新型复合聚铁硅絮凝剂处理生活污水的研究

采用新型的复合聚铁硅絮凝剂处理生活污水 ,通过混凝实验探讨了复合聚合硫酸铁硅PFSS、聚硅酸铁PSFS的脱色除浊、COD去除及氮、磷去除效果 ,并与常用的聚合硫酸铁PFS进行絮凝效果及经济成本的对比分析。结果表明 ,用复合型聚铁硅絮凝剂处理生活污水絮凝效果好 ,除浊率达 99%以上 ,脱色率 6 5 %～ 70 % ,COD去除率 70 % ,而且氮、磷去除效果好 ,成本低廉 ,具有较好的推广应用前景     

新型复合聚铁硅絮凝剂处理生活污水的研究

采用新型的复合聚铁硅絮凝剂处理生活污水，通过混凝实验探讨了复合聚合硫酸铁硅PFSS、聚硅酸铁PSFS的脱色除浊、COD去除及氮、磷去除效果，并与常用的聚合硫酸铁PFS进行絮凝效果及经济成本的对比分析。结果表明，用复合型聚铁硅絮凝剂处理生活污水絮凝效果好，除浊率达99％以上，脱色率65％～70％，COD去除率70％，而且氮、磷去除效果好，成本低廉，具有较好的推广应用前景。     

共价键型絮凝剂去除水中水杨酸的性能和机理

制备了带有季铵基团的共价键型硅铝复合絮凝剂(CBHy C)。通过透射电镜(TEM)表征,与聚合氯化铝絮凝剂(PAC)相比,CBHy C絮凝剂的分子粒径更大。以烧杯实验考察了CBHy C对水中低浓度污染物水杨酸的去除效果和对高岭土标准液的除浊效果。结果表明,CBHy C絮凝剂去除低浓度下SA的混凝效果明显优于PAC,并且絮凝效果随着絮凝剂的投加量、Si/Al摩尔比和碱化度(B值)的增大而提高;CBHy C絮凝剂的除浊效果与PAC相比差别并不明显,且受Si/Al摩尔比和B值的影响不大。通过辛醇-水分配比实验,与PAC和聚合硅酸铝(PASi C)做比较,探讨了CBHy C的作用机理,发现絮凝剂的辛醇-水分配比(Kow)与絮凝剂对SA的混凝效果存在正相关性。     

共价键型有机硅铝复合絮凝剂的混凝效果

利用正硅酸乙酯(TEOS)、二乙氧基二甲基硅烷(DEDMS)和γ-氨丙基二乙氧基甲基硅烷(APDES)3种硅烷偶联剂作为有机硅源,制备了共价键型有机硅铝复合絮凝剂,研究了共价键型有机硅铝复合絮凝剂处理浊度水、色度水、含油废水以及垃圾渗滤液膜浓缩液的效果。结果表明,3种共价键型有机硅铝复合絮凝剂具有优良的除浊脱色性能,其除油效果远远优于无机高分子絮凝剂。对于垃圾渗滤液膜浓缩液,共价键型有机硅铝复合絮凝剂可以去除常规絮凝剂无法去除的物质,显著降低出水COD。3种共价键型絮凝剂中,以TEOS为硅源的共价键型絮凝剂除浊效果最佳,以APDES为硅源的共价键型絮凝剂除油和去除COD效果最佳。共价键型有机硅铝复合絮凝剂在含油废水和高浓度有机废水的深度处理方面有很好的应用前景。     

聚硅铝三十(PASC_(30))的制备及混凝效果

制备一种新型的复合聚硅铝三十(PASC30)类絮凝剂,采用Al-Ferron逐时络合比色法测定PASC30系列混凝剂的铝形态以Alc为主,含量均在65%以上。将PASC30系列混凝剂与Al Cl3和PASC13混凝剂进行对比,采用混凝法处理腐殖酸-高岭土模拟废水,考察各混凝剂对废水的浊度、UV254、p H和Zeta电位的影响。结果表明,PASC30系列混凝剂表现出更出色的混凝效果,在低投加量时就能达到Al Cl3和PASC13混凝剂高投加量时的混凝效果。PASC30系列混凝剂对废水的浊度和UV254的最佳去除率分别达到96%和80%以上。随着投加量增大,PASC30系列混凝剂的出水p H不断降低,但是变化范围很小。不同硅/铝比对PASC30的混凝效果也有一定的影响,但是影响不大。     

