發(fā)布時間：2020-10-19 16:17

　　 絮凝法是水處理領(lǐng)域最常用的經(jīng)濟有效的預(yù)處理方法之一。隨著社會現(xiàn)代化不斷發(fā)展,環(huán)境友好,性能高效的絮凝劑逐漸受到人們的青睞。在本課題中,主要研究了聚硅酸金屬鹽與有機復(fù)合絮凝劑在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用。分別制備了聚硅酸鋁鎂-陽離子聚丙烯酰胺(PSAM-CPAM)和聚硅酸鋁鈣-海藻酸鈉(PSAC-SA)復(fù)合絮凝劑。在研究PSAM-CPAM絮凝劑以色度去除率和濁度去除率為評價指標(biāo),通過掃描電子顯微鏡,能譜及傅里葉紅外光譜表征手段對絮凝劑及絮體的形貌結(jié)構(gòu),成鍵結(jié)構(gòu)等進行分析;并通過Zeta電位分析對其絮凝機理進行深入探索。通過單因素變量實驗對PSAM-CPAM的制備和絮凝條件進行優(yōu)化,結(jié)果如下:PSAM-CPAM的最佳制備pH值為2.0、制備PSAM的溫度為40℃、CPAM的聚合溫度為50℃、鋁和鎂與硅的摩爾比為1.0、鋁鹽與鎂鹽的摩爾比為9:1時且絮凝水樣pH值為7.0、水樣溫度25℃左右、沉降時間25分鐘和投加量1.0 mL/L(PSAM和CPAM各0.5mL)條件下,通過分步絮凝的處理方法對松花江水進行絮凝,獲得最大濁度去除率為98.8%,色度去除率98.4%,在絮凝過程中電荷中和,架橋吸附和共沉淀占據(jù)主導(dǎo)作用。PSAM-CPAM絮凝劑通過分步絮凝處理,不僅顯著提高絮凝性能,而且避免了可能的二次污染,為有機絮凝劑的廣泛應(yīng)用提供了可能。在研究PSAC-SA絮凝劑以色度去除率和濁度去除率為評價指標(biāo),通過掃描電子顯微鏡,傅里葉紅外光譜及X射線衍射表征手段對絮凝劑的形貌結(jié)構(gòu),成鍵結(jié)構(gòu)等進行分析,并分別就其制備條件和絮凝條件進行優(yōu)化,對絮凝機理進行深入探索。通過單因素變量實驗對PSAC-SA的制備和絮凝條件進行優(yōu)化,結(jié)果如下:PSAC-SA復(fù)合絮凝劑的最佳制備pH值為3.0,反應(yīng)溫度為40℃,鋁和鈣與硅的摩爾比為1.0,鋁與鈣的摩爾比為8:2,海藻酸鈉與硅的質(zhì)量比為0.04且絮凝水樣pH值7.0,水溫25℃,投加量1.0mL/L在此條件下制備并應(yīng)用于松花江水,可實現(xiàn)最佳絮凝性能,濁度和色度去除率達98.8%和97.6%;在絮凝過程中,架橋吸附占據(jù)主導(dǎo)作用。PSAC-SA絮凝劑的原材料來源廣泛,可生物降解,與聚硅酸金屬鹽復(fù)合可顯著提高絮凝性能且綠色環(huán)�？沙掷m(xù)發(fā)展。
【學(xué)位單位】：吉林化工學(xué)院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類】：TQ413
【部分圖文】：

2.6 PSAM-CPAM 絮凝劑的結(jié)構(gòu)表征2.6.1 掃描電子顯微鏡分析采用掃描電鏡對絮凝劑和絮體的形貌結(jié)構(gòu)進行分析，圖2.3為PSAM、CPAM絮凝劑和絮體掃描電鏡圖像。圖2.3 （a） 顯示了PSAM顆粒表面光滑平整，無定形結(jié)構(gòu)，有許多不規(guī)則的孔道清晰可見，密度較低。圖2.3 （b）顯示了CPAM顆粒表面光滑平坦，但零散、不規(guī)則，有較大的孔道。值得注意的是，在圖2.3 （c） 中由PSAM和CPAM絮凝劑絮凝后所形成的絮體。絮體表面粗糙，凹凸不平，緊密的不規(guī)則的碎片結(jié)構(gòu)，孔道縮緊。這種形貌結(jié)構(gòu)的改變，主要是由于帶負電的膠體顆粒首先被帶正電的CPAM吸附，形成小的絮體；然后CPAM和PSAM絮凝劑進一步覆蓋小絮體

）被 PSAM絮凝劑和 CPAM 絮凝劑作用后，經(jīng)共沉淀作用被沉降。圖2.4 聚硅酸鋁鎂PSAM（a）及PSAM和CPAM絮體的（b）的EDS元素比重分析2.6.3 傅里葉紅外光譜分析如圖2.5為PSAM、CPAM和PSAM-CPAM絮凝后絮體的紅外光譜分析。在圖2.5（a）所示為CPAM的紅外譜圖，在3434.86 cm-1處的吸收峰是由于游離的-NH2和聚集的-NH2鍵伸縮振動而引起的；1625.08 cm-1處的吸收峰代表CPAM中C-O的伸縮振動。-NH2，C-O的伸縮振動主要是由CPAM主鏈上的-CONH基團的不對稱伸縮振動引起的[125]。在圖2.5（c）所示為PSAM的紅外譜圖，在612.2 cm-1處的吸收峰是由Al-O-Si和Mg-O-Si鍵的

