聚硅酸铝铁的合成及絮凝性能研究

以水玻璃、硫酸铝和硫酸铁为原料合成了聚硅酸铝铁,考察了硅酸活化pH值、(Al+Fe)/Si摩尔比、Al/Fe摩尔比、加入量、水样初始pH值等因素对PSAF絮凝性能的影响.PSAF的絮凝效果明显优于聚合氯化铝和硫酸铝,是一种新型无机高分子絮凝剂.     

复合絮凝剂聚硅酸铝铁的制备及应用

以硫酸铝、三氯化铁、硅酸钠为主要原料,制备了聚硅酸铝铁(PSAF).对硅酸聚合过程中SiO2的浓度、pH值等因素进行了探讨,并考察了PSAF的絮凝性能.通过正交实验,研究了不同(Al Fe)/SiO2、Al/Fe摩尔比、处理废水时的投加量、pH值等因素对絮凝效果的影响.结果表明:PSAF中(Al Fe)/SiO2=1∶1、Al/Fe=1∶1、投加量为150 mg/L、pH值=7.0时,对氵皂河废水有较好的处理效果,COD去除率为65.3%,浊度去除率为97.2%.     

聚硅硫酸铁铝絮凝剂的制备及混凝处理焦化废水的试验研究

以炼钢污泥为主要原料制备聚硅硫酸铁铝(PFASS)复合絮凝剂,铁铝总浓度为3.0 mol/L。深度处理焦化废水,确定最佳铁与铝物质的量比为9∶1,硅与铁+铝物质的量比为1∶30。采用红外光谱、X射线衍射及扫描电镜等手段分析了PFASS的结构与形貌。结果表明:PFASS共聚物为无定型结构;形貌为片状微粒叠加而成的球形;PFASS中部分铁离子、铝离子及其水解络合离子可与聚硅酸起络合反应,生成共聚物。在pH值为7.0~9.0、PFASS的投加量为348 mg/L、沉淀时间为40 min的条件下,对浊度、色度、CODCr的去除率分别达到98%、68%和61%。     

新型聚硅铝镁絮凝剂的研制

以硫酸铝、硫酸镁、水玻璃为原料,采用复合共聚法制备出聚硅酸铝镁絮凝剂(PSAM),研究了金属离子与硅摩尔比(M/Si)、铝、镁离子摩尔比(Al/Mg)、硅含量(nSiO2)、碱化度(B)、熟化时间(H)等因素对PSAM絮凝性能的影响。以实际印染废水为处理对象评价了PSAM的絮凝性能,结果表明PSAM对废水的COD和色度有较好的去除效果,絮凝效果优于聚合氯化铝(PAC)等常规絮凝剂。     

硫酸铝渣和硫铁矿烧渣制聚硅酸硫酸铁的研究

研究硫酸铝渣和硫铁矿烧渣制聚硅酸硫酸铁的工艺流程及其主要参数.提取硫酸铝渣中的SiO2得到Na2SiO3溶液,提取硫铁矿烧渣中铁得到FeSO4结晶.用FeSO4结晶制备聚合硫酸铁.用含3.5% SiO2的Na2SiO3溶液,控制pH=4.0,制得聚硅酸,将聚合硫酸铁加入聚硅酸制得聚硅酸硫酸铁絮凝剂.红外光谱分析表明,聚硅酸硫酸铁结合了SO2-4.检测了聚硅酸硫酸铁对模拟浊水和垃圾填埋场渗滤液的絮凝效果,用铁和硅物质的量比为0.5、用量0.5 mL/L的聚硅酸硫酸铁,处理模拟浊水,除浊率可达90%以上.用铁和硅物质的量比为1.5、用量4.0 mL/L的聚硅酸硫酸铁处理垃圾填埋场渗滤液生化处理尾水,CODCr去除率可达60%.     

聚硅酸硫酸铝铁对焦化废水的复合絮凝处理

合成制备了新型复合絮凝荆聚硅酸硫酸铝铁(PAFSS),并以此对焦化废水的处理进行了系统的研究.考虑硅酸钠溶液浓度、硅酸聚合时间、Al/Fe/SiO2摩尔比、温度等因素对絮凝效果的影响,通过正交试验确定最佳制备工艺条件,比较了PAFSS与其他絮凝剂的处理效果.研究表明PAFSS是一种既有较强的电中和能力,又有较优絮凝性能的无机复合型混凝剂.     

