鄭懷禮++壽倩影++李香++劉冰枝++鄭欣鈺++梁逸舟++周于皓++郭洪茹

摘要：以丙烯酰胺（AM）與甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨（MAPTAC）為共聚單體，通過(guò)紫外光引發(fā)聚合法制備陽(yáng)離子聚丙烯酰胺絮凝劑P（AMMAPTAC）。通過(guò)紅外光譜（IR）與差熱熱重分析（TG/DSC）分別對(duì)P（AMMAPTAC）進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征與熱穩(wěn)定性分析，并采用響應(yīng)曲面法得到優(yōu)化制備條件：反應(yīng)體系pH為4.75，引發(fā)劑v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.07%，EDTA2Na質(zhì)量分?jǐn)?shù)為020%，n（MATPAC）/n（AM）為0.33，光照時(shí)間為60 min。在優(yōu)化條件下制備P（AMMAPTAC）絮凝劑，特性粘度可達(dá)14.72 dL/g，通過(guò)污泥脫水實(shí)驗(yàn)可驗(yàn)證該特性粘度下的污泥脫水效果最好，濾餅含水率（FCMC）達(dá)70%，污泥比阻（SRF）達(dá)6.94×1012 m/kg，上清液剩余濁度達(dá)9.70 NTU，污泥脫水效果優(yōu)于市售常用絮凝劑。

關(guān)鍵詞：水處理材料；絮凝劑；制備；水處理；陽(yáng)離子聚丙烯酰胺

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ316.3；TU991.22文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：16744764（2017）01011807

收稿日期：20160506

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（21477010、21677020）

作者簡(jiǎn)介：鄭懷禮（1957），男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事水處理絮凝劑的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究，（Email）1223243605@qq.com。

Received：20160506

Foundation item：National Natural Science Foundation of China （No. 21477010，21677020）

Author brief：Zheng Huaili （1957 ）， professor， doctoral supervisor， main research interest：development and application of water treatment flocculant， （Email） 1223243605@qq.com.Ultravioletinitiated synthesis of P（AMMAPTAC） and optimization

of preparation conditions with response surface method

Zheng Huailia，b， Shou Qianyinga，b， Li Xianga，b， Liu Bingzhia，b，

Zheng Xinyua， Liang Yizhoua， Zhou Yuhaoa，b， Guo hongrua

（a. School of Urban Construction and Environmental Engineering， Chongqing University， Chongqing 400045， P. R. China；

b. Chongqing Engineering Research Center of Water Treatment Coagulant， Chongqing 400045， P. R. China）

Abstract：The cationic polyacrylamide flocculant P（AMMAPTAC） was prepared by polymerizing acrylamide（AM） and methacrylamide propyl trimethyl ammonium chloride （MAPTAC） under UV irradiation conditions. Determination the structural features and thermal stability of P（AMMAPTAC） by IR and TG/DSC. The Response Surface Method was used to obtain the optimum preparation conditions：pH 4.75， initiator mass fraction 0.07%， EDTA2Na mass fraction 0.20%， MATPAC/AM molar ratio 033， illumination time 60min.Under optimal conditions， the intrinsic viscosity of P（AMMAPTAC） reached 14.72dL/g， under this condition， P（AMMAPTAC） showed the best effect of sludge dewatering， FCMC 70%， SRF 6.94×1012 m/kg， tubidity 9.70 NTU.

Keywords：watertreatment materials； flocculant； synthesis； watertreatment； cationic polyacrylamide

近年來(lái)，隨著城市化進(jìn)程的不斷加快，污水排放量與污泥產(chǎn)量逐年遞增。作為污水處理的副產(chǎn)物，污泥具有含水率極高、有毒有害物質(zhì)濃度高、危害性大等特點(diǎn)[1]，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生潛在危害。此外，污泥顆粒細(xì)小，呈絮狀及膠狀結(jié)構(gòu)，不易沉降、壓實(shí)，因此，在污泥進(jìn)行機(jī)械脫水前，通常采用絮凝法進(jìn)行預(yù)處理，從而改善污泥脫水性能，使其達(dá)到減量化、穩(wěn)定化、無(wú)害化的要求[2]。陽(yáng)離子聚丙烯酰胺（CPAM）作為一種新型有機(jī)高分子絮凝劑，具有投加量少、分子量高、適用范圍廣、成本低廉等特點(diǎn)[34]，能有效應(yīng)用于污泥脫水處理中，但目前中國(guó)市售的CPAM存在功能單一、品種少、價(jià)格高、絮凝效果差、生產(chǎn)工序復(fù)雜等缺點(diǎn)，因此，研究開(kāi)發(fā)性能優(yōu)良的陽(yáng)離子聚丙烯酰胺絮凝劑，能夠提高污泥絮凝處理效果，降低絮凝成本，具有良好的應(yīng)用前景。