聚合硅酸钛铝复合絮凝剂的结构及性能

为了克服有机絮凝剂的二次投加及有毒性的缺点,以硅酸钠、硫酸钛、硫酸铝为原料,制备了聚合硅酸钛铝(PTAS)无机高分子复合絮凝剂处理模拟江水。结果表明,在n(Ti+Al)∶n(Si)=1∶3,n(Ti)∶n(Al)=1∶5,模拟江水pH值为5～9.3,絮凝剂投加量为0.3 mmol/L(以金属离子计)时,PTAS对模拟江水的混凝效果最好,除浊率达到92.5%以上。此外,通过X-射线衍射说明聚硅酸与硫酸铝、硫酸钛不是单纯的原料复合;红外吸收光谱显示钛、铝离子及其水解聚合产物可与共存的聚硅酸生成Si—O—Al键和Ti—O—Si键;激光粒度分析表明PTAS在聚合过程中粒度并没有明显变化,但均比聚硅酸粒径大。     

微量1,6-己二胺改性纳米Fe3O4对PVDF共混膜性能的影响

以微量的改性纳米四氧化三铁与聚偏氟乙烯(PVDF)共混,制备具有良好亲水性、纯水通量和防污性能的PVDF复合膜。通过溶剂热法合成了经1,6-己二胺改性的纳米四氧化三铁(H-Fe_3O_4),同时比较了未经改性的四氧化三铁(Fe_3O_4)和改性后的四氧化三铁(H-Fe_3O_4)的结构性能差异。通过相转化法制备了H-Fe_3O_4(质量分数小于1.0%)与PVDF的共混复合膜(H-Fe_3O_4@PVDF复合膜)。通过测试膜的晶相组成、表面和断面形貌、静态纯水接触角、平均孔隙率、平均孔径、纯水通量、牛白蛋白截留率以及通量恢复率,研究微量H-Fe_3O_4的投加对复合膜性能的影响。结果表明,经1,6-己二胺调控合成的H-Fe_3O_4,比Fe_3O_4拥有更小的粒径、更好的单分散性以及更多的亲水官能团。向膜中添加0.3%的H-Fe_3O_4,可使复合膜的静态纯水接触角由80.9°降到66.6°,亲水性得到良好的改善。复合膜的平均孔隙率、平均孔径、纯水通量以及通量恢复率随H-Fe_3O_4投加量的增加均明显提高。当H-Fe_3O_4质量分数为0.4%时,复合膜的纯水通量从原膜的10.4 L·(m~2·h)~(-1)增加到了144.0 L·(m~2·h)~(-1),通量恢复率也从原膜的51.4%增加到了87.5%。微量H-Fe_3O_4的添加较好地改善了PVDF膜的性能,具有较好的实用价值。     

新型絮凝剂含硼聚硅铝铁的制备和性能研究

向聚硅酸中引入Al³⁺、Fe³⁺、B，制得稳定性更好的高效絮凝剂含硼聚硅铝铁（PFASB）。通过实验得到其最佳配比为：n_(B)/n_(Si)=0.16、n_(Fe)/n_(Al)=0.5 、n_(Al+Fe)/n_(Si)=1。对造纸废水和焦化废水进行混凝实验表明，PFASB的除浊、除COD的能力均优于聚合铝、聚合铝铁和聚硅铝铁，而且矾花产生迅速，矾花粗大密实，是一种性能优异的新型高分子絮凝剂。实验还考察了絮凝剂的形貌和结构，结果表明B、铝及其水解产物、铁及其水解产物和聚硅酸等多种组分之间有相互作用，形成了尺度更大的聚集单元。PFASB的这种特殊结构是其具有良好稳定性和混凝性能的根本原因。     

