工业废铝渣制备聚合硫酸铝及其絮凝性能研究

以一家金属材料厂生产过程中产生的废铝渣作为研究对象,通过对溶解条件和聚合工艺的优化,制备了聚合硫酸铝。将制备的聚合硫酸铝分别用于模拟浊度水及高色度高浓度有机工业废水的处理,实验结果表明,利用工业废渣所制得的聚合硫酸铝具有较好的除浊、脱色、去除COD效果。此工艺不仅可回收利用废铝渣,又可省去废渣处置费用,为废铝渣的综合利用提供了实用技术。     

固体废渣制取复合净水剂的研究

研究了以硫铁矿烧渣和电厂粉煤灰为原料,通过酸溶等过程,制取新型复合净水剂－聚硅氯化铝铁的原理和方法,考察了制备工艺条件对产品絮效果的影响。结果表明,硅的引入不但延长了产品的贮存期,而且净水效果明显优于聚合碱式氯化铝。     

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。     

复合净水剂的制备及应用研究

研究了用硫铁矿浇渣（红泥）和废硫酸为原料制备复合净水剂的方法，并应用于造纸工业废水的处理。实验结果表明其净水效果优于聚合铝，处理的水质各项指标均符合排放标准，且工艺简单，处理成本低，是中小型造纸企业废水处理的行之有效的方法之一。     

氯化镁复配硫酸铝混凝性能及絮体特性

在研究氢氧化镁混凝特性的基础上,复配氯化镁和硫酸铝作为混凝剂,以高岭土配水水样为研究对象,运用iPDA在线监测技术对混凝过程絮体形成进行监测,探讨了单独使用氯化镁和硫酸铝以及二者复配使用的混凝效果和絮体特性,确定复配使用的各种条件。结果表明,对于浊度20 NTU,pH 11.5的高岭土配水水样,氯化镁、硫酸铝最佳投加量分别为7.2 mg/L(Mg2+计)和3 mg/L(Al3+计);硫酸铝跟氯化镁复配使用时,先投加硫酸铝,间隔30 s后投加氯化镁,混凝效果较好;在镁离子最佳投加量7.2 mg/L时,铝和镁最佳质量比在1∶3~1∶2之间;镁铝复配时其FI值明显大于单独作用时,即絮体尺寸大小:二者复配硫酸铝氯化镁,而且复配条件下Zeta电位值在零电势左右浮动,浮动范围小,更利于聚集沉淀;镁铝复配时发生了协同效应,弥补了单独使用氯化镁混凝过程的不足。     

改良型湿法制备活性白土清洁生产及末端治理实验研究

传统湿法制备活性白土工艺中存在水耗、酸耗大等清洁水平较低的问题,本研究提出了在生产工艺流程中循环使用硫酸酸性废液、并从循环3次的硫酸废液中回收铝盐制备无铁硫酸铝的一种改良型湿法制备活性白土工艺,对末端治理采用电石渣替代石灰作为中和剂进行了探索性实验研究。实验结果表明,改良型湿法制备活性白土工艺对活性白土产品的理化性质无明显影响,产品质量符合行业标准,且酸的利用率从20%提高到约90%,水耗减少量为原工艺的1/3,无铁硫酸铝主要参数符合相关产品技术标准(HG/T2225-2001)。用电石渣作为中和剂处理酸性废液能够实现出水水质稳定达标,处理成本从255万元降低至210万元。本研究的实施使得活性白土的生产工艺清洁生产水平有较大提高。     

混凝过程絮体开始形成和开始沉降时间研究

以不同浊度高岭土水样为研究对象,运用激光测试技术对3种混凝剂(聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝和三氯化铁)混凝过程絮体开始形成时间和开始沉降时间进行测定,初步研究了混凝剂投药量对浊度的影响,投药量、pH和浊度对絮体开始形成和开始沉降时间的影响.结果表明:(1)PAC、硫酸铝和三氯化铁最佳投药量为4.8、6.4、8.0 mg/L;(2)PAC和硫酸铝混凝过程在pH为7时絮体开始形成和开始沉降时间均最短,但PAC混凝过程絮体开始形成和开始沉降时间(分别为27.4,51.0 s)都比硫酸铝混凝过程絮体开始形成和开始沉降时间(分别为51.5、85.4 s)短,三氯化铁混凝过程在pH为6时絮体开始形成和开始沉降时间均最短,分别为50.0、84.0 s;(3)随投药量的增大,絮体开始形成和开始沉降时间均逐渐缩短;(4)随浊度的增大,絮体开始形成和开始沉降时间总体上缩短.     

