聚铁硅型复合无机高分子絮凝剂的形态分布特征

应用直接与间接形态分析方法相结合 ,研究聚铁硅型复合混凝剂形态分布特征的结果表明 ,聚合铁硅型复合混凝剂的形态分布随碱化度、氧化硅的种类与Si/Fe比的不同而有显明的差异 .其中碱化度是决定形态分布的主要因素 .3种氧化硅中Silica(A)与Silica(B)的特性比较类似 ,较Silica(C)具有更大的活性 ,即对形态分布有着更显著的影响 .随着OH/Fe比的增加 ,Fe_a 含量显著下降 ,而Fe_c 含量显著上升 .Fe_b 含量较少 ,但也随着碱化度呈略微上升趋势 .与聚合铁相比 ,呈现出相近的形态分布与转换趋势 .在一定碱化度条件下 ,随着Si/Fe比的增加 ,引入Silica(A)与Silica(B)导致Fe_a 与Fe_b 含量上升 ,而Fe_c 含量显著下降 .Silica(C)对其 3类型态的含量变化影响不大 .     

纳米复合聚硅酸铝的颗粒粒度效应:Al_(13)与氧化硅的相互作用及其混凝特征

为了研究纳米复合聚硅酸铝(PASC)混凝剂的颗粒粒度效应,以实验室提纯的Al13溶液和活化水玻璃为原料,制备一系列不同粒度分布的PASC.以Al-Ferron法测定的铝水解形态表明,在该混凝剂中,Al13作为混凝优势形态具有较好的稳定性.氧化硅聚集度的测定和粒度分析结果表明,活化硅酸的加入能显著提高混凝剂的平均粒度,同时,Si/Al比(物质的量比)是影响平均粒度的主要因素.在活化硅酸不过量的前提下,Si/Al比和混凝剂的平均粒度呈正相关.混凝实验结果表明,在保证电中和能力的前提下,混凝剂的颗粒粒度越大,混凝剂的除浊能力越强.     

酸性介质对于聚硅酸铁混凝性能的影响

对新型混凝剂聚硅酸铁(PSF)中合成原料聚硅酸(PS)进行改性,制备出盐酸,硫酸,硝酸,醋酸以及磷酸为主体酸化剂的改性聚硅酸铁混凝剂(n(Si/Fe)=1),进行混凝实验研究并对PSF的混凝机理进行初步的探讨。结果表明,PSF中的PS性质改变并未降低其混凝性能,在投药量为0.18mmol/L时,取得良好的净水效果。PSF主要依靠电中和/脱稳及吸附架桥综合作用产生净水性能。     

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     

复合聚硅铝三十絮凝剂的混凝性能研究

制备了一种新型的复合聚硅铝三十(PSiAl30)类絮凝剂,与常规聚合氯化铝PAC(以Al13为主)和Al30絮凝剂作对比,通过烧杯混凝实验,考察了其对腐殖酸-高岭土悬浊液的混凝效果。结果表明,复合硅的PSiAl30系列既有Al30的电中和能力,又起吸附架桥作用。PSiAl30絮凝剂对水体酸碱度影响小,可适用于低碱度水体。弱碱性范围内,硅/铝比为0.05的PSiAl30有最高的TOC去除率,最低的投药量,并能显著提高对非芳烃类的去除能力。     

聚合氯化铁-聚(环氧氯丙烷-二甲胺)复合絮凝剂在模拟水处理中的混凝特性研究

制备出一系列具有不同聚合氯化铁(PFC)的碱化度(B)、不同聚(环氧氯丙烷-二甲胺)[P(EPI-DMA)]质量分数[ω(E)]和黏度(η)的PFC-P(EPI-DMA)复合混凝剂,并将其用于模拟染料废水和模拟天然地表水的絮凝脱色处理,对比探讨了ω(E)、η和B对PFC-P(EPI-DMA)中铁的形态分布及其混凝效果的影响,以及混凝作用机制.结果表明,复合絮凝剂中铁的有效形态含量随ω(E)的增大而不断降低;η=850 mPa.s时,复合混凝剂中铁的有效形态含量最高;随B值的增大,Feb含量先增大后减少,而Fec含量逐渐增大.一定程度上使用预水解程度较低、有机成分黏度较大的PFC-P(EPI-DMA)有利于混凝效果的提高,复合混凝剂中有机成分质量分数对混凝效果的影响则与处理对象有关.在模拟水处理中,复合混凝剂依靠电性中和及架桥吸附能力发挥混凝特性.     

新型无机高分子混凝剂聚硅酸铝钙的制备及除浊性能的研究

新型混凝剂的开发是强化混凝的关键。本文以氯化铝、氯化钙、九水硅酸钠为原料,采用复合共聚法制备出聚硅酸铝钙混凝剂(PSAC),研究了金属离子与硅摩尔比(M/Si)、铝离子与钙离子摩尔比(Al/Ca)、硅酸钠浓度、熟化时间(d)等因素对PSAC混凝性能的影响。以实验室配水为处理对象评价了PSAC的混凝性能并与常规混凝剂进行了对比研究。结果表明:PSAC各组分在比例Si∶Al∶Ca为10∶9∶6时,有最佳的除浊率,效果优于聚合氯化铝(PAC)等常规混凝剂,并且具有较好的稳定性。     

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.     