多核复合聚铝絮凝剂对水体残留铝的影响

采用分别添加金属离子Fe~(3+)和Zn~(2+)的方法制备多核复合型絮凝剂聚合氯化铝铁(PAFC)和聚合氯化铝锌(PAZC),并与市售聚合氯化铝(PAC)比较处理高岭土模拟水样后出水残留铝浓度,得出复合絮凝剂具有更低的出水余铝量及更宽的pH适用范围以及更低的投加量。达到85%COD去除率,PAZC、PAFC和PAC用量分别为5、10和20 mg/L;处理后出水残余铝量分别为0.04、0.09和0.14 mg/L;处理成本分别为0.020、0.028和0.048元/t。     

聚合氯化铝絮凝剂深度除磷实验研究

通过混凝实验考察了聚合氯化铝絮凝剂(PAC)除磷作用,研究探讨了聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDADMAC),赤泥与聚合氯化铝的协同除磷性能.研究表明,PAC具有良好的除磷效果,对模拟废水磷的去除率达94.6%,对实际污水总磷去除率达96.6%,浊度去除率达93.8%.赤泥能显著提高PAC的除磷效果,但PDADMAC没有明显作用.     

水热法外加硅铝添加剂稳定垃圾焚烧飞灰中的重金属

研究了在碱性水热条件下添加粉煤灰、膨润土、高岭土等以提供硅铝元素稳定生活垃圾焚烧飞灰中的重金属。实验结果表明,水热反应中添加粉煤灰、膨润土合成了雪硅钙石和水钙铝榴石,添加高岭土合成了雪硅钙石和加藤石。水热反应中添加粉煤灰、膨润土、高岭土对降低飞灰中Pb、Zn等重金属的浸出毒性均具有显著效果,水热产物中Pb、Zn和Cu的浸出浓度与飞灰相比分别降低了87%~96%、87%~94%和57%~78%。硅铝添加剂还能抑制飞灰中Pb、Zn等在碱性水热条件下向液相的转移,使重金属稳定在固相中。     

聚合氯化铝铁的形态分布对微污染源水混凝效果的影响

针对微污染源水中浊度、叶绿素a等的强化去除问题,研究了碱化度、铝铁比和加碱方式等对聚合氯化铝铁形态分布的影响,并考察了形态分布与混凝除污效率和混凝沉淀出水中残铝浓度的关系.结果表明:在铁摩尔分数一定时,混凝剂中单体、中等聚合物和无定形凝胶含量与碱化度存在线性相关性,并推导出中等聚合物含量的计算公式;在碱化度一定时,混凝剂中单体、中等聚合物和无定形凝胶含量与铁摩尔分数也存在线性相关性;增加碱化度或降低铁摩尔分数,可以增加中等聚合物含量、降低单体含量,从而影响混凝除污效率和混凝沉淀后出水中残铝浓度.混凝实验结果表明,混凝过程中叶绿素a去除率和浊度去除率均与混凝剂中中等聚合物含量存在线性相关性,但两者相关系数不同.混凝沉淀后出水中残铝浓度与混凝剂中单体含量存在线性相关性.因此,预聚合的无机高分子混凝剂对提高混凝过程中的除浊、除藻效率,降低混凝沉淀后出水中残铝浓度具有重要的意义.     

基于碱式硫酸铝再生法脱硫的SO32-氧化抑制剂的筛选

在碱式硫酸铝(碱铝)再生法脱硫过程中,抑制SO_3~(2-)氧化对于碱铝再生利用至关重要。实验选择碱度为30%、铝量为30 g·L~(-1)的脱硫溶液作为研究对象,通过添加茶多酚、抗坏血酸、乙二醇3种氧化抑制剂,与无添加的碱铝溶液(空白)进行SO_3~(2-)的氧化抑制和碱铝再生性能对比实验。结果表明:添加氧化抑制剂对SO_3~(2-)氧化具有抑制作用,抗坏血酸抑制氧化效果最佳;相比空白实验,添加茶多酚和抗坏血酸的最佳浓度均为5 mmol·L~(-1),SO_3~(2-)氧化率相对减少38%和42%,而添加10 mmol·L~(-1)的乙二醇氧化率仅减少35%;碱铝脱硫溶液添加氧化抑制剂也有助于提高SO_2的解吸性能,添加最佳浓度氧化抑制剂的解吸率相比空白实验提高8%以上。研究结果可为碱铝再生法脱硫技术的工业应用提供参考。     