无机高分子絮凝剂聚硅铝铁硼的制备及其絮凝性能研究

以工业水玻璃、氯化铝、氯化铁、硼酸为原料，制备了一种性能优良的无机高分子絮凝剂聚硅铝铁硼(PSBFA)。通过考察不同pH值条件下水玻璃的胶凝时间、Si／Al物质的量比、硼的浓度、熟化时间等因素对聚硅铝铁硼产品应用性能的影响，确定了聚硅铝铁硼的最佳制备条件为pH值为2～4，Si／Al物质的量比在1．0左右，硼的浓度为0．02mol／L，熟化时间为5d左右。絮凝应用实验表明，聚硅铝铁硼对于印染废水脱色效果、生活污水的COD去除率具有优异的絮凝性能；与传统混凝剂硫酸铝和市售混凝剂聚合氯化铝(PAC)相比，PSBFA的具有投加量少、沉降速度快、絮体体积小等优点。     

以DMCS为硅源的新型聚硅氯化铁铝的形态分布与混凝性能

采用二甲基二氯硅烷(DMCS)为硅源,与氯化铁、氯化铝聚合制备新型聚硅氯化铁铝絮凝剂(PAFSC).其形态分布和处理含藻水的混凝性能结果表明,该混凝剂的最优技术指标为nFe/nAl=0.4,nSi/n(Al Fe)=0.1,碱化度B=1.5,C(Al Fe):0.1 mol/L,pH=2.898,熟化时间为24h的条件下,有效成分Feb、Alb的含量最高,絮凝效果最好,PAFSc对浊度的净化效率可达98.6%.研究表明,二甲基二氯硅烷会产生很强的协同效应,使无机高分子絮凝剂PAFSC有效成分高,絮凝效果好.     

Fe/Al改性膨润土对铬酸根的吸附性能研究

利用膨润土原矿提取了粒径小于2μm的膨润土胶体,经过钠质化处理后分别用聚羟基铁和聚羟基铝进行改性,然后用一次平衡法研究了改性膨润土对水体中铬酸根的吸附性能.结果表明,与原矿相比,改性膨润土对铬酸根的吸附量有了不同程度的提高,铁改性膨润土对铬酸根的吸附量大于铝改性者.CrO42-的吸附平衡浓度为0.5 mmol·L-1时,Mt-1(Fe)、Mt-2(Fe)和Mt-3(Al)对铬酸根的吸附量分别为271.0 mmol·kg-1、114.0 mmol·kg-1和16.1 mmol·kg-1.改性膨润土对铬酸根的吸附量随离子强度的增加而增大,随体系pH值的增加而减小.铬酸根在改性膨润土表面的吸附以专性吸附机制为主,静电吸附所占比例很小,一般不超过30%.这些研究结果可为开发新型水处理剂提供理论指导.     

絮凝剂聚硅酸锌铁(PZFSiC)的研制和性能

在高模数水玻璃溶液中加入酸制备出聚硅酸,再引入适量的金属离子M(Zn、Fe),研制出一种新型的无毒无机复合高分子絮凝剂聚硅酸锌铁(PZFSiC).探讨了M与SiO2不同浓度比和不同pH值对PZFSiC的絮凝效果的影响,通过正交实验找出了最佳的制备工艺条件.在此基础上,进一步对两种不同的水样进行了絮凝实验,确定出水处理中最佳絮凝工艺条件.结果表明,PZFSiC具有较好的贮存稳定性,在使用PZFSiC时,适应的pH范围广.在实验过程中形成大而致密的絮体,沉降迅速,浑浊度去除率超过98%,COD去除率达93%.处理后的废水,出水水质好,水样澄清透明.在与同类絮凝剂对比实验中,效果优于PZSiC和PFSiC.     

