聚硅硫酸铝锌絮凝剂的制备及应用研究

摘要

絮凝剂是废水处理过程中的必要材料之一。目前，国内外采用的无机絮凝剂主要是传统铝、铁盐絮凝剂，存在絮凝效率偏低等问题。本文以硅酸钠、硫酸铝和硫酸锌为原料，在常温常压下，制备出一种新型无机高分子絮凝剂—聚硅硫酸铝锌（PAZSS），并对其性能、絮凝机理及实际应用进行研究分析。
　　探讨聚硅硫酸铝锌（PAZSS)絮凝剂的制备方法，对硅酸钠溶液浓度、Zn/Al摩尔比、(Al+Zn)/Si摩尔比等因素对PAZSS性能的影响进行研究，并通过单因素实验确定PAZSS的最佳制备条件：硅酸钠浓度为0.4mol/L；硅酸聚合初始 pH值为4.0；聚合时间为30min；(Al+Zn)/Si=1:1；Zn/Al=1:1；熟化时间为24h。
　　通过X射线衍射分析和红外光谱分析对PAZSS中铝离子、锌离子及水解配合铝离子、水解配合锌离子等与聚硅酸的相互作用进行分析。结果表明，引入的铝盐、锌盐与聚硅酸发生了一定化学作用，形成了无定形的聚合物。光电显微镜和扫描电镜对PAZSS絮凝剂的形貌结构进行分析表明，不同的实验方法对絮凝剂的形貌结构有较大的影响，PAZSS聚集体呈规律的长链枝杈状形貌，表面呈紧凑的片层聚集形态，说明PAZSS聚合物分子结构紧密，生成链网状结构，非常有利于絮凝效果的提高。
　　考察聚硅硫酸铝锌(PAZSS)絮凝剂对印染废水、多晶硅切磨废水两种实际工业废水的处理效果，并与聚硅硫酸铝(PASS)、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)絮凝剂的絮凝效果进行对比。应用于印染废水时，PAZSS的最佳色度去除率为90.3％，CODCr的去除率为88.3%；应用于多晶硅磨面废水时，在最佳投加量下PAZSS去浊率达到99.7%，CODCr的去除率达到85.7%。其絮凝效果优于PASS絮凝剂和传统絮凝剂PAC、PFS。

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第一章 绪论

1.1研究背景

1.2絮凝剂的概述

1.3无机高分子絮凝剂的研究背景与现状

1.4锌盐在废水处理中的应用

1.5选题依据和研究内容

第二章 聚硅酸的制备方法研究

2.1引言

2.2 聚硅酸的制备原理

2.3 实验部分

2.4 结果与讨论

2.5本章小结

第三章 聚合硅酸硫酸铝锌的制备及结构表征

3.1引言

3.2聚硅酸硫酸铝锌的制备原理

3.3实验部分

3.4实验结果与讨论

3.5本章小结

第四章 聚合硅酸硫酸铝锌絮凝剂的絮凝性能及机理分析

4.1引言

4.2絮凝实验水动力学条件的研究

4.3实验部分

4.4 实验结果与讨论

4.5本章小结

第五章 结论及展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文