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加强水污染控制，提高水环境质量，保护人们赖以生存的水资源已迫在眉睫。在水污染控制技术中絮凝沉淀法是当前国内外最重要的研究方向之一，也是目前水处理中最有效、最便捷方法之一。絮凝剂的种类和性质是絮凝沉淀效果的关键因素之一。近年来，随着絮凝理论和基础工业的发展，水处理絮凝剂产品在我国发展十分迅速。 阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）是一种高端絮凝剂产品。在城镇污水处理厂污泥脱水、工业废水等领域中得到卓有成效的应用，但一般为进口产品，价格昂贵，稳定性较差，溶解性较差，且残留AM单体高不适用于水处理，现仍有许多问题有待研究和探索。国内外CPAM絮凝剂存在的不足，很大程度上与CPAM现行引发聚合体系与技术有关。因此，通过研究CPAM的光引发新型聚合体系及其机理，从而开发、形成具有自主知识产权的CPAM光聚合技术；有利于解决在污泥调质和水处理中，对高性能、高纯度的高端有机高分子絮凝剂的高增长需求。 论文以制备性能高、纯度高、AM残单量低、溶解性好、分子量可控可调的阳离子型聚丙烯酰胺（CPAM）絮凝剂为研究目的，并对其性能及应用技术进行探索，论文的主要工作如下： （1）阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)和P(AM-DAC-DMC)的合成 利用AM和DAC进行光引发聚合，讨论了反应体系中紫外光强度、引发剂条件、单体质量分数、阳离子度、反应体系pH、链调节剂等各因素对高聚物相对分子量的影响，制备出阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)絮凝剂，获得较为合适的紫外光有机引发体系。在两元光引发聚合的实验基础上，以AM、DAC、DMC为聚合原料，采用紫外光引发聚合法进行三元共聚，制备出一种新型阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC-DMC)絮凝剂，探索各种因素对高聚物合成的影响，并获得较为合适的紫外光无机引发体系。对自制阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)和P(AM-DAC-DMC)进行了结构表征及性能参数测定，获得了两种纯度高、分子量可控可调、溶解性好、AM残单量低、可适用于水处理的阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)和P(AM-DAC-DMC)产物。 （2）阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)阳离子度的测定 以自制 P(AM-DAC)为样品，对其阳离子度采用胶体滴定法和沉淀滴定法进行分析，并通过回收率和方差分析对两种方法滴定适用性进行比较分析，为阳离子度测定提供一种快速、准确的分析测试方法—胶体滴定法，并通过pH值、滴定溶液浓度、滴定速度对胶体滴定法进行了优化。最后推算出阳离子度与产物氯离子含量的关系式。阳离子度测定方法的确定对于产物的品质和处理水体时氯离子的控制具有较好的指导意义。 （3）CPAM在污泥处理中的应用 针对阳离子聚丙烯酰胺类有机高分子絮凝剂在污泥脱水工程实践应用中存在的脱水效率较低的问题，主要研究了两种自制阳离子聚丙烯酰胺P(AM-DAC)和P(AM-DAC-DMC)的阳离子度、相对分子质量、投加量和污泥pH值对污泥脱水效果的影响，并比较两种自制阳离子聚丙烯酰胺脱水性能，获得处理效果较好的自制污泥脱水产物；选择较好的自制P(AM-DAC-DMC)絮凝剂与三种市售絮凝剂进行了污泥脱水性能及经济性比较，可知自制P(AM-DAC-DMC)絮凝剂在脱水效果、产物用量、经济性等方面均好于市售同类产品。最后探讨了阳离子聚丙烯酰胺在污泥调质中的作用机理，为自制产物在市政污泥脱水中的应用提供理论基础。 （4）CPAM处理水体中环境激素的效果研究 针对水体中邻苯二甲酸酯类物质污染问题，探讨了絮凝法去除水体中环境激素的可行性。以自制P(AM-DAC)、自制P(AM-DAC-DMC)与传统絮凝剂工业PAC、工业PFS、自制PAFS、工业CPAM作为去除水体中的环境激素邻苯二甲酸二甲酯（DMP）的絮凝剂，研究了不同絮凝剂的投加量、pH值、沉降时间、分子量对DMP去除影响，筛选出对处理水体中 DMP的效果较好的絮凝剂P(AM-DAC-DMC)，并通过正交实验对P(AM-DAC-DMC)处理DMP效果进行优化，经优化后DMP去除率可达94.6％。通过处理后水体Zeta电位机理分析，证明CPAM絮凝法处理水体中环境激素是可行的。 （5）CPAM-PAFS复合絮凝剂在生活污水中应用 为了简化市政污水中两次投料工序，增加一级处理效率，提高出水水质。研究一种新型有机-无机复合絮凝剂。以自制P(AM-DAC-DMC)与无机高分子絮凝剂PAFS进行复合、并对其表面结构，水解形态进行表征。考察了复合反应中Fe/CPAM质量比、反应温度、反应时间对生活污水絮凝效果的影响，采用单因素实验和响应面优化设计法，确定工艺的最优参数，获得最佳生活污水絮凝效果的产物。比较复合絮凝剂与不同种类絮凝剂的生活污水絮凝效果，为复合絮凝剂在市政排水中的应用提供理论基础。