PATS的制备表征及其处理低浊水效能与残留铝控制

以水玻璃、硫酸铝和硫酸钛为原料,采用共聚法制备了聚硅酸硫酸铝钛(PATS)混凝剂。考察了混凝剂处理模拟低浊水的效能和出水残留铝含量,并且运用FTIR、XRD和SEM对混凝剂的结构形貌进行了表征。研究发现,当Al/Ti摩尔比为10∶1,(Al+Ti)/Si摩尔比为1∶2,水体pH为7~9,水体温度为10℃时,合成的PATS混凝剂对模拟低浊水的混凝性能最好,残留铝含量较低,当该混凝剂投量为0.10 mmol·L~(-1)(以金属离子计)时,余浊和残留铝含量分别可达到0.36 NTU和0.022 mg·L~(-1)。结果表明,PATS中存在铝、钛及其水解产物与硅发生相互作用生成的Al—O—Si键和Ti—O—Si键。PATS不是几种原料的简单混合,而是一种无定形共聚物。与聚合氯化铝、聚硅酸硫酸铝相比,PATS具有更好的混凝效果和更低的残留铝含量。     

聚硅酸铁混凝剂净水效能及机理

采用共聚法制备聚硅酸铁(PSF)混凝剂,同时研究PSF的水解规律,并对比研究PSF与复合铝铁(PFA)的微观品质及对低温低浊水、屠宰废水及含磷模拟水的混凝性能,并初步探讨PSF除磷(或除有机物)的机理.结果表明,混凝剂混凝性能的优劣取决于其微观性质,而PSF独特的微观特征正是其具有优异混凝性能的根本原因.不同pH值对P(或有机物)与PSF之间的络合模式具有不同的影响,3种水解形态Fe(OH)2 、Fe3 及Fe(OH)3在宽泛的pH范围内(5＜pH＜9.5)稳定存在并基本均为定值,这些可能都是PSF在宽泛的近中性范围内及碱性范围内具有优异除磷、除有机物性能的重要原因.可以认为PSF的混凝机理是以电中和(配位)/脱稳为前提条件,以架桥为必要条件,以卷扫网捕为补充条件.     

混凝-Fenton氧化-Fe0还原预处理高浓度硝基苯生产废水

采用混凝-Fenton氧化-Fe0还原工艺预处理高浓度硝基苯废水,考察各反应阶段硝基苯去除效果及影响因素。研究表明,聚铁混凝性能优于聚铝;初始COD为17 350 mg/L、硝基苯浓度为10 050 mg/L的废水,在pH=4,聚铁投加浓度3 300 mg/L时,COD和硝基苯去除率分别为63%和62%;混凝沉降后的上清液用Fenton试剂氧化,可在较宽pH(3～6)范围内降解硝基苯,当H2O2(30%)浓度为6 000 mg/L,Fe2+浓度为168 mg/L时,氧化效率最高;聚铁混凝-Fenton氧化后的出水用Fe0还原,最佳还原条件为:pH=3,Fe0浓度1 500 mg/L。原水经聚铁混凝-Fenton氧化-Fe0还原后,COD和硝基苯总去除率分别达90%和98%,总药剂成本约12.4元/t。处理后废水硝基苯浓度为168 mg/L,适宜进行后续的厌氧-好氧生物处理。     

