固液共存氧化型聚硅酸铁(PSF-I)混凝剂的分析

对自制的聚硅酸铁(PSF)进行改性,加入高锰酸钾和稳定剂M,制备出固液共存氧化型聚硅酸铁(PSF-Ⅰ)混凝剂,用滤纸将PSF-Ⅰ过滤,并对PSF-Ⅰ、PSF-Ⅰ滤液及PSF进行紫外吸收(UVA)全波长扫描及前两者的混凝实验,然后将PSF-Ⅰ与PSF、聚合硫酸铁(PFS)进行混凝对比研究,最后对PSF-Ⅰ的混凝性能随储存时间的稳定性进行探讨。结果表明,高锰酸钾的加入改变了PSF的微观结构,使PSF的形态尺寸增大,导致PSF-I中Fe3+离子的UVA特征峰比PSF高,并且保存了独立的高锰酸钾特征吸收峰(530nm)。PSF-Ⅰ中的固相起到初级核子作用,有利于絮体成长。PSF-Ⅰ的最佳投药量为9mg?L^-1,而PSF-Ⅰ滤液 的最佳投药量为12 mg?L^-1。PSF-I是通过混凝吸附和催化氧化功能共同实现对有机物的去除,而PSF和PFS仅是通过常规的混凝吸附去除部分有机物,去除机理有本质的区别。     

固液共存氧化型聚硅酸铁(PSF-Ⅰ)混凝剂的分析

对自制的聚硅酸铁(PSF)进行改性,加入高锰酸钾和稳定剂M,制备出固液共存氧化型聚硅酸铁(PSF-Ⅰ)混凝剂,用滤纸将PSF-Ⅰ过滤,并对PSF-Ⅰ、PSF-Ⅰ滤液及PSF进行紫外吸收(UVA)全波长扫描及前两者的混凝实验,然后将PSF-Ⅰ与PSF、聚合硫酸铁(PFS)进行混凝对比研究,最后对PSF-Ⅰ的混凝性能随储存时间的稳定性进行探讨.结果表明,高锰酸钾的加入改变了PSF的微观结构,使PSF的形态尺寸增大,导致PSF-Ⅰ中Fe³⁺离子的UVA特征峰比PSF高,并且保存了独立的高锰酸钾特征吸收峰(530nm).PSF-Ⅰ中的固相起到初级核子作用,有利于絮体成长.PSF-Ⅰ的最佳投药量为9 mg·L^-1,而PSF-Ⅰ滤液的最佳投药量为12 mg·L^-1.PSF-Ⅰ是通过混凝吸附和催化氧化功能共同实现对有机物的去除,而PSF和PFS仅是通过常规的混凝吸附去除部分有机物,去除机理有本质的区别.     

淀粉改性混凝剂复合硅酸盐对微污染水强化混凝性能研究

传统混凝工艺对微污染地表水净化效果有限,此外,近年来淀粉等天然高分子混凝剂由于绿色环保等特点而备受关注.本研究采用一种阳离子改性淀粉材料(淀粉-3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵,St-CTA)为混凝剂,分别与实验室自制的聚硅酸(PSA)及聚硅酸钛锌(PSTZ)进行复合强化混凝,应用于处理微污染水体.首先以高岭土-腐殖酸(HA)混合液为模拟水样,基于表观混凝性能、絮体特征及混凝后上清液ζ电位等,详细考察了强化混凝工艺的净水效果及混凝机制.结果表明,St-CTA分别复合两种不同硅酸盐的强化混凝工艺均对模拟水样具有良好的净水效果;St-CTA与PSTZ复合优于其与PSA组合工艺的混凝性能,且St-CTA/PSTZ复合工艺能缓解St-CTA过量引起的再稳定效应,具有较宽的有效混凝范围.St-CTA通过电中和作用与污染物结合,可有效压缩表面双电层;而带正电性的PSTZ,相比于负电性的 PSA,不仅具有粘结架桥强化效应,还具有电中和作用,且与HA可形成Zn-HA复合物,实现高效净水效果.除模拟水样外,还考察了两种强化混凝工艺对实际微污染地表水的混凝效果,其均表现出良好的混凝性能,有效弥补单一混凝剂对有机微污染水体混凝效率较低的不足,进一步证实了该强化混凝工艺的有效性.此外,与处理模拟水样效果一致,St-CTA复合PSTZ的净化效果更佳,但PSA具有更低的应用成本.本研究提供了一种绿色环保的强化混凝工艺,可有效净化微污染水体,具有良好的应用前景.     

