接枝型阳离子淀粉絮凝剂在污泥脱水中的应用与机理研究

混凝/絮凝是目前污水处理厂普遍采用的一种经济有效的污泥调理技术。针对传统混凝剂/絮凝剂存在的安全隐患问题,本文以来源广泛、廉价易得的一种天然高分子——淀粉为原材,采用醚化反应及接枝共聚技术,分别以3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵(CTA)和甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DMC)为醚化剂及接枝共聚单体,制得一系列不同DMC取代度及电荷密度的接枝型阳离子改性淀粉絮凝剂(St-CTA-g-PDMC)。以南京某市政污水厂活性污泥为研究对象,测定不同St-CTA-g-PDMC样品调理后的污泥比阻与泥饼含水率,结合污泥内胞外聚合物(EPS)形态及组成含量变化,详细讨论了St-CTA-g-PDMC中DMC取代度及电荷密度对污泥脱水性能影响。研究结果表明,St-CTA-g-PDMC具有良好的污泥调理效果;St-CTA-g-PDMC的DMC取代度及电荷密度是影响絮凝剂脱水性能的重要因素,DMC取代度及电荷密度越高污泥脱水效果越佳,电中和及粘结架桥作用是污泥脱水的主要机制。调理后污泥中溶解态与松散结合态EPS中蛋白质与多糖含量下降,这是由于St-CTA-g-PDMC结合并压缩EPS,有效破坏EPS结构并释放结合水。综上,St-CTA-g-PDMC制备方法安全简便,具有良好的污泥调理效果,其在污泥脱水中应有着广阔的应用前景。