试析新型无机高分子混凝剂含硼聚硅硫酸铁的制备及其结构、性能研究

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1、天津大学硕士学位论文新型无机高分子混凝剂含硼聚硅硫酸铁的制备及其结构、性能研究姓名：刘小军申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：田宜灵;康思琦1999.11.1天津大学攻读硕士学位研究生论文摘要高效混凝剂是目前水处理研究中的热点。本文在经过大量优化实验的基础上，采用工业水玻璃、硫酸、硫酸铁和硼砂等为原料，制备了一种新型的无机高分j子混凝剂——含硼聚硅硫酸铁(PFSSB)，详细考察了它的具有最佳混凝性能和稳定性能的条件，同时对其混凝特性进行了研究，并运用该种混凝剂对模拟废水和实际。1：、Jp废水进行

2、了系列混凝烧杯实验。侯验发现，在SiO：初始百分含量J,j200％、Fe／slo，(摩尔比)为os、B／SiO，(摩尔比)为0155、活化pH值为20、活化时间为l小时等的条件下制备的含硼聚硅硫酸铁(PFSSB)混凝剂具有优良的稳定和混凝性能。实验结果还表明，该混凝剂与聚硅硫酸铁(PFSS)相比，具有更好的稳定和混凝性能，其混凝性能也优于聚铁(PFS)混凝剂，在相同投药量下，PFSSB混凝剂的除浊、脱色、除COD及除悬浮物SS等均比PFS、PFSS高出3～5个百分点。处理造纸废水PFSSB混凝剂投药量

3、为100mg·dm。时，浊度、色度、COD及Ss的去除率分别为98．7％、953％、93．8％、93．1％，处理印染废水PFSSB混凝剂投药量为200mg·dmo时，浊度、色度、COD及Ss的去除率分别为943％、891％、95o％、924％，均达到国家一级排放标准。而且，从总体上来看，PFSSB混凝剂具有矾花大、沉降速度快、pH适用范围宽、原料丰富便宜而且无毒、遁JH性强、易于推广等特点，是一种优异的水处理剂，具有很高的应用和推广价值广、t一在结构研究方面，本文考察了PFSSB混凝剂溶液体系的pH驰

4、豫现象及其电导随陈化时间的变化情况．段明PFSSB混凝剂自制备之时起就时刻都在进行结构调咎，溶液水解聚合及成分之间的相互作用导致溶液中[H+]浓度及带电粒子的带电量及其体积时刻都在发生变化，从而出现了pH驰豫及特有的电学特征现象；采用透射电镜观察了PFSSB混凝剂的结构形态，结果表明铁量、硼量的存在改变了聚硅酸胶粒的形态结构，从而影响了聚硅酸的胶凝及其混凝性能；采用化学络合滴定分}斤法考察了系列PYSSB混凝剂中F矿与其它成分的作用情况，结果表明Fe“与聚硅酸、B、so,2。之间存在相互作用，硼的存在

5、提高了Fe”的反应量：采用红外光谱法及x一射线衍射法对PFSSB混凝剂产品进行了结构分析，再次有力地证实了PFSSB混凝剂各成分之间存在的相互作用，PFSSB混凝剂的优异性能是聚硅酸、铁离子、铁离子的水解聚合产物以及它们和硼、硫酸根离子共同相互作用的结果广—一最后本文还对PFSSB混凝剂的混凝机理进干于了探讨。(结果认为：⋯方面，Fe“盐溶液水解聚合形成系列带正电荷的多核羟基络离子，它们及其与聚硅酸、B、SO,z相互作用形成的络离子共同对水中带负电荷的胶体及悬浮物通过压缩扩散层、吸附电中和等方式使胶体

6、及悬浮物脱稳而混凝；另一方面，聚硅酸大分子及其’j其它成分相互作用而成的以聚硅酸为主体的大分予对水中胶体及悬浮物等细小颗粒通过吸附、架桥、粘结、卷扫等使其脱稳而混凝。PFSSB混凝剂的优异的混凝性能归因于其同时具有以上这两种功能。卜—一—一，关键词：无机高分子混凝剂；舍硼聚硅硫酸铁；制备；胶凝；混凝性能；混凝机理；结构分析第l页差婆奎兰堕鎏亟主鲨竺壅竺堕苎——ABSTRACTResearchonhigheffectivecoagulantsISafoCUSonwatertreatmentatprese

7、ntWmlaIotofoptimizedexperiments，anewtypeotmorgamccoagulant——polymericferricsilicate。sulfatecontainingboron(PFSSB)llasbeenpreparedbyusingwaterglass，sulfuricacid，ferricsulfateandboraxasrawmaterials．TheoptimumconditionsofpreparationofPFSSBwithbestcoagulati

8、ngpropertiesandstabilityhavebeeninvestigatedindetailAtthesametime．mostofitscoagulatingcharactersllavebeenstudiedandaseriesofjarcoagulationtestshavebeenmadeOndiatomaceous-earthsuspendedsolutionandactualindustrialwastewaterTheexper