高浓度聚合硫酸铝硅的制备和性能研究及其絮凝机理初探

摘要

水资源缺乏以及水质性缺水问题的日益严重，使得可用的水源点日渐减少。在这种情况下，要达到饮用水水质标准，满足人们日渐提高的饮用水要求，则需不断地改进水处理工艺。在不改造水处理设施的情况下，投加高效、无毒、廉价的新型絮凝剂(如聚铝硅类高分子絮凝剂)是目前最为可行的方法。因此，这类絮凝剂的研发成为水处理领域中的研究热点。 在综合分析国内外学者对聚合铝硅类絮凝剂的制备工艺、水解聚合形态分布的表征、絮凝特征、无机离子的协同效应的研究基础上，本课题克服了现有技术的不足，研制出一种稳定期长(半年以上)、有效浓度高、聚合度高的聚合硫酸铝硅(PASSPolyaluminium Silicate Sulphate)产品。它在应用上具有投加量小、浊度去除率高、温度效应不明显、pH适用范围广、对低浊度原水具有很好的处理效果等优点，适合工业化生产的要求。 经过两批产品的合成，对其理化性质(如密度、pH值、氧化铝含量、盐基度、铝形态)加以分析、综合产品在不同投加量、pH值、温度、原水浊度下的絮凝效果，用软件SPSS 13.0对实验结果进行分析对比，得到一个最佳的制备工艺参数为：铝酸钠的钠铝比水平为1，常温下熟化，硅铝比为1:20，添加剂种类为柠檬酸钠，添加剂量为4％。 由HPASS制备的过程，推测产品的结构，并用显微镜观察不同投加量下，混凝后絮体的形态，分析产品的絮凝机理。研究发现HPASS在混凝过程中具有电中和作用、吸附架桥作用和沉淀网捕作用。实验分析了产品铝形态与混凝除浊率之间的相关性，发现所制得的产品，Al<,a>含量和Al<,b>含量的提高，有利于混凝性能的提高。

目录

文摘

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声明

第一章绪论

1.1课题的目的和意义

1.2聚铝硅类絮凝剂的研究进展

1.2.1聚铝硅类絮凝剂的研制与应用进展

1.2.2聚铝硅类絮凝剂的结构形态表征研究进展

1.2.3存在的问题分析及评述

1.3本课题的研究内容及创新性

第二章聚合硫酸铝硅配方的初步确定

2.1高浓度聚合硫酸铝硅的制备

2.1.1实验仪器

2.1.2实验材料

2.1.3制备方法

2.2产品的物化性质分析

2.2.1分析方法

2.2.2测试结果分析

2.3产品的混凝性能研究

2.3.1实验仪器与材料

2.3.2实验方法

2.3.3投加量对混凝性能的影响

2.3.4原水温度对混凝性能的影响

2.3.5原水pH值对混凝性能的影响

2.3.6原水浊度对混凝性能的影响

2.4本章小结

第三章高浓度聚合硫酸铝硅絮凝剂配方的优化

3.1实验方法

3.2 正交实验产品的物化性质测定与分析

3.2.1以盐基度为考察指标的实验结果分析

3.2.2以铝形态为考察指标的实验结果分析

3.3正交实验产品的混凝性能研究

3.4正交实验产品性能综合分析

3.5优化后最终产品的物化性能分析

3.6本章小结

第四章优化后最终产品的性能对比研究

4.1实验仪器与材料

4.1.1实验仪器

4.1.2实验材料

4.2实验方法

4.2.1珠江原水混凝实验方法

4.2.2印染废水混凝脱色实验方法

4.3实验结果分析

4.3.1珠江原水混凝实验

4.3.2印染废水混凝脱色实验

4.4本章小结

第五章产品的表征及絮凝机理初探

5.1表征实验

5.1.1稀释对药剂中铝形态引起的变化及分析

5.1.2在光学显微镜下观察絮体的形态

5.2絮凝机理的推测

5.2.1产品结构的推测

5.2.2产品铝形态对混凝效果的影响

5.3本章小结

结论与建议

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢

评定意见