響應(yīng)面分析法（RSM）是一種綜合工藝設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化的統(tǒng)計(jì)學(xué)方法[4]。該方法能直觀體現(xiàn)影響反應(yīng)過(guò)程的各因素及其交互作用確定最佳實(shí)驗(yàn)條件。筆者采用響應(yīng)面法對(duì)P（AMMAPTAC）絮凝劑的制備條件進(jìn)行優(yōu)化。

目前，采用丙烯酰胺（AM）與甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨（MAPTAC）單體制備P（AMMAPTAC）絮凝劑的相關(guān)研究還不常見(jiàn)，且紫外光引發(fā)聚合法合成陽(yáng)離子聚丙烯酰胺絮凝劑具有轉(zhuǎn)化率高、單體殘留少、毒性低等特點(diǎn)。以AM與MAPTAC為共聚單體，在紫外光引發(fā)條件下，采用響應(yīng)面分析法，通過(guò)建立BOXBehnken數(shù)學(xué)模型，分析反應(yīng)體系pH值、引發(fā)劑v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)、EDTA2Na質(zhì)量分?jǐn)?shù)、n（MATPAC）/n（AM）、光照時(shí)間5個(gè)因素對(duì)P（AMMAPTAC）絮凝劑特性粘度的影響，并分析實(shí)驗(yàn)指標(biāo)與多個(gè)因素之間的回歸關(guān)系，確定優(yōu)化制備條件，得到優(yōu)化水處理絮凝劑，并對(duì)其進(jìn)行結(jié)構(gòu)表征與熱穩(wěn)定性分析，將其應(yīng)用于城市污水廠二沉池污泥的脫水處理中，研究其污泥脫水絮凝性能。

1實(shí)驗(yàn)材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料和儀器

丙烯酰胺（AM）（工業(yè)級(jí)）；甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化銨（MAPTAC）（50%水溶液，工業(yè)級(jí)）；v044引發(fā)劑、尿素、無(wú)水乙醇、丙酮、氯化鈉（2 mol/L），以上試劑均為分析純；高純氮?dú)狻Ｗ贤鉄粞b置，上海季光特種照明電器廠；pH計(jì)，美國(guó)哈希公司；電熱恒溫干燥器，上海東星試驗(yàn)設(shè)備有限公司；電熱恒溫水浴鍋，超級(jí)恒溫水槽，非稀釋型烏氏粘度計(jì)，上海精宏實(shí)驗(yàn)設(shè)備有限公司；玻璃砂芯漏斗，長(zhǎng)春市玻璃儀器廠。

1.2P（AMMAPTAC）的制備

將一定量的AM、MAPTAC單體、蒸餾水依次加入透明玻璃廣口瓶中，攪拌均勻，加入一定量EDTA2Na溶液以去除溶液中金屬離子的干擾，隨后調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH值，通氮?dú)?5 min后加入一定量v044引發(fā)劑，繼續(xù)通氮?dú)?5 min后密封玻璃瓶。將玻璃瓶放至紫外燈反應(yīng)裝置中進(jìn)行聚合反應(yīng)，反應(yīng)一定時(shí)間后關(guān)閉紫外燈，靜置熟化2 h后可得無(wú)色透明的凝膠狀聚合產(chǎn)物。剪取適量聚合產(chǎn)物放入燒杯中，用丙酮和無(wú)水乙醇交替反復(fù)浸泡2 d后得到白色塊狀固體，置于60 ℃的電熱干燥箱內(nèi)，烘干粉碎后即可得到白色粉末狀的P（AMMAPTAC）絮凝劑。

1.3P（AMMAPTAC）特性粘度測(cè)定

剪取0.1～0.2 g膠體狀聚合產(chǎn)物置于燒杯中，在35 ℃的搖床中振蕩溶解完全。根據(jù)GB 1200.5.189，在1 mol/L的NaCl水溶液條件下，用一點(diǎn)法測(cè)定待測(cè)溶液的特性粘度[5]。

