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聚丙烯酰胺在水土保持中的应用研究

聚丙烯酰胺在水土保持中的应用研究

作者：张勋江西北大学

学位级别：硕士

随着人口的增长和人民生活水平的提高,人类对自然资源的需求日益增大,对自然环境的压力也随之增强。为了保障粮食的需求,必须开垦新的耕地或强化农业生产以提高单位面积的粮食产量。倘若管理不善,均会造成严重的水土流失和生态环境退化... 详细信息

随着人口的增长和人民生活水平的提高,人类对自然资源的需求日益增大,对自然环境的压力也随之增强。为了保障粮食的需求,必须开垦新的耕地或强化农业生产以提高单位面积的粮食产量。倘若管理不善,均会造成严重的水土流失和生态环境退化,进而影响社会发展的可持续性。因而,保护生态环境和自然资源,减少水土流失,增强土地生产力是我国发展经济和提高人民生活水平的根本保障。本文旨在探索有机高分子化合物（聚丙烯酰胺即pam）在减少水体污染、改良土壤、控制水土流失中的应用研究,探讨不同类型pam和不同粘土矿物的交互作用机制。因pam的理化性质不同（如：电量、电性、分子量的差异）,控制水土流失和减少地表水中泥沙浑浊度的能力亦不同。同样由于自然土壤有着区域性、特质性的差别,土壤中粘土矿物的种类和理化性质均存在差异,也会影响pam的有效性。本课题选用了不同电性、电量及分子量的pam,首先用两种典型的纯净粘土矿物样本,对pam的吸附、反吸附及对分散的粘土颗粒的凝聚能力和机制进行了定量研究。然后将实验扩展到含有不同粘土矿物的天然土壤,将pam对区域性土壤的凝聚能力做了详细的定量分析,为该区域未来的水土保持提供理论依据。纯净粘土矿物试验的结果表明,在没有阳离子桥的情况下,三种pam的凝聚能力依次为阳离子＞非离子＞阴离子,阳离子为有效的絮凝剂,而阴离子则为分散剂。试验证明了：（1）pam所带电荷的性质及数量是影响粘土胶体凝聚与分散的主要因素。阳离子桥的存在是用阴离子pam作为凝聚剂的充分必要条件。（2）粘土矿物对pam的吸附量除与pam的电性关系非常密切外,也受到粘土矿物本身特性的影响,尤其是所带电荷的性质与数量及表面面积的大小。（3）pam一旦被粘粒所吸附,反吸附几乎是不可能的。（4）进一步揭示了粘土矿物和pam分子间的氢键结合和在范德华力作用下的物理吸附是不可逆吸附的根源。（5）pam与粘土间复杂错综的交互作用关系构成了pam在土壤改良、混水净化应用中的理论基础。天然土壤样品的试验表明：（1）不同电荷密度和分子量的pam均对粘粒（高岭土）和粉砂粒含量较高的粘土和壤土的凝聚作用极为显著,其最佳的絮凝浓度为1—3ppm之间,表明少许pam就可以快速地降低地表水的浑浊度。（2）所用pam对粘粒（蒙脱石）含量低的砂土凝聚效果较差,需加入少许溶质以加快凝聚速度。（3）当pam的浓度高于最佳絮凝浓度时,由于粘粒对pam分子的吸附量随pam浓度的增加而增大,过量吸附阴离子pam会使粘粒---pam复合体的负电量增加,进而增加复合体的排斥力,凝聚力反而会下降。故在用pam澄清地表水时,切勿过量施放。总之,用pam改良土壤,提高水质的潜力很大,前景广阔。但由于pam的种类繁多;不同区域土壤中粘土矿物复杂多样;pam和粘土矿物间交互作用复杂,今后还需继续做大量的试验才能确定pam特征和不同区域土壤特性间的最佳组配关系及最佳的使用浓度。

关键词：聚丙烯酰胺（pam）吸附水土保持

表面活性剂与聚丙烯酰胺对污泥脱水性能的影响

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矿产综合利用 2013年第5期 34-38页

作者：戢伟张惠灵王晓星刘雪成杨瑾武汉科技大学资源与环境工程学院湖北武汉430081

研究了在处理污泥过程中,表面活性剂(DTAB)与聚丙烯酰胺(pam)对絮体特征、污泥沉降性能和脱水性能的影响。结果表明,当DTAB和pam投加量分别为0.08g/g和0.8mg/gDS(干污泥)时,污泥泥饼的含水率最低,为65.41%。表面活性剂的调质机理研究结... 详细信息

