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1、新型无机高分子混凝剂含硼聚硅硫酸铁的制备及其结构、性能研究天津大学硕士学位论文新型无机高分子混凝剂含硼聚硅硫酸铁的制备及其结构、性能研究姓名:刘小军申请学位级别:硕士专业:化学工程指导教师:田宜灵;康思琦1999.11.1天津大学攻读硕士学位研究生论文摘要高效混凝剂是目前水处理研究中的热点。本文在经过大量优化实验的基础上,采用工业水玻璃、硫酸、硫酸铁和硼砂等为原料,制备了一种新型的无机高分子混凝剂??含硼聚硅硫酸铁,详细考察了它的具有最佳混凝性能和稳定性能的条件,同时对其混凝特性进行了研究,并运用该种混凝剂对模拟废水和实际。:%、/、废水进行了系列混凝烧杯实验。侯验发现,在:初始百分含量、活
2、化时间,摩尔比为、/,摩尔比为、活化值为为小时等的条件下制备的含硼聚硅硫酸铁混凝剂具有优良的稳定和混凝性能。实验结果还表明,该混凝剂与聚硅硫酸铁相比,具有更好的稳定和混凝性能,其混凝性能也优于聚铁混凝剂,在相同投药量下,混凝剂的除浊、脱色、除及除悬浮物等均比、高出~个百分点。处理造纸废水混凝剂投药量为?。时,浊度、色度、及的去除率分别为.%、%、.%、.%,处理印染废水混凝%、剂投药量为?时,浊度、色度、及的去除率分别为%、%、%,均达到国家一级排放标准。而且,从总体上来看,混凝剂具有矾花大、沉降速度快、适用范围宽、原料丰富便宜而且无毒、遁性强、易于推广等特点,是一种优异的水处理剂,具有很高
3、的应用和推广价值广、一在结构研究方面,本文考察了混凝剂溶液体系的驰豫现象及其电导随陈化时间的变化情况.段明混凝剂自制备之时起就时刻都在进行结构调咎,溶液水解聚合及成分之间的相互作用导致溶液中浓度及带电粒子的带电量及其体积时刻都在发生变化,从而出现了驰豫及特有的电学特征现象;采用透射电镜观察了混凝剂的结构形态,结果表明铁量、硼量的存在改变了聚硅酸胶粒的形态结构,从而影响了聚硅酸的胶凝及其混凝性能;采用化学络合滴定分斤法考察了系列混凝剂中矿与其它成分的作用情况,结果表明“与聚硅酸、、。之间存在相互作用,硼的存在提高了”的反应量:采用红外光谱法及一射线衍射法对混凝剂产品进行了结构分析,再次有力地证
4、实了混凝剂各成分之间存在的相互作用,混凝剂的优异性能是聚硅酸、铁离子、铁离子的水解聚合产物以及它们和硼、硫酸根离子共同相互作用的结果广?一最后本文还对混凝剂的混凝机理进干于了探讨。结果认为:?方面,“盐溶液水解聚合形成系列带正电荷的多核羟基络离子,它们及其与聚硅酸、、相互作用形成的络离子共同对水中带负电荷的胶体及悬浮物通过压缩扩散层、吸附电中和等方式使胶体及悬浮物脱稳而混凝;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为主体的大分予对水中胶体及悬浮物等细小颗粒通过吸附、架桥、粘结、卷扫等使其脱稳而混凝。混凝剂的优异的混凝性能归因于其同时具有以上这两种功能。卜?一?一,关键词:无
5、机高分子混凝剂;舍硼聚硅硫酸铁;制备;胶凝;混凝性能;混凝机理;结构分析第页差婆奎兰堕鎏亟主鲨竺壅竺堕苎??,。??,,..:,%,/,.,/.,..。,?,..,,,~’.。,%%,%,%,,,,.%,.%,.%,?。%。...,,,,,’.’,....第页,。...。..,,,,.,,,.:;;;;;;第页天津大学攻读硕士学位研究生论文前言第一章在当今时代,随着科学技术的迅速发展,人们的生活水平得到了显著的提高。但与此同时,地球的生态环境越来越受到严重的挑战与威胁,特别是对人类生活关系重大的水资源方面。以前人们总认为水是一种“取之不尽、用之不竭”的资源,可现今大量的生活污水、工农业废水被
6、排入江河湖海,造成了水资源的严重污染.直接威胁着人类和其它生物的生存环境。如我困城市每年排放废水总%,大量废水不经处理直最约为亿米,城市废水处理量却仅为排放量的接排入天然水体,使我国%以上的河流湖泊受到了不同程度的污染”。据仙计,每年因水污染造成的经济损失约为亿元。水污染不仅破坏了生态,加刷了水荒,还严重地危害着工农业生产和人类的健康与安全。因此,对废水进行处理、使之达到排放标准是保护生态环境的重要措施之一,必须大力贯彻实施,刻不容缓。而混凝技术作为目前国内外普遍用来提高水质处理效率的一种既经济义简便的方法,在水处理领域中得到了广泛的应用。如在城市用水和工业废水处理工艺中,混凝过程是应用最普
7、遍的重要单元过程之~。它决定着后续流程的运行工况、最终出水质量和成本费用,因而成为环境工程中重要的科技研究开发领域。自于它能有效地脱除%~%的悬浮物和%~%的胶体物质,刘懈低水有重要作用,去除水中细菌和病菌的效果稳定,通过混凝净化,一般呵把水中%以上的微生物与病毒转入污泥,使处理水的进一步消毒、杀菌变得比较容易,而且采用此法比生物法的除磷、脱色效果要好,因而得到了水处理工作者的广泛青睐和重视?。高效的混凝技术
