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《哈尔滨工业大学》 2006年
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聚合硅酸硫酸铝铁絮凝剂的制备与性能机理研究

孔德仁  
【摘要】: 本文以工业硫酸铝、硫酸亚铁、水玻璃、氯酸钠、浓硫酸和工业氢氧化钠为原料,利用复合共聚法,研制出了聚合硅酸硫酸铝铁(Poly aluminum ferric silicate-sulfate,简称PAFSS)絮凝剂,研究了Al/Fe/Si摩尔比、碱化度(B)等因素对PAFSS性能的影响,然后应用多种光学分析测试技术及化学分析方法,对PAFSS物化特性进行了系统地研究。利用透射电境观察了PAFSS的结构形貌;利用红外光谱分析法和X射线衍射法对PAFSS中聚硅酸与Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)及铝铁水解产物间的相互作用进行了分析;利用Ferron逐时络合比色法研究了PAFSS中铝、铁的形态分布规律;利用pH滴定法研究了PAFSS中Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)的水解—聚合反应过程。以模拟水样、松花江水、牡丹江海浪水、连云港蔷薇河水为处理对象,通过混凝搅拌试验,系统地分析了PAFSS的絮凝性能,并与硫酸铝(AS)、复合铝铁(PAFC)、聚合硫酸铁(PFS)等常规絮凝剂进行比较,考查了PAFSS在去除浊度、色度、CODMn、UV254、氨氮等方面的优势,重点试验了PAFSS处理低温低浊水的性能,并对处理后出水的剩余铝含量进行了测定,探讨了PAFSS的絮凝机理,最后分析了PAFSS的经济效益和社会效益。 研究结果表明:Al/Fe/Si摩尔比、碱化度(B)和熟化时间对PAFSS絮凝性能有一定的影响;聚硅酸与铝离子、铁离子及铝铁水解产物间存在一定的络合作用,这种作用对PAFSS聚集体的结构形貌,铝离子、铁离子的水解—聚合过程及Al(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)水解产物的形态分布都有一定的影响,其影响程度取决于Al/Fe/Si摩尔比和碱化度(B)的大小。混凝效果试验表明:PAFSS对水中浊度、色度、有机物及UV254有很好的去除性能,适用pH范围宽,出水残余铝含量低,对低温低浊水的处理效果较常用混凝剂优异。通过对PAFSS絮凝机理分析,认为PAFSS是主要通过吸附电中和和吸附架桥两方面作用对胶体起絮凝作用的。综合研究结果表明:PAFSS是一种安全、高效的无机高分子絮凝剂,有很好的开发前景。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU991.22

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