研究了在处理污泥过程中,表面活性剂(DTAB)与聚丙烯酰胺(pam)对絮体特征、污泥沉降性能和脱水性能的影响。结果表明,当DTAB和pam投加量分别为0.08g/g和0.8mg/gDS(干污泥)时,污泥泥饼的含水率最低,为65.41%。表面活性剂的调质机理研究结果表明,经DTAB和pam联合调理的污泥最大粒径小于只经过pam调理污泥的最大料径,此时污泥絮体破坏程度较高。试验结果表明,DTAB和pam联合作用,能够使破坏污泥絮体结构,减少絮体中游离结合水的含量,改善了污泥的脱水性能。

关键词：表面活性剂（DTAB）聚丙烯酰胺（pam）脱水性能污泥过滤

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复合絮凝剂处理低温低浊水的研究及工艺调试

复合絮凝剂处理低温低浊水的研究及工艺调试

中国环境科学学会2022年科学技术年会--环境工程技术...

作者：洪宇丁同昌张楠沈彦芹暴彦慧赵青国家能源集团金瓷科技实业发展有限公司

介绍了某黄河水清水项目采用高密度沉淀池加变孔隙滤池零排放工艺,项目设计出水浊度10NTU,不能满足后续系统用水需求。经过前端预处理的黄河水来水浊度<15NTU、温度<5℃,针对此低温低浊水质特点,通过小试试验研究了混凝剂聚合硫酸铁(PFS... 详细信息

介绍了某黄河水清水项目采用高密度沉淀池加变孔隙滤池零排放工艺,项目设计出水浊度10NTU,不能满足后续系统用水需求。经过前端预处理的黄河水来水浊度聚丙烯酰胺(pam)复合絮凝剂对该项目黄河水进行絮凝处理的效果。考察了PFS-pam复合絮凝剂与PAC-pam复合絮凝剂在不同投加浓度下、相同絮凝温度、相同絮凝时间、相同搅拌速率等条件下对絮凝效果的影响,结果表明10%PAC(JC-315)投加15ppm,0.1%pam(JC-624)投加1ppm,工艺试运行后变孔隙滤池出水浊度为0.08NTU,浊度去除率为99.3%。

关键词：低温低浊水质聚合硫酸铁（PFS）聚合氯化铝（PAC）聚丙烯酰胺（pam）浊度

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植物护坡的生态基材物化性质研究

植物护坡的生态基材物化性质研究

作者：柯鹏振武汉理工大学

学位级别：硕士

基材混合物是岩石边坡植被护坡工程植被稳定生长的物质基础，在有限的物质条件下，其功能实现决定于功能材料的效应发挥。水泥、聚丙烯酰胺（pam）、有机质及秸秆纤维、是基质混合物中主要的功能材料，通过试验定量研究了各主要功能材... 详细信息

基材混合物是岩石边坡植被护坡工程植被稳定生长的物质基础，在有限的物质条件下，其功能实现决定于功能材料的效应发挥。水泥、聚丙烯酰胺（pam）、有机质及秸秆纤维、是基质混合物中主要的功能材料，通过试验定量研究了各主要功能材料在基质混合物中的功能效应。研究结果表明：（1）水泥对提高基材混合物强度起着重要作用，当水泥含量a超过12％时，无侧限抗压强度σ随水泥含量变化增长幅度显著。水泥对基材混合物早期的pH值影响较大，但长时间后表明，其pH值差异不大，均在7.5以下;种草后，草的生长对pH值有一定的调节作用。因此，水泥对基材混合物pH值的影响在工程实际中不是一个太大的问题。水泥在草生长初期对草的生长有抑制作用，但草生长成熟后影响不大;当水泥含量超过15％时，在基材混合物的表层形成结皮现象，严重阻碍种子的发芽，覆盖率大大降低。水泥的适宜用量在12％～15％左右。（2）聚丙烯酰胺（pam）对改善基材混合物容重、孔隙度、团粒化结构效果明显。pam可提高基材的自然含水量，延缓基材混合物水分的丢失，提高连续抗旱天数;并且具有反复吸释水的能力，但随着吸释次数的增加，吸释水能力有所下降。pam有良好的保肥性能，增强了肥效的缓释作用，基材经过一年的实验后，亏损额保持在较低的水平（5％以下）。pam含量＞1‰时，基材混合物的出苗率急剧下降，草的生长高度也略有下降。因此不宜无限制的增加其用量，其合理的用量在0.8‰～1‰之间。（3）有机质改善了基材混合物的紧实度，提高了基材混合物的自然含水率，为坡面植被的生长提供良好的条件。有机质对基材混合物的三相比的影响较大，特别是提高液相的比重。有机质含量在15％时，水平收缩率最小，超过15％时，水平收缩率和最大裂隙宽度增长较快。因此，有机质对植被生长的适宜含量为15％～20％左右，过高的有机质含量易造成基材混合物的液相比例过大，导致植被根系长期浸泡不透气而烂死;过低易造成过于坚硬，水分不足，不利于植被生长。（4）适量的秸秆纤维可提高基材的抗剪强度，降低侵蚀产沙量，延缓坡面的产流时间，减小基材表面的裂缝的宽度，对基质混合物的整体稳定具有重要作用。但用量过高反而有负效应，产生不利影响，试验条件下，其适宜用量在3％～4％左右。

