硫鐵礦廢渣制備聚合硫酸鐵鋁硅復(fù)合混凝劑的研究.pdf

1、上海大學碩士學位論文摘 要混凝過程是水處理工程領(lǐng)域應(yīng)用最普遍的單元操作之一， 有著極為悠久的發(fā)展歷史。 目 前， 尋找價格低廉、 性能 優(yōu)良 的新型混凝劑已 經(jīng)成為環(huán)境工作者的 主要任務(wù)。 本論文在前人工作基礎(chǔ)上， 結(jié)合本實驗室已 經(jīng)取得的 研究成果， 以 工業(yè)廢棄物硫鐵礦廢渣為主要原料， 添加鋁酸鈣粉， 并與聚硅酸復(fù)合， 成功地研制開發(fā)了達到商品 化濃度的 穩(wěn)定的高效聚合硫酸鐵鋁硅復(fù)合混凝劑。 論文主要研究成果如下:1 , 研究了 利

2、用硫鐵礦廢渣和水玻璃制備聚合硫酸鐵鋁硅復(fù)合混凝劑的工藝技 術(shù) 條 件: 如 酸 溶 條 件、 鋁 酸 鈣 粉 加 入 條 件、 活 化 硅 酸 濃 度、 P S A 聚 合p H 值、P S A聚合時間、S i 0 2 / F e 摩爾比 等工藝條件和技術(shù)參數(shù)進行了 選擇和優(yōu)化。2 、 用 F e - F e r r o n 逐時 絡(luò)合比 色法對聚合硫酸鐵鋁硅中 鐵的形態(tài)分布和轉(zhuǎn)化規(guī)律進行了 研究; 采用 Z e t a電 位測定法研

3、究了 聚合硫酸鐵鋁硅的電 泳特性;采用超濾法對聚合硫酸鐵鋁硅、 聚合硫酸鐵鋁和聚合硫酸鐵的 表觀分子量進行了測定比 較。 研究表明: 隨 著堿化度的 增加， 聚合硫酸鐵鋁硅中自由 鐵離子及鐵的單核經(jīng)基絡(luò)合物逐步減少、 多 核輕基絡(luò)合物逐步增加、 高聚物逐步增加: 隨著熟化時間的延長， 聚合硫酸鐵鋁硅中自 由 鐵離子及鐵的 單核輕基絡(luò)合物向 高聚物轉(zhuǎn)化;隨 著S i 0 2 / F e 摩爾比 增大， 聚 合 硫酸 鐵鋁硅中 鐵的 多

4、核輕基 絡(luò)合 物減 少， 高聚 物增加。在與聚硅酸復(fù)合后，聚合物表觀分子量增大。3 、 采用混凝燒杯實 驗對聚合硫酸鐵鋁硅進行了 配制水和餐飲廢水的混凝效能研究。 研究表明: 在對配制水的 混凝效能實驗中， 聚合硫酸鐵鋁硅顯現(xiàn)出具有較寬的p H 值 適用范圍， 絮體 形成 速 度快、 結(jié)實 粗 大， 對不同 水 質(zhì)達到 相同 混凝效果較其他混凝劑節(jié)約投藥量從 1 / 2 - 4 / 5 不等; 對餐飲廢水的混凝效能實驗中，聚合硫酸鐵鋁硅

5、的C O D s : 去除率比 聚合硫酸鐵 ( 市售) 提高約5 % 04 、 研究 探討了 聚合硫酸鐵鋁硅的 凝聚絮凝作用機理， 聚合硫酸鐵鋁與聚硅酸復(fù)合， 導(dǎo) 致溶液體系電 荷有所損失， 表現(xiàn)出電中 和能力下降。 然而， 由 于與聚硅酸復(fù)合， 聚合硫酸鐵鋁硅的 聚合度與表觀分子量均顯著增大， 大粒徑的聚合物占 有相當大的比 例， 這些大分子量的 鐵鋁硅聚合物具有強力的 粘附架橋能力， 從上海大學碩士學位論文Ab s t r a c

6、tC o a g u l a t i o n i s o n e o f t h e m o s t c o m m o n p r o c e s s e s i n w a t e r p u r i f i c a t i o n , w h i c hh a s a n e x t r e m e l y l o n g h i s t o r y . A t p r e s e n t ,