新型混凝剂处理印染废水的实验研究

采用自行制备的具有不同SiO2 :Al:Fe(摩尔比值 )和碱化度的两类新型无机高分子混凝剂聚硅酸氯化铝铁 (PSAFC)和聚硅酸硫酸铝铁 (PSAFS)各 7种 ,直接对印染废水进行处理。从中选出 2种混凝剂 ,考察了pH值、混凝剂投量等对混凝效果的影响 ,并对混凝处理后 ,印染废水出水中残留混凝剂主要成分Al、Fe、SiO2 的含量进行分析。实验结果表明 ,氯化物型 (PSAFC)和硫酸盐型 (PSAFS)混凝剂对印染废水的色度、浊度、CODCr均有良好的去除效果 ;总体而言 ,PSAFS的混凝效果略优于PSAFC ;混凝处理后印染废水出水中残留铝、铁、硅的含量均比较低 ;pH值和碱化度对混凝剂在水体中残留铝含量有影响     

强化混凝处理低温低浊松花江水研究

针对低温低浊水出水浊度不达标的问题进行了絮凝试验研究。结果表明,投加混凝剂聚合氯化铝(PAC)或聚合氯化铝铁(PAFC),剩余浊度、剩余CODMn均有所降低,继续加大投药量,浊度反而升高。进一步试验表明:在PAFC用量为12 mg/L,改性活化硅酸用量为0.12 mg/L条件下,剩余浊度、剩余CODMn分别达到0.21 mg/L和0.64 mg/L。改性活化硅酸的投加时间对混凝效果有一定的影响,混凝开始后330s投加改性活化硅酸可以提高混凝效果。     

聚硅酸硫酸铁类混凝剂的混凝性能研究

针对聚硅酸硫酸铁类混凝剂的混凝性能进行研究,并以珠江广州中大码头段作为实验水样的来源,选择聚硅酸硫酸铁（PFSS）、含硼聚硅酸硫酸铁（PFSSB）和含锌聚硅酸硫酸{~（PFSSZ）三种混凝剂,通过实验研究分别探寻PFSS、PFSSB、PFSSZ在混凝效果最佳时的各金属组分与硅的最佳比例,从而为替代现有的混凝剂处理微污染的地表水提供可能性的依据。     

新生态型聚硅酸铁锰处理染料废水的优化

为了提高混凝剂对染料废水的净化效率,本文利用硅酸钠、硫酸亚铁和高锰酸钾为原料合成了新型复配混凝剂聚硅酸铁锰(PSFM),分别以直接大红、分散蓝和活性黄染料废水为处理对象进行混凝模拟实验,研究了碱度和浊度等因素对PSFM混凝去除染料性能影响.结果表明,PSFM对直接大红和分散蓝染料废水具有较好的混凝净化效能,其色度和TOC去除率分别可达99.2%、95.4%和98.5%、93.8%,效果优于聚硅酸铁(PSF)、Al2(SO4)3和Fe Cl3等常规混凝剂,PSFM对活性黄染料废水色度和TOC去除率分别为56.3%和51.3%.浊度对PSFM混凝效能无明显影响.在碱度分别为50、0和75 mg·L~(-1)时,PSFM对直接大红、分散蓝和活性黄去除率分别达到最高.此外,利用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶红外(FTIR)和X射线衍射仪(XRD)等高级表征手段对PSFM进行了表征,对混凝过程中的混合液和絮体分别进行Zeta电位和絮体粒径在线监测,探索得PSFM混凝主要机制为Fe+与Mn+水解产生的带正电的多核配合物和聚硅的桥联聚合,同时还包括新生态水合二氧化锰和羟基氧化铁的吸附助凝作用.     

聚硅酸铁水解规律及混凝机理的探讨

以水玻璃、硫酸亚铁及氯酸钠为原料,用共聚法制备聚硅酸铁混凝剂(PSF),同时研究PSF的水解过程以及PSF与聚合硫酸铁(PFS)、复合铝铁(PFA)的微观品质(微观结构、形态尺寸及Zeta电位)及混凝性能,并结合水解形态分布及微观品质对PSF的混凝机理进行初步探讨.结果表明,PSF是由许多链节样物种连接而成的分维数很大的敞开式枝状结构,其平均粒径比PFS、PFA分别大近5、11倍,而PFS、PFA是由一些低分维数及尺寸很小的棒状或球状形态组成,PSF、PFS的Zeta电位相近,远远低于PFA(为PFA的1/20左右),PSF的形态尺寸及Zeta电位分布不均.在较宽的pH范围内(浊度为5.5～12 NTU,UV₂₅₄为5.5～10 cm^-1),PSF的混凝效果明显优于PFS、PFA.PSF在纯水中的水解可以代表在地表水中的水解过程.PSF具有的特征微观品质使其在不同pH值范围内具有不同的水解形态分布,导致混凝机理差异很大.在宽泛的pH范围内(53、Fe(OH)²⁺及Fe³⁺稳定存在于水体中,是PSF在较宽pH范围内具有优异混凝性能的根本原因,也是PSF同时具有增强电中和/脱稳及架桥混凝机理的内在原因.微观品质、水解形态分布及混凝效果的对比合理解释了电中和/脱稳是混凝的前提条件,架桥是必要条件,二者要紧密配合才能取得高效的混凝效果.     

