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《武汉理工大学》 2006年
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改性累托石/壳聚糖复合絮凝剂的研制与应用研究

曾德芳  
【摘要】: 絮凝是水处理中净化水质的常用手段和方法,但目前常用的传统絮凝剂聚合三氯化铝(PAC)和聚丙烯酰胺(PAM)等在水处理中均易产生二次污染,PAC水解后产生的铝离子通过饮用水进入人体会导致贫血、脱发和大脑痴呆等多种疾病,PAM水解后产生的丙烯酸和有机胺等有机污染物同样危害人体健康。因此,如何研制一种二次污染小、絮凝效果好的新型环保型水处理絮凝剂是当前水处理领域急待解决的重要课题。为此,本课题以湖北价廉丰富的累托石和红龙虾壳为主要原料,制备出一种新型高效环保型水处理絮凝剂,并将其用于典型的给排水处理,取得了较传统絮凝剂更加环保、价廉、高效的应用效果,其主要研究内容和结果包括: 1,采用新的制备工艺,将天然累托石制备成铝交联型改性累托石絮凝剂,使其对污水中的COD和SS的去除率较天然累托石分别提高了25.3%和35.0%,药剂成本下降了5%。 2,采用新的制备及清洁生产工艺,将红龙虾壳制备成壳聚糖絮凝剂,使其与传统工艺相比,制备成本下降了19%、总反应时间缩短了一半,产率提高了5%,污染负荷降低了54.3%,吨产品废物利用值提高了4倍,且主要性能指标均达到美国Sigma公司同类产品的技术要求。 3,首次提出将改性累托石与壳聚糖复合用于给排水的絮凝处理,并确定了该复合絮凝剂的原则性配方与最佳处理工艺,其中给水处理的原则性配方为自来水体积(浊度95±10NTU):1%改性累托石体积:0.1%壳聚糖体积=1000:1:0.02;污水处理的原则性配方为污水体积(COD=500±100mg·L~(-1)):1%改性累托石体积:0.5%壳聚糖体积=1000:8:0.2。 4,将该絮凝剂用于自来水、石化废水、造纸废水、啤酒废水、油漆废水、污泥脱水等典型给排水的絮凝处理,无论在在性价比方面还是在环境友好方面均优于传统絮凝剂,尤其将其用于自来水处理,可使水中铝离子含量较传统絮凝剂下降56.25%,使饮用水更加安全坏保。 5,根据絮凝剂基本理论和改性累托石、壳聚糖的结构特征,对该复合絮凝剂的絮凝机理及其特点进行了理论分析与研究。研究结果表明,改性累托石的絮凝吸附性能优于天然累托石的原因在于,改性累托石中铝交联剂的“插层作用”导致累托石的层间距扩大,使其层间域(Is)进一步开放、撑大,从而导致其吸附量和吸附范围扩大、吸附性能更好。壳聚糖因其分子链上含有多个羟基(-OH)和氨基(-NH_2)、以及它在水中易与H~+离子质子化成阳离子型聚电解质,决定了它在水处理中主要存在三种絮凝机理:螯合作用、电中和作用和吸附架桥作用,其中螯合作用主要去除水中金属离子、电中和作用主要去除水中有机污染物COD和固体悬浮物SS、吸附架桥作用主要是提高复合絮凝剂的整体絮凝性能。选择一定的无机絮凝剂与有机絮凝剂复合使用,可达到协同增效、优势互补、整体絮凝性能大大提高之目的。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:X703.5

【引证文献】
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【参考文献】
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【共引文献】
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7 贾琳;;东北地区国际河流的流域共同开发机制[A];生态文明与环境资源法--2009年全国环境资源法学研讨会(年会)论文集[C];2009年
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9 赵江艳;荣林柏;;王一站净水剂的评价与筛选[A];江汉油田难采储量开发技术研讨会论文集(二)[C];2007年
10 吴海梅;冯枫;;探讨农村固体废弃物的资源化利用[A];中国环境科学学会2006年学术年会优秀论文集(下卷)[C];2006年
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1 李荣春;新型季铵化壳聚糖衍生物的制备及其抑菌和抗氧化活性研究[D];新疆农业大学;2010年
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4 敬佩;茶皂素在土壤重金属镉、锌污染修复中的效应研究[D];山东农业大学;2010年
5 贺兆伟;曝气生物滤池技术在炼油污水回用中的应用[D];大连理工大学;2009年
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9 王通;表面活性剂/高分子聚合物改性膨润土的结构及吸附性能研究[D];湘潭大学;2010年
10 张爱静;用于海水有机磷农药监测的固定化乙酰胆碱酯酶制备与性质研究[D];中国海洋大学;2010年
【同被引文献】
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7 黄雪梅;王苑娜;成晓玲;胡社军;曾鹏;谢光荣;;二氧化钛可见光光催化技术研究进展[J];材料导报;2008年S2期
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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1 张小庆;累托石的改性及在废水处理中的应用[D];西北工业大学;2003年
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1 郭亚丹;新型复合光催化剂的构筑、微结构调控及其降解有机污染物研究[D];武汉理工大学;2013年
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【二级参考文献】
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1 杜冬云;铝交联累托石的制备与应用研究[D];华中科技大学;2004年
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