1.4P（AMMAPTAC）的表征

紅外光譜（IR）表征與差熱熱重分析（TGDSC）分別采用日本SHIMADZU 公司的IRPrestige21型紅外光譜儀與日本島津公司的DTG60H差熱熱重分析儀進(jìn)行分析測(cè)定，其中紅外光譜測(cè)定范圍為400～4 000 cm-1，差熱熱重分析在氮?dú)鈿夥障?，?0 ℃/min的升溫速度測(cè)定20～600 ℃范圍內(nèi)P（AMMAPTAC）的熱穩(wěn)定性[6]。

1.5響應(yīng)面法優(yōu)化實(shí)驗(yàn)

以單因素實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，根據(jù)響應(yīng)曲面法設(shè)計(jì)原理，采用Design Expert 80軟件，對(duì)P（AMMAPTAC）絮凝劑的制備條件進(jìn)行五因素三水平的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)[7]，以反應(yīng)體系pH值（A）、v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)（B）、EDTA2Na質(zhì)量分?jǐn)?shù)（C）、n（MATPAC）/n（AM）（D）、光照時(shí)間（E）為考察對(duì)象，以聚合產(chǎn)物特性粘度為響應(yīng)值，建立數(shù)學(xué)回歸模型，見(jiàn)表1。表1響應(yīng)面分析因素及水平

Table 1Analytical factors and levels for RSA因素編碼水平-101pHA3.004.756.5v044/%B0.020.070.12EDTA2Na/%C0.100.200.30n（MATPAC）/n（AM）D0.150.330.5t/minE30.0060.0090.00

1.6污泥脫水實(shí)驗(yàn)

將制備的P（AMMAPTAC）絮凝劑配制成1 g/L的溶液備用。將100 mL污泥加入250 mL燒杯中，量取一定量的絮凝劑溶液加入其中，用玻璃棒快速攪拌15次，再慢速攪拌30次，靜置10 min。隨后對(duì)污泥進(jìn)行真空抽濾實(shí)驗(yàn)，測(cè)定濾餅的含水率、污泥比阻和上清液剩余濁度。

2結(jié)果與討論

2.1模型建立與方差分析

根據(jù)響應(yīng)曲面法設(shè)計(jì)原理，對(duì)P（AMMAPTAC）絮凝劑的制備條件進(jìn)行五因素三水平的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，得到反應(yīng)體系pH值、v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)、EDTA2Na質(zhì)量分?jǐn)?shù)、n（MATPAC）/n（AM）、光照時(shí)間5個(gè)因素（分別用變量A、B、C、D、E表示）與P（AMMAPTAC）絮凝劑特性粘度之間的回歸方程，如式（1）所示。Intrinsicviscosity=14.06+0.59A+0.57B-

0.034C+0.49D+0.80E+0.71AB+0.33AC+

0.31AD+0.51AE-0.13BC+0.36BD+0.38BE+

0.31CD+0.13CE-0.19DE-1.46A2-

1.86B2-0.63C2-0.95D2-2.32E2（1）回歸方程的方差分析如表2所示。由表2可知，該模型具有較高的顯著性，其顯著性影響依次是光照時(shí)間、反應(yīng)體系pH值、引發(fā)劑v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)、n（MATPAC）/n（AM）、EDTA2Na質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而交互作用中只有反應(yīng)體系pH值與v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)的交互作用對(duì)特性粘度有顯著的影響，其它交互作用不顯著。此外，該模型的失擬項(xiàng)不顯著，且R2=0925 2，說(shuō)明實(shí)際值與預(yù)測(cè)值有很好的一致性[8]，因此，該回歸方程能較好地表現(xiàn)預(yù)測(cè)值與實(shí)測(cè)值的相關(guān)性，可用該模型對(duì)P（AMMAPTAC）絮凝劑的優(yōu)化制備條件進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)。表2回歸模型的方差分析