不同混凝剂处理低温低浊高色度水的对比试验研究

为了解不同混凝剂,助凝剂对低温低浊高色水的中浊度、色度、有机物及高锰酸盐指数等的去除效能,利用自制的聚硅酸铁(PSF)、聚硅酸铁锌(PSFZn)和购置的复合铝铁(PAFC)、硫酸铝(AS)、聚合氯化铝(APC)及氯化铁六种混凝剂和聚丙烯酰胺(PAM)进行烧杯混凝试验,反应条件:温度3℃,快搅1min,慢搅30min,沉淀30min。结果表明,PAFC为处理低温低浊高色水的最佳混凝剂,其最佳投量为2mg/L,出水浊度、色度、有机物及高锰酸盐指数的去除率可分别达92.97%,82.69%,41.54%。此外,PAFC与PAM联合使用,比PAFC单独投加效果显著。     

混凝预处理大豆蛋白废水实验研究

大豆蛋白废水是一种较难处理的高浓度有机废水,为降低后续生物处理单元的负荷,本研究选取多种混凝剂,如硫酸铝、氯化铁、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、四氯化钛和造纸污泥絮凝剂(PSF)等,采用混凝工艺对其进行了预处理,并对处理效果进行了对比,同时应用聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)、聚丙烯酰胺(PAM)和浒苔等做助凝剂分析了预处理效果.结果表明,PAC为混凝剂,PAM为助凝剂,投加量分别为0.3g/L和10mg/L时,既能取得较好的混凝预处理效果,也较符合实际应用要求.     

Reaction mode between Si and Fe and evaluation of optimal species in poly-silicic-ferric coagulant

A kind of Fe-polysilicate polymer, poly-silicic-ferric （PSF） coagulant was prepared by co-polymerization （hydroxylation of mixture of Fe^3＋ and fresh polysilicic acid （PS））, in which PSF0.5, PSF1 or PSF3 denotes Si/Fe molar ratio of 0.5, 1 or 3, respectively. The effects of Si/Fe ratio and reaction time （co-polymerization time or aging time） on the reaction mode between Si and Fe were studies, and the optimal species of PSF was evaluated by pH change during the preparation of PSF and coagulation tests. The results showed that the characteristics of PSF are largely affected by both reaction time and Si/Fe ratio. PSF is found to be a essential complex of Si, Fe, and many other ions. The reaction mode between Si and Fe differs with various Si/Fe ratios. The pH of PSF0.5, PSF1 or PSF3 tended to be stable when reaction time is 10, 25 or 55 rain, respectively, which is almost consistent with the time reaching the relative stable morphology that is just the optimal species of higher coagulation efficiency. The optimal reaction time reaching optimal species can be evaluated by measuring the pH change during the polymerization process.     

聚硅酸铁混凝剂絮凝与破碎的定量研究

以水玻璃、硫酸亚铁及氯酸钠为原料,应用共聚工艺制备聚硅酸铁(PSF)混凝剂,采用搅拌实验和颗粒计数法对比研究PSF与复合铝铁(PFA)的混凝性能,絮凝阶段残余粒子分布及紊流剪切力对絮体的影响.结果表明,高投药量时PSF去除高锰酸盐指数的性能优于PFA.PSF处理地表水时不宜采用过高或过低的絮凝速度,絮凝速度与絮凝时间应紧密配合才能提高混凝性能,即提高絮凝速度则需要减少絮凝时间.增加紊流剪切力时,PSF絮体的破碎程度远远小于PFA,被打碎的PSF絮体其再结合能力大于PFA.在数量级上,PSF的絮凝系数KA为10-2～10-3,破碎系数KB为10-7～10-8.对于粒径＜2 μm的颗粒,PSF的KA比PFA大4个数量级,KB与PFA相近,而其余粒径范围PSF的KA比PFA大近2个数量级,KB比PFA小近10多倍.     

