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聚硅酸金属盐絮凝剂处理含H酸模拟染料废水研究

梁婉  
【摘要】: 1-氨基-8-萘酚-3,6-二磺酸(C_(10)H_8NaNO_7S_2·H_2O),亦称H酸,是萘系染料工业的重要中间体,主要用于生产酸性染料、直接染料、活性染料,也可以用于生产变色酸等产品。由于环保原因,国外H酸生产装置相继停产,致使国内H酸一时供不应求。加之我国就是H酸的主要生产国,所以如何提高和改进含H酸废水处理技术,采用科学合理的工艺技术切实解决H酸废水治理问题,对整个行业发展乃至国家经济都影响深远。本文通过全面的分析比较国内外絮凝剂的发展现状,制备新型无机高分子絮凝剂聚硅酸金属盐,以期能够简便、有效的解决含上述问题。 本研究主要考察聚硅酸铝(PSA)和聚硅酸铝镁(PSAM)两种新型无机高分子絮凝剂的制备工艺、絮凝效果和机理。实验主要包括四个方面:(1)制备聚硅酸,确定适宜的制备工艺条件;(2)制备聚硅酸铝,通过絮凝试验确定最佳制备工艺条件;(3)在制备聚硅酸铝基础上制备聚硅酸铝镁,确定最佳制备工艺参数;(4)通过SEM、XRD、Si-Mo逐时络合比色法对聚硅酸铝和聚硅酸铝镁进行表征,从絮凝形态学上揭示聚硅酸絮凝剂的絮凝机理。 研究表明,室温下,调节硅酸钠溶液的pH至4.0,控制硅酸浓度在0.3-0.4mol/L制的聚硅酸有较好的稳定性;当SiO_2浓度为0.3mol/L,Al/Si摩尔比为1.0,活化2.0h,絮凝剂pH为2.7时制得的聚硅酸铝,处理0.2g/L的H酸模拟水,当投量为15ml/L,废水pH11时,处理效果最佳,即色度去除率近60%;在聚硅酸铝基础上再复合金属镁得到聚硅酸铝镁,结果证明,当Mg/Al摩尔比为2.0,(Mg+Al)/Si摩尔比为4.0,活化3.0h,絮凝剂pH为2.5时,处理含H酸模拟水,最佳投量为10.0ml/L,pH11时,色度去除率可达90%。 比较聚硅酸铝和聚硅酸铝镁的絮凝效果发现,在优化操作工艺条件后,聚硅酸铝镁的脱色效果比聚硅酸铝提高了30%左右,而且产品稳定性好,但是聚硅酸铝镁的絮体沉降性不好,絮体比较小,因此又通过聚硅酸铝镁和聚丙烯酰胺的复配有效地提高絮体的大小和密集程度,优化了聚硅酸铝镁的絮凝性能。 通过Si-Mo逐时络合比色法对聚硅酸、聚硅酸铝、聚硅酸铝镁的硅形态进行分析,说明铝、镁的加入可以延缓硅酸的凝胶时间,而且镁的延缓作用要更好一些。扫描电镜和X射线衍射图谱分析又从微观结构上解释了硅与金属离子间的相互作用。


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