Table 2Analysis of variance方差來(lái)源平方和自由度均方FP值模型96.10204.8111.63<0.000 1A5.6215.6213.600.001 1B5.1815.1812.520.001 6C0.01810.0180.0440.835 1D3.7813.789.150.005 7E10.36110.3625.06<0.000 1AB2.0112.014.860.037 0AC0.4210.421.020.321 7AD0.3710.370.900.350 8AE1.0311.032.490.127 0BC0.06510.0650.160.695 6BD0.5110.511.240.276 0BE0.5810.581.400.247 4CD0.3810.380.930.344 1CE0.07110.0710.170.681 5DE0.1410.140.340.562 4A218.68118.6845.19<0.000 1B230.13130.1372.90<0.000 1C23.4313.438.290.008 1D27.9517.9519.230.000 2E246.79146.79113.20<0.000 1殘差10.33250.41擬合不足9.40200.472.530.154 0純誤差0.9350.19總誤差106.4345

2.2響應(yīng)面分析

為了考察各因素及其交互作用對(duì)P（AMMAPTAC）絮凝劑特性粘度的影響，采用Design Expert 8.0軟件輔助分析，得到一組響應(yīng)曲面圖與等高線圖，選取其中部分圖進(jìn)行分析。響應(yīng)曲面的坡度與等高線形狀分別反應(yīng)出各因素及其交互作用對(duì)P（AMMAPTAC）特性粘度的作用強(qiáng)弱，等高線的形狀越趨于橢圓，表示交互作用對(duì)響應(yīng)值的影響越大[9]。由圖1（a）～（c）圖可知，各單項(xiàng)因素對(duì)P（AMMAPTAC）特性粘度的影響顯著性依次是光照時(shí)間>反應(yīng)體系pH值>v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)，而由（d）～（f）等高線圖可以看出，只有反應(yīng)體系pH值與v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)的交互作用對(duì)特性粘度有較顯著影響，其他兩項(xiàng)交互作用不顯著。同樣，通過(guò)分析剩余因素與交互作用對(duì)特性粘度的影響，可以得出與表2中的方差分析結(jié)果相一致的結(jié)論。

圖1不同因素交互影響P（AMMAPTAC）

特性粘度的響應(yīng)面圖

Fig.1Response surfaces showing reciprocal effects of

diffent parameters on intrinsic viscosity of P（AMMAPTAC）2.3模型的驗(yàn)證

為了得到P（AMMAPTAC）絮凝劑的優(yōu)化制備條件，對(duì)式（1）所示的回歸方程分析求解可得到P（AMMAPTAC）的最佳制備條件為反應(yīng)體系pH值4.75、v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.07%、EDTA2Na質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.20%、n（MATPAC）/n（AM）為0.33、光照時(shí)間60 min，在此條件下，P（AMMAPTAC）特性粘度預(yù)測(cè)值為14.59 dL/g。為了驗(yàn)證模型的準(zhǔn)確性，在最佳制備條件下，進(jìn)行3組平行驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，分別得到P（AMMAPTAC）特性粘度值為13.51、1472、15.11 dL/g，平均值為14.45 dL/g，實(shí)驗(yàn)值與預(yù)測(cè)值的相對(duì)誤差僅為0.96%，證明該模型能較好地反映出P（AMMAPTAC）絮凝劑的制備條件，在最佳制備條件下合成的P（AMMAPTAC），通過(guò)測(cè)定殘留AM單體濃度可測(cè)得其轉(zhuǎn)化率高達(dá)99.2%，表明合成的P（AMMAPTAC）轉(zhuǎn)化率高、殘留毒性低，通過(guò)后續(xù)污泥脫水實(shí)驗(yàn)也可驗(yàn)證優(yōu)化條件下制備的P（AMMAPTAC）絮凝劑有良好的絮凝性能。

2.4P（AMMAPTAC）絮凝劑的表征

2.4.1紅外光譜表征P（AMMAPTAC）絮凝劑的紅外光譜圖如圖2所示。由圖2可知，3 435 cm-1處對(duì)應(yīng)的是酰胺基中—NH2的伸縮振動(dòng)吸收峰，1 669 cm-1處對(duì)應(yīng)的是酰胺基中羰基C=O的伸縮振動(dòng)吸收峰，這兩處吸收峰對(duì)應(yīng)于AM單體中的—NH2與C=O[10]。3 743 cm-1處對(duì)應(yīng)的是N—H的伸縮振動(dòng)吸收峰[11]，2 945 cm-1與2 836 cm-1處分別對(duì)應(yīng)的是甲基—CH3與亞甲基—CH2的不對(duì)稱(chēng)伸縮振動(dòng)峰[12]，在1 533 cm-1處的吸收峰對(duì)應(yīng)的是單取代銨上的N—H變形振動(dòng)，在1 492 cm-1與1 451 cm-1處的吸收峰分別對(duì)應(yīng)的是季銨甲基與MAPTAC分子中亞甲基的變形振動(dòng)，而971 cm-1處的吸收峰對(duì)應(yīng)于N+（CH3）3的伸縮振動(dòng)。通過(guò)分析上述各吸收峰可知，P（AMMAPTAC）聚合產(chǎn)物分子中含有AM與MAPTAC的鏈節(jié)，表明AM與MAPTAC單體成功發(fā)生了聚合反應(yīng)。

