聚硅酸金属盐复合絮凝剂形貌结构及性能研究

以硅酸钠、硫酸和硫酸盐为原料制备聚硅酸金属盐(PSMS)复合絮凝剂,通过红外光谱研究了金属元素与聚硅酸(PS)的相互作用情况,采用电子显微镜观察了PS、PSMS和相应简单金属盐(MS)的形貌,利用激光粒度分析仪分析了絮体粒径变化及破碎与恢复情况,并考察了PSMS在不同投加量下处理腐植酸模拟废水的效果。结果表明:PSMS的红外光谱图中有M—O—Si振动峰出现,扫描电镜显示PSMS的聚集单元表面异于PS的平滑,为细小不规整的晶体颗粒,并与相应硫酸盐(MS)形貌有一定关联。此外,无论是所形成絮体的粒径还是对腐植酸的去除效果,聚硅酸硫酸铝(PSAlS)和聚硅酸硫酸铁(PSFeS)均优于其它聚硅酸金属盐,PSFeS的絮体虽易破碎但破碎后恢复能力最好,且粒径最大而容易沉降。     

聚硅酸铝铁复合絮凝剂性能的研究

利用铝盐和铁盐与聚硅酸形成复合絮凝剂可以优势互补的特点,制备了不同n(Al):n(Fe)摩尔比的聚硅酸铝铁复合絮凝剂(PAFSS),并对其性能进行了研究。当n(Al):n(Fe)=1:3时,PAFSS对腐植酸的絮凝去除率可达92.9%,且形成的絮体粒度最大,其中位粒径为110滋m。PAFSS的红外光谱图中有M(Fe和Al)—O—Si振动峰出现,表明金属盐和聚硅酸成键聚合。通过对腐植酸溶液和絮凝出水的Zeta电位测定,及对PAFSS絮凝腐植酸的絮凝过程中的粒度变化的在线分析,结果表明PAFSS具有较强的电中和性能,且絮体具有较强的抗破碎能力。     

无机高分子絮凝剂的开发和研究进展

无机高分子絮凝剂的研制与应用已成为环境科学和化学工作者的热门课题。本文将迄今已开发出的无机高分子絮凝剂，按聚铝、聚铁、复合型、聚硅酸金属盐四大类，分别介绍了他们的制备方法及用途。对其基础理论研究进展情况，作了简要概述，并提出了今后的研究课题。     

聚硅酸硫酸铝铁的合成及其性能研究

聚硅酸金属盐类无机高分子絮凝剂是当前用于给水和废水处理领域的新型高效水处理药剂。本文设计了一系列试验,用工业水玻璃和化学试剂合成了聚硅酸硫酸铝铁复合絮凝剂,并检验其除浊性能。结果证明,聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂在较低pH值制备比较稳定,适用废水酸度范围广,絮体小,沉速快,除浊效率高,是一种具有广泛应用前景的无机高分子絮凝剂。     

新型絮凝剂的制备与应用

选用花岗闪长岩为原料 ,通过一系列的化学熔融聚合反应制成新型絮凝剂———聚硅酸铁铝盐絮凝剂。试验室和生产应用试验结果表明 ,该絮凝剂成本低 ,效果好 ,皮革废液经处理出水水质达到污水综合排放标准 (GB8978-1 996)。     

絮凝剂PTSS的分子结构研究

以聚硅酸和硫酸钛为原料制得絮凝剂聚硅硫酸钛(PISS),用电子显微镜观察其形貌,发现絮凝剂FISS呈现不同于聚硅酸球形颗粒状的分枝长链状结构,初步推测钛与聚硅酸发生了化学成键作用;通过红外光谱与X-射线衍射研究絮凝剂PTSS结构,证实钛与聚硅酸中的硅通过氧基成键.将该絮凝剂用于处理pH为8的模拟江水,在投加量(以钛离子计)为10 mg/L时,A254的去除率为70.9%,浊度去除率为99.3%,絮凝效果良好.测定不同pH下的Zeta电位,观察所形成絮体的形貌、测定絮体粒度分布以及观测红外光谱图均发现,絮凝剂PISS特殊的长链结构通过络合成键将模拟江水中的腐殖酸官能团带入絮体中,同时也通过吸附、网捕等作用将其余胶体颗粒去除.     