-1左右處的吸收峰是Al-OH鍵和Mg-OH鍵表明聚硅酸與Al鹽和Mg鹽的羥基橋聯(lián)作用。相比之下，在圖2.5（b）所示，在C-N、Si-O、Al-O和Mg-O鍵的伸縮振動下，1625.08 cm-1和1090.80 cm-1處的吸收峰變寬。這些峰的存在證實了絮體具有PSAM和CPAM的復(fù)合雜化結(jié)構(gòu)。圖 2.5 陽離子聚丙烯酰胺（a）、PSAM 和 CPAM 絮凝后絮體（b）及聚硅酸鋁鎂（c）的紅外光譜圖2.7 PSAM-CPAM 絮凝劑的制備條件對絮凝效果的影響根據(jù)前期探索實驗發(fā)現(xiàn)PSAM-CPAM絮凝劑處理松花江水具有一定的絮凝效果。為了實現(xiàn)高效絮凝，獲得最大的除濁除色率，通過單因素實驗法優(yōu)化了制備pH、PSAM和CPAM制備溫度、n(Al+Mg)/n(Si)及n(Al)/n(Mg)等因素，用除濁率和除色率為評價指標(biāo)。2.7.1 制備 PSAM 絮凝劑的 pH 值影響一般來說，制備pH值是影響絮凝劑絮凝效率的關(guān)鍵性因素。因此，如圖2.6所示探究了制備過程中pH值對絮凝效率的影響。保持n(Al+Mg)/n(Si)=1.0、n(Al)/n(Mg)=9:1、PSAM的制備溫度40℃，CPAM的聚合溫度為50℃不變的條件下
【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 肖錚;馬紅霞;李耀倉;;環(huán)保型復(fù)合絮凝劑的制備與應(yīng)用[J];武漢生物工程學(xué)院學(xué)報;2010年03期

2 張婧;;殼聚糖與海藻酸鈉復(fù)合絮凝劑的效果研究[J];化工設(shè)計通訊;2017年03期

3 張偉光;趙國君;;羧甲基殼聚糖/二氧化錳復(fù)合絮凝劑對染色廢水的脫色研究[J];印染助劑;2017年07期

4 周樹輝;黃佳麗;劉倩;蒙君榮;;無機-天然有機復(fù)合絮凝劑的研究進展[J];山東化工;2017年16期

5 尚玉婷;陳莉;;殼聚糖-TiO_2復(fù)合絮凝劑的制備及其在印染廢水處理中的應(yīng)用[J];天津工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2013年03期

6 田文瑞;李琛;;復(fù)合絮凝劑制備研究進展[J];化工技術(shù)與開發(fā);2012年04期

7 白研;李靜;蘇政權(quán);;殼聚糖復(fù)合絮凝劑處理玉屏風(fēng)口服液的工藝研究[J];時珍國醫(yī)國藥;2012年12期

8 趙奎霞;朱書全;于妍;趙華章;欒兆坤;;離子交換法探究鋁硅復(fù)合絮凝劑的凝聚機理[J];水處理技術(shù);2006年05期

9 曾媛;蔣文舉;裴楠;;無機-有機復(fù)合絮凝劑的研究進展[J];四川化工;2006年06期

10 袁鷹;;交聯(lián)殼聚糖與聚合鋁復(fù)合絮凝劑制備中鋁形態(tài)分析[J];廣州化工;2018年20期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 劉立華;新型聚季銨鹽與聚合硫酸鐵復(fù)合絮凝劑合成及其基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2004年

2 周正;新型磁性復(fù)合絮凝劑的合成及應(yīng)用研究[D];中國礦業(yè)大學(xué);2017年

3 曾玉彬;鋅基復(fù)合絮凝劑的制備與應(yīng)用基礎(chǔ)研究[D];華中科技大學(xué);2007年

4 孫朋飛;溶藻菌與絮凝技術(shù)處理銅綠微囊藻的研究[D];浙江大學(xué);2016年

5 鄒靜;新型無機—有機復(fù)合高分子絮凝劑的制備及性能研究[D];北京化工大學(xué);2012年

6 鄭懷禮;聚鐵基復(fù)合絮凝劑的研究[D];重慶大學(xué);2003年

7 張彥麗;利用高爐瓦斯灰和味精廢水制備混凝劑及其性能研究[D];山東大學(xué);2015年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 馬捷;基于聚硅酸金屬鹽-有機復(fù)合絮凝劑的制備及應(yīng)用[D];吉林化工學(xué)院;2019年

2 劉萍;硼聚硅酸金屬鹽—殼聚糖復(fù)合絮凝劑的制備及凈化效果研究[D];鄭州大學(xué);2018年

3 徐婷;新型高分子復(fù)合絮凝劑的合成與應(yīng)用[D];西安建筑科技大學(xué);2015年

4 劉睿;復(fù)合絮凝劑混凝去除焦化廢水中苯酚研究[D];中北大學(xué);2018年

5 胡雪妍;陰離子型聚丙烯酰胺/硅藻土復(fù)合絮凝劑的制備及絮凝性能研究[D];長春工業(yè)大學(xué);2017年

6 鄒明鈴;一種新型復(fù)合絮凝劑的制備和研究[D];安徽工程大學(xué);2012年

7 劉雄才;鎂鐵復(fù)合絮凝劑的制備、表征及應(yīng)用研究[D];大連理工大學(xué);2009年

8 范思思;廢渣復(fù)合絮凝劑的制備及應(yīng)用研究[D];山東大學(xué);2008年

9 陳雪;氧化—共聚法制備聚合鐵—聚季銨鹽復(fù)合絮凝劑及應(yīng)用性能[D];南京航空航天大學(xué);2014年

10 鄒建;復(fù)合絮凝劑對真空預(yù)壓加固吹填淤泥土影響研究[D];江西理工大學(xué);2016年

本文編號：2847433