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1、新型無機高分子混凝劑含硼聚硅硫酸鐵的制備及其結構、性能研究天津大學碩士學位論文新型無機高分子混凝劑含硼聚硅硫酸鐵的制備及其結構、性能研究姓名:劉小軍申請學位級別:碩士專業(yè):化學工程指導教師:田宜靈;康思琦1999.11.1天津大學攻讀碩士學位研究生論文摘要高效混凝劑是目前水處理研究中的熱點。本文在經過大量優(yōu)化實驗的基礎上,采用工業(yè)水玻璃、硫酸、硫酸鐵和硼砂等為原料,制備了一種新型的無機高分子混凝劑??含硼聚硅硫酸鐵,詳細考察了它的具有最佳混凝性能和穩(wěn)定性能的條件,同時對其混凝特性進行了研究,并運用該種混凝劑對模擬廢水和實際。:%、/、廢水進行了系列混凝燒杯實驗。侯驗發(fā)現(xiàn),在:初始百分含量、活
2、化時間,摩爾比為、/,摩爾比為、活化值為為小時等的條件下制備的含硼聚硅硫酸鐵混凝劑具有優(yōu)良的穩(wěn)定和混凝性能。實驗結果還表明,該混凝劑與聚硅硫酸鐵相比,具有更好的穩(wěn)定和混凝性能,其混凝性能也優(yōu)于聚鐵混凝劑,在相同投藥量下,混凝劑的除濁、脫色、除及除懸浮物等均比、高出~個百分點。處理造紙廢水混凝劑投藥量為?。時,濁度、色度、及的去除率分別為.%、%、.%、.%,處理印染廢水混凝%、劑投藥量為?時,濁度、色度、及的去除率分別為%、%、%,均達到國家一級排放標準。而且,從總體上來看,混凝劑具有礬花大、沉降速度快、適用范圍寬、原料豐富便宜而且無毒、遁性強、易于推廣等特點,是一種優(yōu)異的水處理劑,具有很高
3、的應用和推廣價值廣、一在結構研究方面,本文考察了混凝劑溶液體系的馳豫現(xiàn)象及其電導隨陳化時間的變化情況.段明混凝劑自制備之時起就時刻都在進行結構調咎,溶液水解聚合及成分之間的相互作用導致溶液中濃度及帶電粒子的帶電量及其體積時刻都在發(fā)生變化,從而出現(xiàn)了馳豫及特有的電學特征現(xiàn)象;采用透射電鏡觀察了混凝劑的結構形態(tài),結果表明鐵量、硼量的存在改變了聚硅酸膠粒的形態(tài)結構,從而影響了聚硅酸的膠凝及其混凝性能;采用化學絡合滴定分斤法考察了系列混凝劑中礦與其它成分的作用情況,結果表明“與聚硅酸、、。之間存在相互作用,硼的存在提高了”的反應量:采用紅外光譜法及一射線衍射法對混凝劑產品進行了結構分析,再次有力地證
4、實了混凝劑各成分之間存在的相互作用,混凝劑的優(yōu)異性能是聚硅酸、鐵離子、鐵離子的水解聚合產物以及它們和硼、硫酸根離子共同相互作用的結果廣?一最后本文還對混凝劑的混凝機理進干于了探討。結果認為:?方面,“鹽溶液水解聚合形成系列帶正電荷的多核羥基絡離子,它們及其與聚硅酸、、相互作用形成的絡離子共同對水中帶負電荷的膠體及懸浮物通過壓縮擴散層、吸附電中和等方式使膠體及懸浮物脫穩(wěn)而混凝;另一方面,聚硅酸大分子及其’其它成分相互作用而成的以聚硅酸為主體的大分予對水中膠體及懸浮物等細小顆粒通過吸附、架橋、粘結、卷掃等使其脫穩(wěn)而混凝?；炷齽┑膬?yōu)異的混凝性能歸因于其同時具有以上這兩種功能。卜?一?一,關鍵詞:無
5、機高分子混凝劑;舍硼聚硅硫酸鐵;制備;膠凝;混凝性能;混凝機理;結構分析第頁差婆奎蘭墮鎏亟主鯊竺壅竺墮苧??,。??,,..:,%,/,.,/.,..。,?,..,,,~’.。,%%,%,%,,,,.%,.%,.%,?。%。...,,,,,’.’,....第頁,。...。..,,,,.,,,.:;;;;;;第頁天津大學攻讀碩士學位研究生論文前言第一章在當今時代,隨著科學技術的迅速發(fā)展,人們的生活水平得到了顯著的提高。但與此同時,地球的生態(tài)環(huán)境越來越受到嚴重的挑戰(zhàn)與威脅,特別是對人類生活關系重大的水資源方面。以前人們總認為水是一種“取之不盡、用之不竭”的資源,可現(xiàn)今大量的生活污水、工農業(yè)廢水被
6、排入江河湖海,造成了水資源的嚴重污染.直接威脅著人類和其它生物的生存環(huán)境。如我困城市每年排放廢水總%,大量廢水不經處理直最約為億米,城市廢水處理量卻僅為排放量的接排入天然水體,使我國%以上的河流湖泊受到了不同程度的污染”。據(jù)仙計,每年因水污染造成的經濟損失約為億元。水污染不僅破壞了生態(tài),加刷了水荒,還嚴重地危害著工農業(yè)生產和人類的健康與安全。因此,對廢水進行處理、使之達到排放標準是保護生態(tài)環(huán)境的重要措施之一,必須大力貫徹實施,刻不容緩。而混凝技術作為目前國內外普遍用來提高水質處理效率的一種既經濟義簡便的方法,在水處理領域中得到了廣泛的應用。如在城市用水和工業(yè)廢水處理工藝中,混凝過程是應用最普
7、遍的重要單元過程之~。它決定著后續(xù)流程的運行工況、最終出水質量和成本費用,因而成為環(huán)境工程中重要的科技研究開發(fā)領域。自于它能有效地脫除%~%的懸浮物和%~%的膠體物質,劉懈低水有重要作用,去除水中細菌和病菌的效果穩(wěn)定,通過混凝凈化,一般呵把水中%以上的微生物與病毒轉入污泥,使處理水的進一步消毒、殺菌變得比較容易,而且采用此法比生物法的除磷、脫色效果要好,因而得到了水處理工作者的廣泛青睞和重視?。高效的混凝技術