7、t h e s e a r c h f o r ne wt y p e h a s b e c o m e t h em a , n t a s k t h a t t h e e n v i r o n me n t a la c h e a p c o a g u l a n t o fwo r k e r u n d e r t a k e s -T h i se x p e r i m e n t ,

8、w h i c h c o m b i n e s t h e p r e v i o u s r e s e a r c h r e s u l t s w i t h o u r r e s e a r c h r e s u l t s ,a d d s c a l c i u m a l u m i n a t e s t o o r e s r o a s t e d b y p y r i t

9、 e r e s i d u a l a n d m i x e s t h e m w i t hp o l y s i l i c i c a c i d ( P S A ) . T h e n t h e s t a b l e a n d e f f e c t i v e c o m p o s i t e c o a g u l a n t o f n e w t y p em a d e

10、 f r o m P o l y ‘f e r r i c a l u m i n u m s i l i c a s u l f a t e 伊 F A S S ) i s s u c c e s s f u l l y s t u d i e d a n dd e v e l o p e d . T h e m a i n r e s u l t s o f t h e r e s e a r c h

11、i n t h e e x p e r i m e n t a r e l i s t e d a s f o l l o w s .1 . T h e t e c h n o l o g i c a l a n d t e c h n i c a l c o n d i t i o n o f u s i n g p y r i t e r e s i d u a l t o r o a s t o

12、 r e s a n dw a t e r g l a s s e s t o p r e p a r e c o m p o s i t e c o a g u l a n t m a d e f r o m P o l y - f e r r i c a l u m i n u ms i l i c a s u l f a t e i s s t u d i e d . M e a n w h i l e

13、 , t h e e x p e r i m e n t c h o o s e s t h e t e c h n o l o g i c a lc o n d i t i o n s l i k e t h e c o n d i t i o n o f d i s s o l v i n g s u l f u r i c a c i d a n d p i c k s o u t t h e t

14、 e c h n i c a lp a r a m e t e r s s u c h a s c o m p l e x p a r a m e t e r , t h e c o n c e n t r a t i o n o f t h e a c t i v a t e d s i l i c i ca c i d , t h e p H v a l u e o f P S A p o l y m

15、 e r i z a t i o n , t h e t i m e o f P S A p o l y m e r i z i n g , t h e m o lr a t i o o f S i 0 2 t o F e .2 . T h e F e - F e r r o n t e r m e d a s s a y i s a p p l i e d t o s t u d y t h e

16、 p a t e r n s d i s t r i b u t i o n a n d t h el a w o f t r a n s f o r m a t i o n o f t h e i r o n i n P F A S S . T h e e x p e r i m e n t a l s o a d a p t s t h e Z e t ae l e c t r o k i n e

17、t i c t o s t u d y t h e e l e c t r o n i c c h a r a c t e r i s t i c o f P F A S S a n d u s e s t h eu l t r a f i l t r a t i o n t o s t u d y t h e c h a n g e o f m o l e c u l e s d i s t r i

18、b u t i o n i n t h e p r o c e s s o fp r e p a r i n g P F A S S . T h e r e s e a r c h s h o w s t h a t w i t h t h e i n c r e a s e o f a l k a l i n i t y , t h es i m p l e m o n o m e r i c a n

19、 d o l i g o m e r i c s p e c i e s i n t h e P F A S S d e c r e a s e g r a d u a l l y , b u tt h e m u l t i n u c l e a r h y d r o x y l c o m p l e x c o m p o u n d s a n d h i g h p o l y m e r i

20、 c s p e c i e si n c r e a s e , w i t h t h e p r o l o n g a t i o n o f a g e , t h e s i m p l e m o n o m e r i c a n d o l i g o m e r i cs p e c i e s i n P F A S S t r a n s f o r m i n t o h i g

21、 h p o l y m e r i c s p e c i e s ; w i t h t h e r a t i o o f S i 0 2 t oF e i n c r e a s i n g , t h e m u l t i n u c l e a r h y d r o x y l c o m p l e x c o m p o u n d s i n P F A S S r e d u c