硫酸0.30mL。所制备的合成产物在投加量为30mg/L时,对含藻水中的浊度和藻细胞的去除率分别达到86.8%和91.5%。 论文研究了合成工艺中各个单因素对藻细胞去除效果的影响,得到了不同水平的实验结果,进行了分析。根据研究所得的铜绿微囊藻的生长曲线,论文研究了铜绿微囊藻悬液浓度和藻细胞生长周期对絮凝过程和藻细胞去除率的影响。结果证明藻悬液浓度在一定范围内有促进絮凝的作用;处于延迟末期和稳定期的藻细胞去除率要高于对数期藻细胞,其更有利于絮凝。 本论文还将改性淀粉絮凝剂与PAC和PAM絮凝作了对比实验,结果表明合成产物絮凝效果略差于PAC,优于PAM。通过对三者絮凝实验过程的观察,初步分析了淀粉接枝共聚物对藻细胞的絮凝机理。 在研究中提出了一种藻类快速计数方法,经实验表明,其测试方法可靠,具有可操作性。同传统方法相比对照,在保证准确性的前提之下,新方法所需水量很少,且操作简单方便,所需时间也更短。 论文对同济大学三好坞和上海市和平公园内的河流水体进行了实验,证明淀粉接枝共聚物对实际水体藻细胞去除率亦分别达到88.8%和89.5%。具有较好的处理效果。
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