圖2P（AMMAPTAC）絮凝劑的紅外光譜圖

Fig.2Infrared spectrum of P（AMMAPTAC） flocculant2.4.2差熱熱重分析由圖3可知，聚合產(chǎn)物的失重過(guò)程分為3個(gè)階段。第1階段是溫度在35～250 ℃內(nèi)，由于聚合產(chǎn)物中的親水基團(tuán)導(dǎo)致其具有吸濕性，在溫度升高時(shí)，水分子蒸發(fā)導(dǎo)致聚合產(chǎn)物重量降低，失重率約為14.9%，與差熱圖中61.7℃處的吸熱峰相對(duì)應(yīng)[13]；第2階段是溫度在250～350 ℃內(nèi)，由于聚合產(chǎn)物側(cè)鏈上的酯基（—COO—）、酰胺基（—CO—NH—）等基團(tuán)受熱分解導(dǎo)致失重[14]，失重率約為29.0%，與差熱圖中282.1 ℃處的吸熱峰相對(duì)應(yīng)；第3階段是溫度在350～500 ℃內(nèi)，聚合產(chǎn)物主鏈?zhǔn)芨邷刈饔脭嗔逊纸猱a(chǎn)生失重，失重率約為43.9%，與差熱圖中347.3 ℃與433.7 ℃處的吸熱峰相對(duì)應(yīng)。由上述分析可知，聚合產(chǎn)物P（AMMAPTAC）具有良好的熱穩(wěn)定性[16]。

圖3P（AMMAPTAC）絮凝劑的差熱熱重分析圖

Fig.3TG/DSC of P（AMMAPTAC）flocculant2.5P（AMMAPTAC）絮凝效果分析

采用自制的P（AMMAPTAC）絮凝劑進(jìn)行污泥脫水實(shí)驗(yàn)，分析絮凝劑特性粘度、pH值對(duì)絮凝性能的影響，并與市售的常用絮凝劑進(jìn)行比較。實(shí)驗(yàn)所用活性污泥均取自重慶市大渡口區(qū)污水處理廠二沉池，黑色、惡臭且污泥顆粒均勻穩(wěn)定，含水率983%，濁度120.2 NTU，pH 6.0。

2.5.1特性粘度對(duì)污泥脫水性能的影響由于P（AMMAPTAC）（簡(jiǎn)稱(chēng)PAMA）的優(yōu)化制備條件主要通過(guò)其特性粘度來(lái)體現(xiàn)，因此，選取特性粘度為9.68、12.60、14.72 dL/g（優(yōu)化制備條件下合成的絮凝劑），陽(yáng)離子度為25 mol%的自制絮凝劑，污泥pH值為6.5，研究PAMA特性粘度對(duì)濾餅含水率、污泥比阻和上清液剩余濁度的影響。由圖4～6可知，3種PAMA在進(jìn)行污泥脫水處理時(shí)，在相同的投加量條件下，隨著PAMA特性粘度的增大，污泥的濾餅含水率、污泥比阻和上清液剩余濁度均大幅降低，這是因?yàn)楫?dāng)PAMA特性粘度增加時(shí)，PAMA線型高分子鏈得到增長(zhǎng)，有利于絮凝劑與污泥顆粒的有效碰撞，從而更利于發(fā)揮絮凝劑的吸附架橋作用[16]。但當(dāng)絮凝劑的特性粘度過(guò)高時(shí)，絮凝劑與污泥的混合不易均勻，導(dǎo)致應(yīng)用難度加大，因此，絮凝劑特性粘度的選用應(yīng)綜合考慮各方面因素，在本實(shí)驗(yàn)中，綜合考慮各項(xiàng)指標(biāo)，3種絮凝劑絮凝性能為：PAMA259.68