关键词：植被护坡基材混合物水泥聚丙烯酰胺（pam）有机质秸秆纤维

天然土壤改良材料及与pam混施对土壤改良的影响

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天然土壤改良材料及与PAM混施对土壤改良的影响

作者：康倍铭西北农林科技大学

学位级别：硕士

干旱缺水、土壤肥力低下、农田抗旱能力差是我国旱区农业可持续发展面临的重要问题。为了充分利用天然土壤改良材料，研制新型土壤改良剂，本文选取六种天然土壤改良材料——秸秆、油渣、草炭、风化煤、油页岩、蛭石，通过其养分、重金... 详细信息

干旱缺水、土壤肥力低下、农田抗旱能力差是我国旱区农业可持续发展面临的重要问题。为了充分利用天然土壤改良材料，研制新型土壤改良剂，本文选取六种天然土壤改良材料——秸秆、油渣、草炭、风化煤、油页岩、蛭石，通过其养分、重金属含量，吸水保水能力测试，熟知并了解各材料基本特性。在此基础上,通过室内土柱模拟试验,研究不同用量改良材料与土壤及其与pam混合后改土培肥保水效果。主要结论如下：（1）六种材料重金属含量未超标，且含有大量植物生长营养元素，均满足国标GB8172-72标准。风化煤、油渣、秸秆材料富含有高达70%左右的有机质含量;各材料的吸水性均高于纯土，其中蛭石吸水性最强，吸水倍率达到2.46;经过16天的蒸发实验测试，油渣材料抗蒸发性能最强，保水率显著高于纯土;相反，蛭石材料因疏松多孔，抗蒸性能最差。以上六种材料均可安全、健康地作为天然土壤改良材料直接施入土壤。（2）六种材料施入土壤，显著改善了土壤结构稳定性，增加水稳性团聚体含量与孔隙度，其中0.5%的秸秆、3%油渣和1%以上的风化煤对土壤结构改良效果最为显著。添加pam材料后，土壤水稳性团聚体含量、稳定性均有不同程度的提高，但与不添加pam处理相比，差异不显著。（3）六种材料施入土壤，随着材料用量提高，土壤有机质含量提高，有机质分解速率加快，这与材料自身有机质含量高低有关。风化煤、秸秆和油渣对土壤有机质影响最大，培养前、后，这三种材料用量在0.5%以上均能显著提高土壤有机质含量。添加pam后对提高有机质含量影响差异不显著，但对土壤有机质影响显著，分解速率提供了35.1%。（4）六种材料施入土壤后，土壤吸水量、持水性和有效水含量、抗蒸性能均有所提高。其中秸秆处理对增加饱和含水量、持水性能最为显著;风化煤、秸秆、油渣、蛭石施入量在3%及以上时，其有效水含量较对照提高显著;因各材料饱和吸纳水分量不等，采用蒸发失水比指标分析其抗蒸发能力。3%油渣材料、3%秸秆材料用量与pam混施时，其吸纳水量大，蒸发量小，土壤蒸发失水比较对照在0.05水平上存在显著差异。与pam混合后，土壤饱和水含量平均提高5.1%，持水性能提高5.7%，有效含水量提高5.1%，蒸发失水比降低10.9%，土壤蒸速率减少12.6%。与其它指标相比，添加pam后对土壤水分保持作用影响较为明显。（5）通过对上述各材料处理的土壤理化性能指标无量纲化处理后，综合得出六种材料对土壤改良效果最好的三种材料为秸秆、油渣和风化煤，秸秆用量最好不少于0.5%，油渣、风化煤用量最好不少于3%。