磁性高岭土的制备及对铅离子的吸附

采用共沉淀法制备磁性高岭土,以扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱(EDX)、红外光谱(FTIR)和X射线衍射(XRD)对其进行表征。分析了吸附剂用量、pH、时间对磁性高岭土吸附Pb~(2+)的影响,并与Fe_3O_4和高岭土的吸附性能进行比较。SEM表明制备的磁性高岭土为大小不均匀的细小颗粒,XRD结果表明磁化后,高岭土的晶体结构改变不大,EDX表明磁化后,Si、Al元素的含量基本不变,O元素含量有所增加,且出现了Fe元素的波峰,FTIR表明磁化后出现了Fe—O的特征吸收峰;吸附实验结果表明在20 min内达到吸附平衡,在Pb~(2+)浓度为5.0 mg·L~(-1)时,去除率达到99.38%。磁性高岭土对Pb~(2+)的吸附性能高于Fe_3O_4和高岭土的吸附性能,Langmuir模型能更好的描述Pb~(2+)在磁性高岭土上的吸附平衡,对Pb~(2+)为优惠吸附。Pb~(2+)的吸附行为更符合拟二级动力学方程,说明Pb~(2+)在磁性高岭土上的吸附过程主要由化学吸附控制。     

循环流化床灰制备聚合双酸铝铁絮凝剂

为了提高循环流化床灰(CFB灰)的资源综合利用率对CFB灰制备聚合双酸铝铁(PAFCS)的可行性及工艺参数进行了研究,提出了以酸浸、水解、聚合和熟化等工艺过程,制备PAFCS混凝剂产品。重点对制备PAFCS絮凝剂的工艺参数进行研究,并利用红外光谱分析技术对PAFCS进行了结构表征及实验了PAFCS絮凝性能。结果表明,在相同条件下PAFCS的絮凝效果明显好于聚合氯化铝(PAC),用CFB灰制备PAFCS絮凝剂产品是可行的。     

高岭土与腐殖酸对混凝过程中药物去除效能的影响

以对乙酰氨基酚(ACE)、卡马西平(CBZ)、萘普生(NAP)、雌二醇(E2)和双氯芬酸(DCF)5种药物为目标物,采用静态实验,分别投加高岭土和腐殖酸来模拟水源水中的悬浮颗粒和天然有机物,考察了混凝过程中高岭土和腐殖酸投加量对5种目标药物去除效能的影响。结果发现,在未投加高岭土与腐殖酸的去离子水体系中进行硫酸铝混凝实验时,ACE与CBZ 2种药物的最大的去除率都不超过10%,5种药物中疏水性最高的DCF去除效果最好,最高去除率达到了33%;高岭土加入后对ACE与CBZ的去除效率无明显影响,但对NAP、E2与DCF的去除则有显著的促进作用,最大去除率分别达到31.53%、36.46%和52.4%;而在不投加混凝剂时,单独高岭土对5种药物的最大吸附去除率仅有20%左右。腐殖酸与高岭土同时加入后,对E2的混凝去除效果有较明显的抑制作用,但NAP与DCF去除效率却得到了一定程度的增加,最大去除率分别达到了63.5%和66.6%。可见,当水中含有悬浮颗粒物及腐殖酸的情况下,混凝工艺对酸性药物(如NAP及DCF)有较好的去除效果。     

循环流化床灰制备聚合氯化铝铁絮凝剂

以煤矸石电厂循环流化床灰(CFB灰)为原料,采用酸浸、水解、聚合和熟化等工艺过程,制备聚合氯化铝铁(PAFC)絮凝剂产品。重点对制备PAFC絮凝剂的酸浸工艺参数进行研究,其最佳工艺条件为:盐酸浓度为20.2%、酸浸温度为110℃、酸浸时间为2 h、液固比为4∶1;Fe2O3浸出率为90.6%,Al2O3的浸出率为48.5%。同时采用实验得出的最优工艺参数进行了产品制备,并对产品进行了絮凝性能实验。结果表明,在相同条件下PAFC的絮凝效果明显好于聚合氯化铝(PAC),用CFB灰制备PAFC絮凝剂产品是可行的。     

