[应用]

(1)污泥脱水中的应用

李玉江和吴涛通过对淀粉和丙烯酰胺的共聚产物进行胺甲基化反应，制备胺甲基度较高的阳离子有机絮凝剂CPMA,并用于污泥的絮凝脱水，发现CPMA可使污泥的含水率由99.3%下为69%，絮凝脱水性能优于阳离子聚丙烯酰胺(PAM-C)和非离子型聚丙烯酰胺(PAM)。3种有机高分子絮凝剂处理活性污泥的试验结果分别见图3-21、表3-56和表3-57。

表3-56 滤液的透光率

①CPMA的脱水性能污泥脱水实验是在同等操作条件下进行的，因此在一定时间内过滤滤液的体积是比较污泥脱水效果的直观指标，滤液越多则污泥滤饼的含水率越低，絮凝剂的脱水效果越好。图3-21反映3种絮凝剂投加量均为0.8%时，滤液体积与过滤时间的关系。由图3-21可知，同等投加量条件下CPMA的脱水性能最好。

②滤液澄清情况一种好的脱水絮凝剂不仅要有好的脱水性能而且要求滤液有较高的澄清度，滤液的澄清度可以用透光率来表示，透光率说明了絮凝剂对污泥中胶粒、微细粒子和杂质成分的脱除性能，表3-56是反复测试后选择最大吸收波长650nm，以751分光光度计测出的滤液透光度。由表3-56看出以CPMA为絮凝脱水剂污泥的滤液透光性好，澄清度高。

CPMA脱水性能好，滤液透光率高，可以认为与其本身的性质有着直接的关系。污泥中的胶体颗粒及微生物残体带有负电荷，而CPMA胺甲基度高具有很高的正电荷密度，它不仅可以起到对污泥颗粒的电中和作用，使污泥细粒脱稳聚集，而且依靠分子内正电荷的相互排斥作用使CPMA的主链得到最大限度的伸展从而大大增强了吸附架桥能力。

③污泥脱水前后的含水率与燃烧热值随着过滤时间的延续，滤液体积逐渐增加，而污泥滤饼的含水率逐渐降低，直至真空度最终破坏，此时，滤饼含水率为真空脱水过程中所能达到的最低滤饼含水率，试验结果见表3-57。由表3-57看出，CPMA的投加量最小，滤饼含水率最低。

表3-57滤饼最低含水率

杨波和赵榆林利用淀粉丙烯酰胺接枝共聚物的Mannich反应产品处理城市污水的活性污泥，发现：a.选择相对分子质量为500×104左右的絮凝剂比较理想，此时絮凝剂的最佳用量为30mg/L；b.随着胺化度增加，脱水率提高，当胺化度为33%时，脱水率最好，继续提高胺化度，脱水率反而下降。这是由于分子量高电荷密度高的比分子量高电荷密度低的有机高分子絮凝剂被固体颗粒吸附得更多，能够桥连的立体环式和尾式结构减少。这样影响桥连，絮凝作用降低。

杨波等还利用阳离子型淀粉丙烯酰胺接枝共聚物对活性污泥进行了脱水处理，并考察了处理效果，发现了以下几种情况。

①絮凝剂用量达到某峰值，脱水污泥含水率最低。再增加用量时，絮凝剂效果反而下降，这是由于投加量继续增大，因架桥作用所必需的离子表面吸附活性点被絮凝剂所包裹，使得架桥变得困难，处理效率降低。另一方面絮凝剂的最佳用量随特性黏数增加而降低，但由于在聚合时，要防止特性黏数过大而产生交联，因此，控制特性黏数为12.5dL/g比较好，此时，絮凝剂的最佳用量为40mg/L。

②阳离子度对脱水污泥含水率的影响由于阳离子型改型天然高分子絮凝剂是通过Man-nich反应，最终得到叔胺化产物，所以阳离子度与絮凝剂的电荷密度呈线性关系，随着阳离子度增加，含水率减少，当阳离子度为40%时，脱水污泥含水率最低，继续提高阳离子度，脱水污泥含水率反而上升，这是由于分子量高电荷密度高的比分子量高电荷密度低的有机高分子絮凝剂被固体颗粒吸附得更多能够桥连的立体环式和尾式结构减少，这样影响桥连，絮凝作用降低。

③接枝率高的共聚物比接枝率低的共聚物絮凝效果好，这是因为接枝聚合物比均聚物体积庞大，形成刚柔相济的网状大分子，桥连作用更为显著，但是，随着接枝率的提高，接枝共聚物的交联程度增加可溶性下降接枝率超过60%后接枝共聚物交联程度难以控制往往不溶，因此接枝率达到60%比较理想。