Fenton试剂处理难降解垃圾渗滤液的研究

采用实验方法,考察了初始pH值、FeSO4·7H2O投加量、H2O2投加量对渗滤液处理效果的影响,通过与FeCl3絮凝法的比较探讨了Fenton法处理渗滤液的机理。研究结果表明,Fenton试剂处理渗滤液的最佳条件为初始pH值4,FeSO4·7H2O（20％）投加量0．6mL／100ml,H2O2（30％）投加量3．0mL／100ml,反应2h,此条件下处理可使CODcr去除率为84．77％,色度去除率为60％。Fenton法处理渗滤波时,大分子有机物的去除主要靠氧化作用。Fenton处理可有效地将大分子有机物降解为小分子的有机物,小分子有机物主要通过絮凝去除。     

氧化-混凝工艺处理碱性含砷废水的技术改造

针对某锑冶炼厂已有氧化-混凝法处理碱性含砷废水工艺中存在的药剂成本较高的问题,通过将氧化剂由双氧水改为次氯酸钠,将混凝剂由硫酸铁改为聚合硫酸铁,并采用二次混凝工艺,得出了废水处理效率和药剂成本的变化情况。结果表明,经技术改造后的工艺能在保证废水处理效率的前提下,使药剂成本有较大幅度的下降。     

强化混凝和改性活性炭对二级出水DON的作用机制

探讨强化混凝和改性活性炭对城市污水厂二级出水中溶解性有机氮（DON）作用机制,分析相对分子量以及亲疏水组分变化,并考察氯化消毒副产物生成势变化特征,结合三维荧光（3DEEM）光谱分析手段,对强化混凝和活性炭吸附前后DON组成,化学结构特征进行研究.结果表明：强化混凝可以明显提高DON的去除效果,DON去除率通过pH值强化混凝提高到1.45倍,臭氧强化混凝提高到2.06倍,PAC强化混凝提高到2.09倍,PAM强化混凝提高到1.96倍.活性炭对DON吸附过程更符合准二级动力学模型.DON吸附过程中,酸改性活性炭表面主要是π-π色散力作用机理,而碱改性活性炭表面主要是给电子-受电子复合物形成机制.在强化混凝和活性炭吸附作用下,DON的相对分子量和组分发生较大变化,而消毒副产物的生成势大幅下降.经3DEEM和光谱区域体积积分法（FRI）分析,在强化混凝和活性炭吸附过程中DON及消毒副产物生成潜势与荧光区域Ⅱ和区域Ⅳ所代表物质有关.     

热活化过硫酸盐联合混凝处理微乳浊液的机理

在冶金冷轧微乳浊液中,醚链较长、αH较多的非离子型表面活性剂的存在导致体系稳定性极高而难于降解,利用热活化过硫酸盐（PS）进行破乳预处理,并联合混凝作用,以实现高效的油水分离.本文研究了PS浓度、体系温度、pH值对上述反应的影响,根据电子顺磁共振等分析技术确定了作用自由基类型及其贡献率,利用气相色谱-质谱联用法分析了反应前后微乳浊液成分,根据激光粒度法测定了反应过程油滴粒径,结果表明：增大PS浓度和温度、降低pH值均有利于提高COD去除率;降解过程包括SO₄^-.、OH^.破乳及聚合硫酸铁促使强疏水性油滴脱稳,且SO₄^-.为破乳主导自由基（贡献率86.33%）;基于联合工艺的COD去除率和运行成本均优于热活化PS单一工艺.     

高效无机混凝剂聚硅酸铁铝的研究

高效混凝剂是目前水处理研究的热点用水玻璃、硫酸铁和硫酸铝制取聚硅酸铁铝混凝剂（PSFA),确定了制备PSFA混凝剂的优化条件：硅酸聚合度n为05,Fe³⁺及Al³⁺与SiO²的摩尔比为1：l,Fe³⁺与A³⁺的摩尔比为1：l,水解度B*为0.5,而熟化时间对PSFA混凝剂的混凝性能影响不明显用PSFA混凝剂处理实际水样,并与单独投加混凝剂硫酸铁及硫酸铁加助换剂聚硅酸效果进行了比较,结果表明,PSFA混凝剂的效果最好,而且用药量少;同时还对PSFA混凝剂的混凝机理进行了讨论     

磷酸盐对铅镉复合污染土壤的钝化修复研究

通过模拟实验,研究磷酸二氢钾、磷酸二氢钙和磷酸二氢铵3种磷酸盐对铅镉复合污染土壤的钝化效果,采用重金属形态分析和X-射线衍射法(XRD)探讨了钝化剂的修复机制。结果表明:3种磷酸盐处理可使土壤TCLP提取态Pb、Cd含量显著降低,其中磷酸二氢钙钝化效果最好,且随着投加量的增加,在n(P)/n(Pb+Cd)=5∶1时,钝化效率最高,对Pb、Cd的钝化率分别达到69.81%、35.18%。施加磷酸盐可使污染土壤中Pb、Cd从可交换态和碳酸盐结合态向残渣态转化,显著降低Pb、Cd的生物可利用性。X-射线衍射仪(XRD)检测发现,钝化后的土壤中有羟基磷铅矿、磷酸铅、磷酸镉等矿物晶体生成,表明3种磷酸盐对土壤中铅镉的钝化机理主要是生成难溶性磷酸盐沉淀和羟基磷铅镉矿物。