聚脒复配铝系混凝剂在水处理中的应用研究

摘要

本文合成出一种新型的阳离子型聚脒絮凝剂，并将其作为助凝剂与铝系混凝剂复配使用，处理腐殖酸-高岭土水样模拟的天然水体及活性蓝、分散黄染料模拟的活性类和分散类染料废水。针对不同投加量及pH条件下剩余浊度、UV254、DOC、脱色率等指标对比了在不同水样处理中，聚脒对于混凝效果的提升作用，并通过测定出水絮体表面Zeta电位、絮体特性等指标研究了混凝机理。主要结论如下:
　　1、在腐殖酸-高岭土模拟水样混凝处理中，聚脒(Pa)作为助凝剂与硫酸铝(Al2(SO4)3)复配使用可以显著提高硫酸铝的混凝处理效果，在Al2(SO4)3-Pa投加量为5 mg/L+0.8 mg/L时达到最佳混凝处理效果。最佳水样初始pH值为6，在最佳条件下，Al2(SO4)3-Pa混凝剂产生的絮体粒径要远大于Al2(SO4)3单独使用时所产生的絮体粒径，两种混凝剂产生的絮体强度基本一致，但Al2(SO4)3-Pa混凝剂产生的絮体恢复能力要好于Al2(SO4)3单独使用时。在Al2(SO4)3-Pa混凝体系中，相比于Al2(SO4)3体系，在低铝投加量时产生的絮体结构更加密实，高铝投加量时产生的絮体结构较为松散。聚脒的添加提高了混凝过程中的电中和作用，同时提供了一定的吸附架桥作用。
　　2、在活性蓝模拟染料废水处理过程中，Pa作为助凝剂与氯化铝、PAC复配使用，可以显著提高两种混凝剂的混凝脱色效率。AlCl3-Pa最佳投加量为18mg/L+0.2 mg/L，最适pH为6，脱色率可达95％;PAC-Pa最佳投加量为20mg/L+0.8 mg/L，在pH6～9范围内对活性蓝都有较高的去除率，最高脱色率可达97％。Pa的加入可以一定程度上提高混凝过程中产生絮体的破碎后再生能力。AlCl3-Pa及PAC-Pa两种混凝体系产生的絮体，随着剪切力的增加，絮体更容易破碎，同时再生能力更强。PAC-Pa在所研究的条件对于活性蓝有更高的去除率及对pH有更广泛的适应范围，实际应用性较强。
　　3、在分散黄模拟染料废水处理过程中，Pa作为助凝剂与氯化铝、PAC复配使用，同样可以显著提高两种混凝剂的混凝脱色效率。AlCl3-Pa最佳投加量为14 mg/L+0.2 mg/L，最适pH值为6，脱色率可达93％;PAC-Pa最佳投加量为18mg/L+0.6 mg/L，在pH6～8范围内对分散黄都有很高的去除率，最高脱色率可达97％。Pa的加入提高了两种混凝剂产生絮体的强度及破碎后再生能力。AlCl3-Pa及PAC-Pa两种混凝体系产生的絮体，随着剪切力的增加，絮体更容易破碎，同时再生能力更强。PAC-Pa在所研究的条件对于分散黄有更高的去除率及对pH有更广泛的适应范围，实际应用性较强。
　　本文采取聚脒作为助凝剂，与铝系混凝剂复配，从而提高混凝效果，大大减少含铝混凝剂的使用量，从而减少环境污染。

目录

声明

摘要

第一章 前言

1．1 本文研究的背景、目的和意义

1．2 本文主要内容及创新之处

1．2．1 本文主要研究内容

1．2．2 本文的创新之处

第二章 文献综述

2．1 我国水资源状况

2．2 腐殖酸

2．3 印染废水

2．4 混凝处理技术

2．5 铝系混凝剂

2．6 助凝剂

2．7 聚脒的研究现状

2．8 絮体特性研究

第三章 实验材料和方法

3．1 实验材料

3．1．1 实验药剂

3．1．2 实验水样

3．1．3 实验仪器及设备

3．2 实验方法

3．2．1 铝盐混凝剂的制各

3．2．2 聚脒的制备

3．2．3 混凝实验

3．2．4 腐殖酸-高岭土模拟水样混凝实验

3．2．5 模拟印染水样混凝实验

第四章 铝盐复配聚脒对于腐殖酸-高岭土模拟水样混凝效果的影响

4．1 铝盐复配聚脒对于混凝效果的影响

4．1．1 投加量对于混凝效果的影响

4．1．2 水样pH对于混凝效果的影响

4．2 铝盐复配聚脒对絮体特性的影响

4．2．1 絮体粒径

4．2．2 絮体强度和破碎后再生能力

4．2．3 絮体分形维数

4．3 小结

第五章 铝盐复配聚脒对活性蓝模拟染料废水混凝效果的影响

5．1 聚脒复配铝盐对混凝处理效果的影响研究

5．1．1 聚脒复配AlCl3对混凝效果的影响

5．1．2 聚脒复配PAC对混凝效果的影响

5．2 聚脒复配铝盐对絮体特性的影响研究

5．2．1 不同投加量絮体特性的研究

5．2．2 不同pH下絮体特性研究

5．2．3 不同剪切力条件下絮体特性研究

5．3 小结

第六章 铝盐复配聚脒对分散黄模拟染料废水混凝效果的影响

6．1 聚脒复配铝盐对混凝处理效果的影响研究

6．1．1 聚脒复配AlCl3对混凝效果的影响

6．1．2 聚脒复配PAC对混凝效果的影响

6．2 聚脒复配铝盐对絮体特性的影响研究

6．2．1 不同投加量絮体特性的研究

6．2．2 不同pH下絮体特性研究

6．2．3 不同剪切力下絮体特性研究

6．3 小结

第七章 结论与展望

7．1 结论

7．2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间学术成果