聚硅酸盐无机高分子絮凝剂的制备及应用研究

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1、论文题目：聚硅酸盐无机高分子絮凝剂的制备及应用研究专业：环境工程硕士生：蔡倩倩（签名）指导老师：刘转年（签名）摘要絮凝过程是水处理工艺中应用最普遍的环节之一，在使用该法处理废水时，药剂费用占处理成本的50%以上。聚硅酸盐絮凝剂作为一种新型的无机高分子絮凝剂，其效果好，成本低，电性中和及吸附能力强，受到研究和开发絮凝剂人员的关注。本文制备了新型的无机高分子絮凝剂聚硅酸硼铁锌（PSBFZ），并对其合成工艺、性能、应用及絮凝机理进行了研究，得出结论如下：1、采用共聚法制得了聚硅酸硼铁锌（PSBFZ）絮凝剂，并与制得的聚硅酸铁（PSF）、聚硅酸铁锌（PSFZ）、聚硅酸

2、硼铁（PSBF）絮凝剂进行色度、浊度、稳定性的比较，表明了PSBFZ絮凝剂良好的性能，考察了硅酸钠溶液浓度、硅酸聚合时间、聚合pH值、Fe/Si、Zn/Si、B/Si对絮凝效果和稳定性的影响。通过正交实验和单因素实验确定了制备最佳工艺条件：硅酸钠溶液浓度为0.5mol/L，聚合时间为130分钟，聚合pH值为2.2，陈化时间为48小时，B/Si为0.4，Fe/Si为1.5，Zn/Si为1.5。2、将PSBFZ絮凝剂与聚合氯化铝（PAC）、聚合硫酸铁（PFS）、聚硅酸铁（PSF）相比：（1）该产品稳定性好，自然状态下存放4个月形态及性能几乎没有变化。（2）在水样p

3、H为5~10的范围，有良好的除浊、除色能力。pH为8时，去除率最好，浊度去除率为99.6%，色度去除率为99.4%。（3）处理水的最佳温度为5~40℃。（4）该产品所形成的絮体粗大而且密实，较PAC和PFS絮凝剂的絮体沉降速度快。（5）PSBFZ絮凝剂较其他三种絮凝剂投加量小，絮凝效果好。3、分别考察了PSBFZ对印染废水、微污染景观水、垃圾渗滤液等水样的絮凝效果。在最佳处理条件下，对于印染废水污染，脱色率为95.4%，COD去除率达到92.2%；对于城市微污染景观水，COD去除率为88.1%，除浊率达到99.3%；对于垃圾渗滤液废水，脱色率达到90.1%，C

4、OD去除率达到67.4%。PSBFZ的絮凝效果优于PFS、PAC和PSFS，是一种高效低耗的无机高分子絮凝剂。4、用红外光谱和X-射线衍射分析仪对PSBFZ絮凝剂进行了结构分析。红外光谱分析表明，铁、锌、硼离子通过氧桥或羟桥与聚硅酸成键，形成长链的带正电的大分子，提高了絮凝性能，延长了凝胶时间。X-射线衍射图谱分析表明，PSBFZ絮凝剂并非简单的共混物，而是与硅酸酸共同形成了无定形聚合物。关键词：无机高分子絮凝剂；聚硅酸硼铁锌；稳定性；制备；应用研究类型：应用研究Subject:PreparationandPerformanceofaNovelInorgani

5、cPolymerFlocculant-polysilicicAcidFerrirandZincSulfateContainingBoronSpecialty:EnvironmentalEngineeringName:CaiQian-qian（Signature）Instructor:LiuZhuan-nian（Signature）ABSTRACTCoagulationwasanimportanttechnologyusedgenerallyinwatertreatment．Thecostofcoagulantsapproximatelyaccountfor50

6、percentofthetotalcostofthewatertreatment．arelativelynewtypeofflocculationreagents,suchaspolysilicic-salt,hadbeenrecentlyconcernedasaninorganicpolymericflocculantwithgoodflocculationeffectandlowcost,whichhadthechargeneutralizingcapacityandadsorptionbridgingbyresearchers.Anewtypeofino

7、rganicpolymerflocculant,polysilicateboronferricandzincsulfate(PSBFZ),waspreparedthroughreactionofsodiumsilicate,ferricsulfate,zincsulfateandsodiumtetraborate.Thepreparationconditions，flocculationperformance，practiceeffectandflocculationmechanismwerefullyinvestigatedinthispaper.1、PSB

8、FZ,PFS,PSBF,PSFZwer