聚硅铝系列絮凝剂的制备表征及其应用

制备了聚硅铝系列絮凝剂 ,利用透射电镜 (TEM)和准弹性激光散射 (PCS)进行了粒径分布和结构表征 ,发现聚硅铝系絮凝剂具有与硫酸铝和聚合氯化铝不同的结构形态 ,聚硅硫酸铝 (PASS)聚集体之间的距离与颗粒直径成线性关系。通过对原水的混凝处理对比 ,发现聚硅铝絮凝剂在降低浊度、去除有机物和某些元素方面具有显著优势。其中PASM和PASFⅢ对重金属和放射性元素的去除效果最好 ,尤其是经PASFⅢ处理后水中残留铝的去除率为 1 5 .3 % ,解决了使用铝盐增高铝含量的难题。经济分析也表明聚硅铝系絮凝剂价格低廉 ,具有良好的应用前景     

聚硅铝系列絮凝剂的制备表征及其应

制备了聚硅铝系列絮凝剂,利用透射电镜(TEM)和准弹性激光散射(PCS)进行了粒径分布和结构表征,发现聚硅铝系絮凝剂具有与硫酸铝和聚合氯化铝不同的结构形态,聚硅硫酸铝(PASS)聚集体之间的距离与颗粒直径成线性关系.通过对原水的混凝处理对比,发现聚硅铝絮凝剂在降低浊度、去除有机物和某些元素方面具有显著优势.其中PASM和PASFⅢ对重金属和放射性元素的去除效果最好,尤其是经PASFⅢ处理后水中残留铝的去除率为15.3%,解决了使用铝盐增高铝含量的难题.经济分析也表明聚硅铝系絮凝剂价格低廉,具有良好的应用前景.     

聚硅酸金属盐类混凝剂的絮凝机理研究

以粉煤灰、硫铁矿渣为原料制备出系列聚硅酸金属盐类絮凝剂。采用Ferron分光光度法对其形态分布规律进行了研究,结果表明:与其他无机高分子絮凝剂相比,聚硅酸金属盐类的最优形态Al_b 和Fe_b 含量明显增加,产品稳定性增强。从理论上初步分析了这类絮凝剂高效混凝的原因。      

高效复合絮凝剂的研制与性能研究

以酸洗废液和硅酸钠为原料，氯酸钾为氧化剂，加入少量的添加剂，制得高效玩机高分子复合絮凝剂-聚合硫酸铁/聚硅酸复合絮凝剂，研究了其絮凝性能，考察了添加剂、聚铁与聚硅酸的混合比对其絮凝效果的影响以及该絮凝剂适用的pH范围，结果表明，使用该絮凝剂处理城市废水和长江水，絮体密实粗大，沉降速度快，余浊低。     

Preparation and characterization of organic polymer modified composite polyaluminum chloride

Compared with traditional aluminum salts, polyaluminum chloride （PACI） has better coagulation-flocculation performance in turbidity removal. However, it is still inferior to organic polymers in terms of bridging function. In order to improve the aggregating property of PACl, different composite PACl flocculants were prepared with various organic polymers. The effect of organic polymer on the distribution or Al（Ⅲ） species in composite flocculants was studied using ^27TAl NMR and Al-ferron complexation methods. The charge neutralization and surface adsorption characteristics of composite flocculants were also investigated. Jar tests were conducted to evaluate the turbidity removal efficacy of organic polymer modified composite flocculants. The study shows that cationic polymer and anionic polymer have significant influences on the coagulation-flocculation behaviors of PACl. Both cationic and anionic polymers can improve the turbidity removal performancc of PACl but the mechanisms arc much different： cationic organic polymer mainly increases the charge neutralization ability, but anionic polymer mainly enhances the bridging function.     

