熱處理—有機(jī)改性凹土的制備及除藻除濁效能研究

熱處理—有機(jī)改性凹土的制備及除藻除濁效能研究

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1、分類(lèi)號(hào):UDC:密級(jí):學(xué)校代號(hào):11845學(xué)號(hào):2111109038廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文(工學(xué)碩士)熱處理一有機(jī)改性凹土的制備及除藻除濁效能研究何曉梅指導(dǎo)教師姓名、職稱:王查紅塾拯企業(yè)教師姓名、職稱:玉專業(yè)或領(lǐng)域名稱:直墮王猩學(xué)生所屬學(xué)院:±查皇童適王猩堂瞳論文答辯日期:2Q!壘生三旦2魚(yú)旦ADissertationSubmittedtoGuangdongUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterofEngineeringScienceStudyonPreparationofAttapulgiteModifiedbyHeatTreatmenta

2、ndOrganicModifierandRemovalofAlgaeandTurbidityMasterCandidate:HeXiaoMeiSupervisor:Prof.WangZhiHongMay2014SchoolofCivilandTransportationEngineeringGuangdongUniversityofTechnologyGuangzhou,Guangdong,P.R.China,510006㈨8叭5眥7¨叭¨Ⅲ●_吣B㈣5㈣烈眥Y摘要摘要近年來(lái),由于各地區(qū)城市內(nèi)湖發(fā)生不同程度的水華,導(dǎo)致水廠原水中含有大量藻類(lèi)。藻類(lèi)因密度小、沉降性差、穩(wěn)定性強(qiáng)等特點(diǎn),使水廠凈

3、水工藝的難度大大增加。許多研究和實(shí)際生產(chǎn)表明,常規(guī)水處理工藝對(duì)含藻原水的除藻去濁效果較差,且增加了混凝劑、消毒劑等水處理藥劑的消耗量,導(dǎo)致水中殘留鋁、鐵、余氯等濃度增加,影響出水水質(zhì),同時(shí)藻類(lèi)容易堵塞濾料層,增加反沖水量。本課題基于傳統(tǒng)凈水處理工藝,以不增加新的構(gòu)筑物、不破壞藻細(xì)胞、不產(chǎn)生預(yù)氯化消毒副產(chǎn)物為前提,選用來(lái)源豐富、成本低、沉降性能好,且具有較好的吸附性、脫色性、填充性、流變性及離子交換性等特殊性能的凹凸棒石粘土(以下簡(jiǎn)稱“凹土”),以十八烷基三甲基氯化銨(縮寫(xiě)“C18”)和十二烷基多糖苷季銨鹽(縮寫(xiě)“C12”)為改性劑,優(yōu)選熱處理法與有機(jī)改性法相結(jié)合,制備出兩種改性凹土(簡(jiǎn)稱“

4、C18.凹土”和“C12.凹土”)。通過(guò)外觀分析和紅外光譜(FTIR)表征知:改性順序?yàn)橄葻崽幚砗笥袡C(jī)改性。為了探究熱處理的作用,對(duì)C18.凹土進(jìn)行了掃描電鏡(SEM)、比表面積和孔徑的表征,結(jié)果表明:(1)凹土經(jīng)熱處理后可有效減少其不規(guī)則針棒狀、纖維狀結(jié)構(gòu);(2)適宜的處理溫度可增大其孔洞容積和比表面積;(3)經(jīng)200℃煅燒后的C18.凹土的平均孔徑由O.871nm增大到1.153nm;外表面積由115.264m2/g增大到137.768m2/g;比表面積由130.922m2/g增大到158.024m2/g。通過(guò)設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn),確定制備C18.凹土的工藝條件為:C18量與凹土量比為49/1

5、009,煅燒溫度為200。C,改性溫度為40。C,改性時(shí)間為1.0h;C12.凹土的工藝條件為:C12量與凹土量比為69/1009,煅燒溫度為300。C,改性溫度為40℃,改性時(shí)間為1.5h。通過(guò)對(duì)比PAC分別聯(lián)合未改性凹土、C18一凹土及C12.凹土強(qiáng)化混凝除水華魚(yú)腥藻、四尾柵藻、混合藻(水華魚(yú)腥藻和四尾柵藻的混合)和濁度的效果,分析知:(1)PAC分別聯(lián)合三種凹土混凝對(duì)三種高藻低濁水的除藻去濁效果均顯著優(yōu)于單獨(dú)投加PAC的效果;(2)PAC分別聯(lián)合兩種改性凹土混凝除藻除濁的效果顯著優(yōu)于PAC聯(lián)合未改性凹土,且在除藻效果相當(dāng)?shù)那闆r下,可至少減少40%的未改性凹土投加量;(3)相同的投藥量

6、下,PAC聯(lián)合C18。凹土混凝對(duì)藻類(lèi)和濁度的去除效果略優(yōu)于PAC聯(lián)合C12.凹土的效果,在相當(dāng)?shù)娜コ蕳l件下,C18.凹土的用量更少,說(shuō)明C18改性凹土優(yōu)于廣東工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文C12改性凹土。進(jìn)一步考察PAC聯(lián)合C18一凹土強(qiáng)化混凝除水華魚(yú)腥藻、四尾柵藻和混合藻的最適投加量,及其在不同沉淀時(shí)間、不同pn值、不同投加順序、不同水力條件下的除藻除濁效果可知:(1)PAC聯(lián)合C18.凹土在適宜的投加量下,混凝對(duì)藻類(lèi)和濁度的去除率分別達(dá)91%和82%以上,可至少減少40%的PAC用量;(2)同樣投量下的PAC和C18一凹土強(qiáng)化混凝對(duì)水華魚(yú)腥藻的去除效果最好。(3)“PAC+C18.凹土”絮凝過(guò)

7、程中形成的礬花密實(shí)、厚重,基本是垂直沉降,其沉降10min的除藻除濁效果相當(dāng)于單獨(dú)投加PAC沉降30min的效果,大大提高了除藻除濁效率;(4)不同的pH值條件下,“PAC+C18一凹土”混凝除藻效果受pH值的影響較小,其最適pH值(7.10)范圍更寬,除藻效果均顯著優(yōu)于單投PAC;(5)不同投加次序下,PAC聯(lián)合C18.凹土混凝對(duì)藻類(lèi)和濁度的去除效果相差不大,在實(shí)際的應(yīng)用中,考慮到操作簡(jiǎn)單便捷,可考慮同時(shí)投加PAC和C

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