关键词：天然土壤改良材料聚丙烯酰胺（pam）土壤理化性质

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白云鄂博稀土矿浮选降磷的研究

白云鄂博稀土矿浮选降磷的研究

中国稀土学会2021学术年会

作者：黄进柳召刚曹永丹常胜高凯内蒙古科技大学矿业与煤炭学院内蒙古自治区稀土现代冶金新技术与应用重点实验室内蒙古科技大学材料与冶金学院<稀土学院> 包头稀土研究院

现行包头稀土矿工业生产所使用的浓硫酸焙烧法要求原料(即稀土精矿)中的铁磷比在2-3时才能满足杂质去除率高的同时稀土损失量又小,而目前包钢宝山矿业生产的品位65%的稀土精矿磷含量相对偏高,需在后续冶金过程中加入以杂质形式除去的铁... 详细信息

现行包头稀土矿工业生产所使用的浓硫酸焙烧法要求原料(即稀土精矿)中的铁磷比在2-3时才能满足杂质去除率高的同时稀土损失量又小,而目前包钢宝山矿业生产的品位65%的稀土精矿磷含量相对偏高,需在后续冶金过程中加入以杂质形式除去的铁,增加成本和固废产出量的同时又会对后续萃取流程造成影响,因此需要在选矿过程中将磷的含量降下来。本文以白云鄂博选稀原矿为原料,以模拟选矿厂尾矿坝回水为选矿用水进行浮选试验,探究回水中杂质对稀土浮选指标的影响,得出稀土精矿中磷含量相对偏高的原因是尾矿回水中作为絮凝剂的聚丙烯酰胺(pam)对含磷矿物表面产生活化作用,使其上浮;在此基础上引入以Fe3+/H2O2为氧化剂,可以提供强氧化性羟基自由基(·OH)的高级氧化法(AOPs)对矿浆中的pam进行氧化降解处理,减弱其对含磷矿物的活化作用,以降低精矿中的磷含量,羟基自由基(·OH)同时可以将稀土矿物表面水解的Ce(Ⅲ)转化为能更容易与捕收剂羟肟酸结合的Ce(IV),提高精矿稀土品位;以水玻璃+焦磷酸钠作为组合抑制剂,与AOPs协同作用,在有效降低稀土浮选精矿磷含量的同时提高稀土品位,以"一粗三精"的工艺进行开路浮选验证试验,可以得到稀土品位63.30%、稀土回收率54.12%和含磷1.83%的高稀土品位低含磷量的稀土精矿。

关键词：降磷选矿回水聚丙烯酰胺（pam）高级氧化法（AOPs）组合抑制剂

pam用量及施加方式对积水垂直入渗特征影响

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PAM用量及施加方式对积水垂直入渗特征影响

纪念中国农业工程学会成立三十周年暨中国农业工程学会20...

作者：王辉王全九姚帮忪湖南农业大学工学院中国科学院水利部水土保持研究所黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室西安理工大学水资源研究所

聚丙烯酰胺（pam）是土壤物理性质改良剂重要材料。采用室内一维垂直积水入渗试验,分析了pam施加用量和施加方式对入渗率、入渗量以及湿润锋的影响。试验结果表明,地表施加pam是增渗还是减渗与其施加用量有关;与对照处理（pam用量为0）... 详细信息

聚丙烯酰胺（pam）是土壤物理性质改良剂重要材料。采用室内一维垂直积水入渗试验,分析了pam施加用量和施加方式对入渗率、入渗量以及湿润锋的影响。试验结果表明,地表施加pam是增渗还是减渗与其施加用量有关;与对照处理（pam用量为0）相比较,表施5种pam用量水平,其入渗量分别减少为-16.5%、2.21%、38.47%、29.57%和49.12%,湿润锋位移相应减少-3%、0%、30%、43%和60%;在相同历时下,混施5种pam用量水平,其入渗量相应减少为-11.5%、1.2%、0.88%、12.99%和25.90%,湿润锋位移相应减少10%、10%、12.7%、30%和39.3%;入渗量和湿润锋位移与时间关系均符合幂函数,而且幂函数参数值与施加pam用量均呈负线性关系,也表明表施pam对改变土壤入渗特征量比混施更显著。

关键词：一维垂直入渗聚丙烯酰胺（pam）湿润锋累积入渗量