印染废水的神经网络法优化絮凝处理

为获得新型絮凝剂的最佳制备条件,采用人工神经网络(ANN)结合加速遗传算法(AGA)对絮凝剂性能影响因素进行全局寻优。在影响絮凝剂处理性能的主要因素Fe、Al与Si的摩尔比n(Fe+Al):n(Si),B、Mg和Si的摩尔比n(B+Mg):n(Si)以及熟化时间的有效作用范围内,用Box-Behnken Design(BBD)实验设计方法,产生15组影响因素组合作为输入样本,经对印染废水的絮凝处理实验得到相应的COD和色度去除率输出样本,由神经网络方法对15组输入、输出样本数据建模,得到反映絮凝剂制备条件和絮凝剂去除效果的响应关系,并采用加速遗传算法全局优化,得到最大COD去除率和色度去除率条件下的最优絮凝剂制备条件组合,即n(Fe+Al):n(Si)=5.08,n(B+Mg):n(Si)=0.55,熟化时间为2.1 d,对应的印染废水COD去除率为88.10%,色度去除率为95.37%。模型验证实验显示,实验值与模型预测值的最大相对误差不超过5%。相对于响应曲面法,用神经网络结合加速遗传算法优化得到的新型絮凝剂去除印染废水中COD和色度的能力更高,进一步验证了神经网络法在新型絮凝剂制备条件优化中的有效性。     

聚合氯化铝与有机高分子复合絮凝剂的形态分布研究--Al-Ferron和27Al-NMR相结合

主要研究了Al Ferron逐时络合比色法和2 7Al NMR法应用于聚合铝与有机高分子复合絮凝剂形态分布的测定 .结果表明 ,两种方法分别测定的Alb 和Al13 的结果具有一定的相关性 ;聚合铝与有机高分子复合后其形态分布发生了一定的变化 ,Alb(或Al13 )的含量有所降低 ,但仍是优势形态 ,Ala(或Al单)的含量基本保持不变 .     

聚合硅酸铝铁的带电特征及X衍射分析

借助于微电泳技术研究了PSAF的带电特性，探讨了PSAF的絮凝机理，并与传统絮凝剂作了比较。结果表明：PSAF水解聚合形成物的电荷量随Al^3 ／Fe^3 摩尔比的减小以及SiO2浓度和碱化度B^ 的增大而逐渐降低，在酸性至中性范围内荷正电，在pH值大于7．5时荷负电。通过X射线衍射图谱的分析，证明在实验条件下，Al^3 、Fe^3 和SO4^2-均参与了反应，与聚硅酸形成了无定形高聚物。     

铁铝复合氧化物对两种细菌的吸附作用研究

铁铝氧化物是土壤的重要组分之一,其对土壤中有机无机组分的迁移具有重要影响.本文以枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌为研究对象,通过批吸附实验和DLVO理论,探究铁铝复合氧化物对细菌的粘附作用及其作用机制.结果表明,铁铝复合氧化物对细菌的粘附随着平衡浓度的增加而增加,吸附过程可用Langmuir方程拟合.铁铝1∶3复合氧化物对枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌的最大吸附量分别为3717.43和2792.29 mg·g~(-1),铁铝3∶1复合氧化物对枯草芽孢杆菌和荧光假单胞菌的最大吸附量分别为3455.58和2760.33 mg·g~(-1).随着pH值的增大,两种铁铝复合氧化物对两种细菌的吸附量均呈下降趋势.铁铝1∶3复合氧化物对两种细菌的吸附量均大于铁铝3∶1复合氧化物.静电吸引力是铁铝复合氧化物与细菌之间相互作用的主要因素之一.     