棉浆黑液组合处理工艺的试验研究

采用不同的生化-物化组合工艺处理棉浆黑液试验结果表明,先生化处理后进行酸析、中和的工艺比先酸析、中和后生化处理工艺的效果更好,棉浆黑液的总CODCr及色度去除率可分别达88%和95%左右;与化学混凝工艺相比,酸析工艺可以实现"以废治废",节约污水处理运行成本.经酸析、中和工艺处理后的废水与0.4%的聚合硫酸铝铁进行混凝处理后,废水的COD单元去除率仍可达50%以上,色度降低了4倍.     

一种多元复合型液氨洗消剂的实验研究

采用含有MgCl2,AlCl3及氟表面活性剂的多元复合型水洗消剂对液氨泄漏进行模拟洗消实验研究,并探讨洗消剂的浓度、Mg/Al配比和洗消时间等对其洗消效率的影响。经研究发现,相比于含有单一金属离子的溶液,Mg2+和Al3+配比为1∶1(摩尔比)的混合溶液具有最佳的洗消效果,两者之间存在着协同洗消作用。该洗消剂可将NH3完全转变为NH4+,自身则转变为无毒无害的氢氧化物,洗消彻底。少量氟表面活性剂的加入,可以降低洗消剂的表面张力,改善细水雾的流动特性。对洗消剂的稳定性及其对洗消装备的腐蚀性也进行了研究。相对于传统的纯水或稀酸型洗消剂,该多元复合型洗消剂配制工艺简单,洗消效率高,洗消彻底,洗消产物无毒无害,是一种高效的环保型洗消剂。     

多核聚合形态Al30混凝控制水中腐殖酸与残留铝的研究

制备了优势形态为Al30的聚合铝PAC-Al30,与优势形态为Al13的常用聚合铝PAC-Al13及AlCl3作对比实验,考察了不同铝系混凝剂强化混凝控制水中腐殖酸(Humic Acid,HA)和残留铝的差异.结果表明,PAC-Al30具有足够的稳定性,与PAC-Al13和AlCl3相比,PAC-Al30可以更好地控制出水腐殖酸和残留铝浓度,且以碱化度B为2.4的PAC-Al30效果最好.PAC-Al30和PAC-Al13比AlCl3有更宽的有效投量范围,可以提高实际应用中的稳定性.Ca2 和高岭土的存在均有利于PAC-Al30混凝去除HA.低温对PAC-Al30混凝去除HA有不利影响.研究表明,Al30是一种可用于控制水中腐殖酸和残留铝的新型混凝/絮凝活性成分.     

MnO2/FeOOH复合材料对水中U(Ⅵ)的去除及机理试验研究

采用化学沉积法制备了二氧化锰/羟基氧化铁(MnO2/FeOOH)复合材料,并将其用于吸附去除水中的放射性重金属铀。通过静态吸附试验,考察了Fe/Mn物质的量比、pH值、吸附时间和干扰离子等因素对MnO2/FeOOH吸附U(Ⅵ)效果的影响,利用扫描电镜-能谱分析(SEM-EDS)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)对材料结构和形貌进行表征,并分析其吸附机理。结果表明,在投加量为150 mg/L、温度为30℃、U(Ⅵ)初始质量浓度为10 mg/L、pH值为5、Fe/Mn物质的量比为1/2及吸附时间为120 min的条件下,MnO₂/FeOOH对U(Ⅵ)的去除率最大可达97.7%,且pH值对铀去除效果的影响最为明显。MnO₂/FeOOH对U(Ⅵ)吸附动力学符合准二级动力学模型,吸附等温线均能符合Langmuir和Freundlich模型,且最大吸附容量达260.34 mg/g。干扰离子试验表明,SO₄^2-、CO₃^2-和Fe³⁺对MnO₂/FeOOH吸附U (VI)几乎没有影响,而Ca²⁺和Cu²⁺具有明显的抑制作用,且抑制随浓度的增大而增强。FTIR和XPS分析表明MnO2/FeOOH对U(Ⅵ)的主要作用机制为表面羟基、Mn-O与铀的配位作用。因此,MnO2/FeOOH可作为一种潜在的铀吸附材料。     