圖4P（AMMAPTAC）特性粘度對(duì)濾餅含水率的影響

Fig.4The influence of P（AMMAPTAC）

intrinsic viscosity on FCMC圖5P（AMMAPTAC）特性粘度對(duì)污泥比阻的影響

Fig.5The influence of P（AMMAPTAC）

intrinsic viscosity on SRF圖6P（AMMAPTAC）特性粘度對(duì)上清液剩余濁度的影響

Fig.6The influence of P（AMMAPTAC）

intrinsic viscosity on turbidity2.5.2pH值對(duì)污泥脫水性能的影響pH值對(duì)污泥脫水效果起到直接影響作用。由于各污水處理廠處理水質(zhì)條件不同，污泥pH值也有明顯差異，因此，探討pH值對(duì)污泥脫水效果的影響十分必要。實(shí)驗(yàn)選取特性粘度相近的PAMA2514.72（優(yōu)化條件下合成）與市售常用絮凝劑CPAM2515，以上清液剩余濁度和濾餅含水率為例，討論pH值對(duì)絮凝劑污泥脫水性能的影響。由圖7、8可知，隨著pH值的升高，兩種絮凝劑處理污泥后上清液剩余濁度和濾餅含水率都呈現(xiàn)出先減小后增大的趨勢(shì)，且都有最佳pH值。盡管在pH=4.0～11.0時(shí)，PAMA2514.72處理污泥后上清液剩余濁度比CPAM2515處理后高，但從濾餅含水率這一指標(biāo)可以看出，PAMA2514.72的處理效果更好，且從圖7、8可知，PAMA2514.72絮凝效果對(duì)pH值的適應(yīng)性要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于CPAM2515，這是由于市售常用陽(yáng)離子聚丙烯酰胺絮凝劑多采用DAC、DMC等陽(yáng)離子單體，由于其結(jié)構(gòu)中存在酯基，在pH值較高時(shí)，容易發(fā)生水解而使絮凝劑分子鏈斷裂，導(dǎo)致絮凝效果變差，而實(shí)驗(yàn)中選用的陽(yáng)離子單體為MAPTAC，其結(jié)構(gòu)中的酰胺基代替了酰氧基，因此，在pH值較高時(shí)不易發(fā)生水解，仍然能表現(xiàn)出良好的絮凝性能。在最佳條件下，PAMA2514.72處理污泥后，上清液剩余濁度最低可達(dá)9.5 NTU，濾餅含水率最低可達(dá)70%。由此可見(jiàn)，在優(yōu)化條件下制備的P（AMMAPTAC）在絮凝效果、pH適用范圍等方面都表現(xiàn)出良好的絮凝性能，具有潛在的應(yīng)用前景。

圖7污泥pH值對(duì)上清液剩余濁度的影響

Fig.7The influence of sluge pH on turbidity圖8污泥pH值對(duì)濾餅含水率的影響

Fig.8The influence of sluge pH on FCMC3結(jié)論

1）反應(yīng)體系pH值、引發(fā)劑v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)、EDTA2Na質(zhì)量分?jǐn)?shù)、單體摩爾比、光照時(shí)間對(duì)P（AMMAPTAC）特性粘度的影響顯著性依次為光照時(shí)間>反應(yīng)體系pH值>引發(fā)劑v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)>n（MATPAC）/n（AM）>EDTA2Na質(zhì)量分?jǐn)?shù)。運(yùn)用響應(yīng)面法優(yōu)化制備P（AMMAPTAC）絮凝劑可行，并可得出最佳制備條件為：反應(yīng)體系pH值475、v044質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.07%、EDTA2Na質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.20%、n（MATPAC）/n（AM）為0.33、光照時(shí)間60 min。該條件下制備得到的聚合產(chǎn)物特性粘度平均值為14.45 dL/g，且單體轉(zhuǎn)化率高，殘留毒性低。

2）紅外光譜分析表明，AM與MAPTAC單體成功發(fā)生了聚合反應(yīng)，聚合產(chǎn)物為P（AMMAPTAC）絮凝劑，差熱熱重分析表明，P（AMMAPTAC）聚合產(chǎn)物具有良好的熱穩(wěn)定性。

3）當(dāng)自制P（AMMAPTAC）絮凝劑應(yīng)用于污泥脫水處理時(shí)，表現(xiàn)出良好的絮凝效果，從一定意義上驗(yàn)證了優(yōu)化模型的合理性，pH適應(yīng)性?xún)?yōu)于一些市售常用絮凝劑。

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