有机-无机杂化絮凝剂PAM-PAFC的合成与表征

采用过硫酸铵((NH_4)_2S_2O_8)-亚硫酸氢钠(Na HSO_3)复合引发体系引发丙烯酰胺(AM)单体聚合,合成了一种新型有机-无机杂化絮凝剂聚丙烯酰胺-聚合氯化铝铁(PAM-PAFC)。以产物的特性黏度(η)为依据,逐个探讨了聚合时间、聚合温度、引发剂质量分数和单体质量分数对特性黏度的影响。结果表明,在聚合时间为4 h、聚合温度为50℃、引发剂质量分数为0.5%以及单体质量分数为20%的时候,产物的特性黏度达到最大值513.78 m L·g~(-1),此条件即为杂化絮凝剂PAM-PAFC的最佳合成条件。电导率分析、红外光谱分析以及差热-热重分析都表明PAM-PAFC链端的—SO_4~(2-)与带正电荷的羟基铁、羟基铝粒子以离子键的形式相连接。扫描电镜分析表明杂化絮凝剂PAM-PAFC有着明显的空间网状结构。对高岭土-腐殖酸模拟水样的絮凝效果研究表明,达到相同的剩余浊度的条件下,需要投加的杂化絮凝剂PAM-PAFC的量远远低于复配絮凝剂PAM-PAFC。     

Cu／Al-PILC催化的C3H6选择还原NO反应的研究

采用聚合羟基铝交联剂对蒙脱土进行撑柱，合成铝交联黏土(Al-PILC)，并以其为载体，制备了应用于C3H6选择还原NO的催化剂Cu／Al-PILE。考察了制备工艺条件及La2O3助剂对催化剂性能的影响，并采用DTA、IR技术对Al-PILC进行表征。研究结果表明，Al-PILE热稳定性随Al／clay比增加逐步提高，SO4^2-改性Al-PILE上SO4^2-与铝氧化柱形成了具有超强酸性的结构，催化活性得到显著提高；当Al/clay比为10mmol／g，浸渍SO4^2-量为20％(wt)，Cu担载量为3％(wt)，空速20000h^-1时，Cu／Al-PILE在350℃NO转化率达到最大值52．02％；浸渍0．5％La2O3提高了Cu／Al-PILE催化剂的活性和热稳定性。     

地聚合材料固化处理垃圾焚烧飞灰

以垃圾焚烧飞灰和高岭土为主要原料,氢氧化钾为碱激活剂制备了地聚合材料,当焚烧飞灰的掺加量在70%时,其28 d抗压强度可达19.36 MPa。重金属浸出实验表明,地聚合物材料对垃圾焚烧飞灰中的重金属有明显的固化效果,在28 d时基本无溶出。SEM结果表明,地聚合材料的断面结构与力学性能和固化效果相关,XRD和FTIR的分析结果表明,焚烧飞灰和高岭土在碱的激发下生成新的硅铝酸盐聚合物,所得地聚合材料为无定形态。     

分子印迹型TiO_2的制备及其对邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯的光催化性能

以邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯为模板分子、甲基丙烯酸为功能单体和乙二醇二甲基丙烯酸酯为交联剂,在TiO_2表面合成DEHP分子印迹聚合物,制备了分子印迹型TiO_2(MIP-TiO_2),优化了制备工艺条件。利用傅里叶红外光谱(FIIR)和X-射线衍射(XRD)对MIP-TiO_2进行表征,并考察了MIP-TiO_2对DEHP的光催化降解性能。结果表明,MIP-TiO_2的最佳制备工艺条件为模板分子、单体、交联剂和TiO_2的摩尔比为1∶4∶10∶1.875,反应温度为60℃;聚合时间为18 h。MIPTiO_2仍保持了和TiO_2一样的锐钛矿型结构,对DEHP的光催化效果明显高于TiO_2,对浓度为5 mg·L~(-1)的DEHP的光催化降解效率可达88.15%。     