富勒烯甘氨酸铜盐的制备及表征

以富勒烯和甘氨酸为原料合成富勒烯甘氨酸,再与硝酸铜反应得到富勒烯甘氨酸铜盐。通过单因素方法探讨了反应温度、反应时间、反应物物料比对目标物富勒烯甘氨酸铜盐中铜质量分数的影响。获得最佳工艺条件为:富勒烯甘氨酸和硝酸铜的摩尔比1∶5,反应时间2.0 h,反应温度35℃。此时富勒烯甘氨酸铜盐中铜质量分数为17.8%。同时用FT-IR、MS、元素分析及原子吸收等方法表征了产物的结构。用差热仪测试了富勒烯甘氨酸铜盐的热稳定性,表明产物具有良好的热稳定性。     

Fenton-活性炭联合处理高浓度工业废水

实验采用Fenton氧化与活性炭吸附相结合的方法处理高浓度工业废水,考察了Fenton反应和活性炭吸附影响COD去除率的的最佳条件。结果表明,Fenton反应的最佳条件为H2O2∶COD=2,Fe2+∶H2O2=1∶4,反应pH=3,反应时间采用60 min。活性炭柱吸附最佳用量采用15 g活性炭吸附50mL Fenton反应后水样,两者结合COD最大去除率达到85.47%。     

Study of the influence of melamine polyphosphate and aluminum hydroxide on the flame propagation and explosion overpressure of aluminum magnesium alloy dust

When aluminum magnesium alloy dust floats in the air, a certain ignition energy can easily cause an accidental explosion. To prevent and control the occurrence of accidental explosions and reduce the severity of accidents, it is necessary to carry out research on the explosion suppression of aluminum magnesium alloy dust. This paper uses a vertical glass tube experimental device and a 20 L spherical explosive experimental device to carry out experimental studies on the suppression of the flame propagation and explosion overpressure of aluminum magnesium alloy dust with melamine polyphosphate (MPP) and Al(OH)₃. With increasing MPP and Al(OH)₃ concentrations, the flame brightness darkened, the flame velocity and propagation distance gradually decreased, and P_max and (dp/dt)_max decreased significantly. When the amount of MPP added reached 60%, the flame propagation distance decreased to 188 mm, which is a decrease of 68%, and the explosion overpressure decreased to 0.014 MPa, effectively suppressing the explosion of aluminum magnesium alloy dust. The experimental results showed that MPP was more effective than Al(OH)₃ in inhibiting the flame propagation and explosion overpressure of the aluminum magnesium alloy dust. Finally, the inhibitory mechanisms of the MPP and Al(OH)₃ were further investigated. The MPP and Al(OH)₃ endothermic decomposition produced an inert gas, diluted the oxygen concentration and trapped active radicals to terminate the combustion chain reaction.     

镁铝水滑石对直接冻黄的吸附性能研究

以硫酸镁和氯化铝为原料,按照镁铝摩尔比3∶1制备了镁铝水滑石,并通过镁铝水滑石处理直接冻黄染料模拟废水的条件实验,研究了固体投加量、废水初始pH值和反应时间对吸附效果的影响。实验结果表明,镁铝水滑石对直接冻黄染料具有良好的吸附效果,对于70 mg/L直接冻黄溶液,镁铝水滑石投加量为2.5 g/L,pH值为10.5,反应时间为20 min,脱色率可达96.46%。     

Effect of Al2O3 particle size reduction on aluminium dust explosion

To investigate the effect of Al₂O₃ particle size on an aluminum explosion, the overpressure and flame velocity in a vertical duct were evaluated. The results show that the inhibitory effect of submicron Al₂O₃ is best, while the inhibitory effect increases with increasing inerting ratio. However, the inhibitory effect of micron Al₂O₃ does not increase significantly after the inerting ratio exceeds 40%. For high-concentration aluminum powder, 0.8 μm Al₂O₃ with an inerting ratio less than 20% promotes aluminum explosion. As the inerting ratio increases beyond 20%, however, the overpressure decreases. Furthermore, Al₂O₃ inhibits the formation of the intermediate product AlO and decreases the flame brightness. As the inerting ratio of 0.8 μm Al₂O₃ reaches 50%, the white patches in the flame image disappear. The results of scanning electron microscopy showed that the explosion products agglomerate and some dot-like protrusions appear on the surface of the unburned aluminum particles. The inhibition mechanism was qualitatively investigated. Physical heat absorption is proven to play a limited role. Thermal radiation and chemical inhibition play a key role. The chemical effect mainly influences the surface reaction energy source.