改进型共沉淀法制备四氧化三铁磁粉及表征

结合传统共沉淀法和沉淀氧化法的优缺点,在不需要惰性气体保护下,采用新型的改进型共沉淀法通过对酸洗废液的氧化,制备出性能相当的四氧化三铁磁粉。系统研究了反应温度、陈化温度、有机钠盐加入量、烘干温度对四氧化三铁磁粉制备过程的影响,并采用振动样品磁强计、X射线衍射、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、马尔文激光粒度仪、全自动比表面积和孔隙分析仪对制备的样品进行表征。结果表明:在ORP=525 mV时,酸洗废液中Fe~(2+)和Fe~(3+)的摩尔比为1∶1.8,反应温度为50℃,陈化温度为90℃,有机钠盐加入量为0.2 g,可制备出具有较高结晶度的球型四氧化三铁粒子,比饱和磁强度可达85.951 emu·g~(-1),比表面积可达78.116 m~2·g~(-1)。     

MFPAC混凝沉淀-矿化垃圾吸附预处理垃圾渗滤液

采用化学还原法制备纳米四氧化三铁,与聚合氯化铝(PAC)制备MFPAC磁性混凝剂,利用混凝沉淀-矿化垃圾吸附预处理垃圾渗滤液,用单因素变量法确定实验的最佳运行参数。结果表明:MFPAC磁性混凝剂对COD和色度的去除效果优于单独投加混凝剂PAC,在纳米四氧化三铁与PAC的质量比为1∶3、MFPAC的投加量为1.5 g·L~(-1)、搅拌条件为转速为300 r·min-1下搅拌60 s、溶液pH值为7.5(垃圾渗滤液原水的pH值)、絮凝时间为30 min的最佳运行条件下,COD由5 810 mg·L~(-1)降低到2 173 mg·L~(-1),色度由1 658倍降低到556倍,其COD去除率为62.6%,色度去除率为66.5%;利用矿化垃圾作为吸附剂处理MFPAC混凝处理后的出水,在矿化垃圾粒径小于2 mm、焙烧温度为700℃、吸附剂投加量为40 mg·L~(-1)、pH值为9的最佳条件下,经过12 h的处理,COD和氨氮的去除率分别为56.7%和68.4%,最终出水的COD和氨氮的浓度分别为941 mg·L~(-1)和343 mg·L~(-1);最终,MFPAC混凝沉淀-矿化垃圾吸附工艺对垃圾渗滤液COD、色度和氨氮的去除率分别为83.8%、78.5%和74.3%。     

聚硅酸阳离子絮凝剂处理印染废水

以工业废弃物为主要原料,经过同时聚合制备聚硅酸阳离子絮凝剂(PSiC)。实现硅酸缩合自聚、铁铝离子羟化聚合以及硅与铁铝离子聚合同步交互进行。利用PSiC处理印染废水,研究PSiC去除浊度、色度和和UV254的性能,分析其除污染机理。结果表明,PSiC处理印染废水时最佳投放量为80mg/L,此时浊度和色度去除率分别达到50%和90%。废水pH为7、PSiC投加量80mg/L时对印染废水UV254的去除率为65%。pH和投加量过大或过小都会降低PSiC去除UV254的效果。在混凝搅拌初期UV254迅速下降,停止搅拌后又略有所上升。沉淀初期UV254稍有波动,沉降10min后基本趋于稳定。     

厌氧-接触氧化工艺二级出水混凝除磷

为解决厌氧-接触氧化工艺处理生活污水除磷效果欠佳的问题,采用聚磷硫酸铁(PPFS)对该工艺二级出水进行混凝除磷实验研究。考察了PPFS投加量、初始p H值、温度、浊度以及与助凝剂(聚丙烯酰胺)复配对除磷效果的影响。研究表明,PPFS可有效降低出水TP浓度,当投加量为40 mg·L~(-1)时,TP浓度能从3.71 mg·L~(-1)降至0.34 mg·L~(-1)左右,满足《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB 18918-2002)一级A排放标准限值(TP≤0.5 mg·L~(-1))。利用PPFS对生物除磷工艺二级出水进行化学除磷是一种有效、可行的选择。