交联壳聚糖季铵盐与聚合铝复合的絮凝效果研究

研究了交联壳聚糖季铵盐与聚合铝复合后的絮凝特征。实验结果表明,壳聚糖季铵盐的絮凝效果与取代度有关,取代度在85%时絮凝效果较好。季铵盐交联后絮凝效果提高,用交联壳聚糖季铵盐与聚合铝复合,壳聚糖季铵盐与聚合铝的配比影响絮凝效果,当复合絮凝剂中壳聚糖季铵盐所占比例在20%附近时,絮凝效果最好。复合絮凝剂具有好的除浊效果,投药量低,pH值适用范围广,在达到良好的除浊效果的同时还降低了残留铝的浓度。用复合絮凝剂对造纸废水进行处理,浊度去除率可达95%,COD去除率达38%。     

无机-有机复合絮凝剂的制备及絮凝性能研究

以硫酸铁、硅酸钠、硼砂和聚丙烯酰胺为主要原料,制备了无机-有机复合絮凝剂。采取正交实验设计方法,以COD去除率为指标,研究了Si/Fe摩尔比、Si/B摩尔比、聚丙烯酰胺浓度三种因子对复合絮凝剂处理印染废水效果的影响。结果表明:复合絮凝剂最优制备条件为:Si/Fe为1.5/1、PAM浓度为250mg/L、Si/B为3.5/1;采用最优条件下制备的复合絮凝剂处理印染废水时,最佳投加量(以SiO_2计)为90mg/L,最佳pH值为8.5～9.0,絮凝效果明显好于聚合硅酸硫酸铁。     

无机-有机复合混凝剂处理夏季引黄水库水的对比研究

合成了具有不同Fe(Al)/聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)质量比的无机-有机复合混凝剂PFC-PDMDAAC和PAC-PDMDAAC,并对夏季引黄水库水进行混凝处理.考察了复合比例、投药量、pH值和投加方式对浊度、有机物和叶绿素-a的去除效果;并通过混凝过程中形成絮体的Zeta电位的变化分析了2种混凝剂的混凝机理.结果表明,无机-有机复合混凝剂处理夏季引黄水库水的效果好于2种单独成分的复配使用;复合比例对PFC-PDMDAAC和PAC-PDMDAAC处理夏季引黄水库水的效果影响较大,Fe(Al)/PDMDAAC质量比为4:1,投药量为4mg/L时混凝效果最好;与无机混凝剂相比,复合混凝剂的最佳pH值范围较广,可在5.0~8.0的pH值范围内取得良好的混凝效果;2种混凝剂相比,PAC-PDMDAAC对浊度和叶绿素-a的去除效果较好,而PFC-PDMDAAC对有机物的去除效果更佳.     

Na2S与高聚复配絮凝剂处理酸性高As废水

以酸性高As废水为处理对象,利用硫化法去除并回收As,研究了Na₂S·9H₂O投加量、反应初始pH、反应时间、Na₂S·9H₂O投加方式对As去除效果的影响,并通过XRD(X射线衍射)、XRF(X射线荧光光谱分析)对回收的As渣进行分析;对处理后的含As废水,利用高聚复配絮凝剂深度脱As,研究了絮凝剂优化条件、絮凝剂投加量、反应pH对深度脱As的影响并与常见絮凝剂进行对比. 结果表明,Na₂S·9H₂O投加量为55g/L、两段投加、反应时间为5min、初始pH为2.0的条件下可达最佳除As效果,处理后As回收率达98%以上,出水ρ(As)为0.61g/L,As渣中w(As)、w(S)分别达49.15%、40.98%,其他重金属元素几乎未检出. 在絮凝剂n(Fe)∶n(Si)=5∶1、投加量为7mL/L、pH为8的条件下可得最优深度脱As效果,出水ρ(As)低于0.3mg/L,同等条件下优于常规絮凝剂处理效果. 多批次扩大试验结果表明,组合技术处理废水水质稳定,As回收率平均可达98%以上,出水ρ(As)低于0.3mg/L.