纳米微孔链状PAS-PDMDAAC混凝剂制备条件的优化与表征

以硫酸铝(AS)和二甲基二烯丙基氯化铵聚合物(PDMDAAC)为原料制备了无机-有机复合混凝剂(PASPDMDAAC),并利用其对页岩气钻井废水中TOC的去除率为响应值,采用响应面法中Box-Behnken实验设计,优化了制备工艺条件。结果表明:复合混凝剂制备工艺条件对页岩气钻井废水中TOC的去除率影响显著性依次为反应温度反应时间Al/PDMDAAC质量比;在响应曲面法模拟优化条件下,PAS-PDMDAAC复合混凝剂对页岩气钻井废水中TOC的去除率为74.35%;当反应温度为70℃,反应时间为70 min,AS/PDMDAAC质量比为6时,制备的复合混凝剂对页岩气钻井废水中TOC的去除率偏差为0.72%,符合实验精度要求。通过微观结构表征发现:PAS-PDMDAAC复合混凝剂中存在聚合羟基铝; AS水解形成羟基铝后,通过静电作用与PDMDAAC复合成规则的纳米微孔链状空间结构,并通过混凝实验溶液中Zeta电位变化,进一步验证了复合混凝剂中因静电作用使其电中和能力减弱的结论,此时复合混凝剂的最佳pH为6,弱酸性条件可避免铝盐类复合混凝剂的沉淀,以上研究结果为提高无机-有机复合混凝剂的混凝效果提供了参考。     

粉末活性污泥处理含铀废水的特性

以生活污水处理厂剩余活性污泥为原料,制备粉末活性污泥(PAS)作为生物吸附剂,考察p H值,PAS投加量,U(Ⅵ)初始浓度和吸附时间对PAS吸附U(Ⅵ)的影响,探讨了PAS吸附U(Ⅵ)的作用机理。实验结果表明,在U(Ⅵ)初始浓度为10 mg/L时,其最佳吸附p H值为3,去除率97.77%,吸附平衡时间120 min;吸附过程较好地拟合了准二级动力学模型(R2≈1)和Freundlich等温模型(R2≈1);X射线能谱和离子交换实验分析表明,离子交换为其主要吸附方式,参与交换的主要离子为Ca2+;红外光谱分析表明,PAS吸附U(Ⅵ)后自身结构未发生改变。以0.1 mol/L的HCl溶液作为解吸液,初次解吸率达92.83%,循环利用3次仍具有较好的吸附效果。     

复合絮凝剂APAC中铝形态分布及絮凝性能研究

用慢速滴碱法合成聚合氯化铝的过程中加入酸改性的凹凸棒,制备了新型絮凝剂APAC。采用Al-Ferron逐时络合比色法和烧杯絮凝实验法分别研究了APAC复合絮凝剂中铝的形态分布和絮凝性能。结果表明,Ala随盐基度的升高而逐渐降低;Alb随盐基度的升高而升高;Alc则先随盐基度的升高而升高,达到最大值后,再随盐基度的升高而降低。在相同实验条件下,盐基度愈高,混凝效果愈好,Alb含量愈高,混凝效果并不一定愈好。因此,APAC的质量控制以及追求目标应当是尽量提高Alc的含量,而不是Alb的含量。     

微絮凝-直接过滤工艺在城市污水深度处理中的应用研究

微絮凝 -直接过滤工艺是一种将混凝反应、沉淀截留集中在同一滤柱内同步完成的高效水处理工艺。该工艺应用于城市污水的深度处理中 ,通过絮凝剂的加入 ,具有同步去除PO3 -4 P、SS和部分COD的功能。本文研究了该工艺对二级处理出水中PO3 -4 P、SS和COD的去除效果及其规律。研究表明 :采用聚合氯化铁 (PFC)作为絮凝剂 ,当Fe/P摩尔比为 2∶1时 ,水中PO3 -4 P的去除率达 98.8% ,浓度可降至 0 .1mg/L以下 ,同时SS、COD去除率也有明显提高。与传统的混凝、沉淀除磷工艺相比 ,该工艺具有操作简单、结构紧凑、占地面积小、污泥量少等优点 ,是一种更为经济和简单的处理单元 ,适用于现有城市污水处理厂的除磷和进一步提高水质的深度处理     

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。