混凝-吸附处理黄河水及对氯消毒中氯衰减的影响

选用2种无机高分子混凝剂聚合氯化铁(PFC)和聚合氯化铝(PAC)处理黄河水,考察了混凝剂的投加量对浊度、UV254、DOC和高锰酸盐指数的去除效果,并结合混凝出水的Zeta电位分析其混凝机制.选择粉末活性炭与混凝联用,研究了混凝剂和吸附剂投加量以及二者的投加顺序对有机物去除效果的影响,并对混凝吸附后出水进行加氯消毒,考察水中残余氯随时间的变化.结果表明,2种混凝剂均有较高的浊度去除率(﹥90%).PAC对UV254、高锰酸盐指数和DOC的去除率分别为29.2%、26.1%和27.9%;PFC对三者的去除率分别为32.3%、23.3%和32.9%.PAC在混凝过程中,电中和作用占主导地位;PFC在混凝过程中,吸附架桥和电中和同时发挥作用.混凝-吸附联用处理黄河水样时,有机物的去除率随混凝剂和吸附剂投加量的增加而升高.先混凝后吸附工艺对UV254和DOC的去除效果优于先吸附后混凝工艺.先使用PAC混凝后吸附对UV254和DOC的去除率分别为95.2%和99.9%;对于PFC,先混凝后吸附对UV254和DOC的去除率分别为90.1%和99.9%.但是先投加粉末活性炭能提高矾花的沉降性能,且处理出水在保持持续消毒效果方面优于前者.     

铝、铁、钛3种金属盐基混凝剂调理污泥的性能比较

以铝盐、铁盐和钛盐混凝剂为研究对象,重点比较了3种混凝剂的污泥调理性能.通过测定调理前后污泥比阻、胞外聚合物中蛋白质和多糖的含量变化,结合三维荧光光谱与分子量变化分析及调理前后污泥尺寸大小与颗粒表面形貌变化,系统比较了它们对污泥的调理性能,并揭示了调理机制.3种无机混凝剂的污泥调理能力依次为:聚合氯化铝(PAC)、钛凝胶混凝剂(TXC)、聚合硫酸铁(PFS);调理后,污泥胞外聚合物中蛋白质和多糖含量明显降低;PFS和TXC对有机物的结合能力要强于PAC,疏松结合的胞外聚合物中多糖含量是影响污泥脱水性能的关键因素;调理过程中3种混凝剂所形成污泥颗粒的大小顺序为:TXCPFSPAC,所形成污泥颗粒的大小并非影响污泥脱水性能的关键因素,无机混凝剂电中和能力和与有机物的络合能力共同影响无机混凝剂的污泥调理性能.本研究为污泥调理混凝剂的选取提供了实验和理论依据.     

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.     

PFS-PDM复合混凝剂对微污染河水的强化混凝处理

用聚合硫酸铁(PFS)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDM)制备了复合混凝剂—聚合硫酸铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵(PFS-PDM),并对微污染的流溪河水源水进行了强化混凝处理,对比分析了复合混凝剂与PFS2种处理的混凝效果.结果表明,与单独用PFS相比,用复合混凝剂处理冬季微污染流溪河水源水时,其对浊度、UV254及藻类去除能力更强;当投加量为3mg/L(以Fe计)时,PFS-PDM复合混凝剂的去浊率、除藻率和UV254去除率,分别提高22.1%、19.5%、14.9%,表现出优良的强化混凝效果.     

聚硅氯化铝(PASiC)混凝剂的特性及絮凝动态过程

 采用共聚与复合两种制备工艺,分别制备出具有不同碱化度(B)和不同Al/Si摩尔比系列的商用聚硅氯化铝(PASiC)混凝剂,并分别采用颗粒粒径测定方法和流动电流(SC)测定技术研究比较了PASiC和聚合氯化铝(PAC)混凝剂的颗粒大小、电动特性和凝聚絮凝动态过程.结果表明,Al/Si摩尔比、B值和制备工艺影响PASiC的聚合和带电特性.Al/Si摩尔比越小和B值越大,PASiC的颗粒就越大;在相同的B值下,PASiC较PAC具有更大的颗粒粒径.PASiC的电中和能力较PAC有所下降,且Al/Si摩尔比越小,PASiC的电中和能力下降越多;与PAC相比,PASiC具有更快的凝聚絮凝速度和形成更大的絮体;且Al/Si摩尔比越小,PASiC形成的絮体就越大.     

不同混凝剂对流溪河水源水中藻类去除的对比

对夏秋季节广州流溪河下游含藻水源水进行了混凝沉淀试验处理,研究了硫酸铝、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、聚合硫酸铁等不同混凝剂及其投加量对藻类和浊度的去除效果,考察了pH值、温度对不同混凝剂去浊率和除藻率的影响,并用zeta电位及显微拍照分析方法,分别对混凝剂的静电中和能力与絮凝体的形态结构进行了初步的研究表征.结果表明,对于pH值为6~8、水温315℃、藻类和浊度分别为 1.14×107~4.10×107个/L和27~38NTU的水源水,硫酸铝的混凝效果最好,当其投加量为3.0mg/L时,其除藻率和去浊率可分别达到80%和89%,其他混凝剂混凝效果的优劣顺序依次为:聚合氯化铝铁、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁;而对冬季的低温水源水,采用聚合硫酸铝或聚合氯化铝铁时,除藻和去浊效果较好.     

粉煤灰-铝土矿改性制备铝铁复合混凝剂的除磷性能及混凝机理研究

化学混凝法是城市污水处理深度除磷的有效方法,目前常用混凝剂主要存在成本高、除磷效率低且用量大等缺点.本研究采用常压酸浸法,以低成本的铝土矿和粉煤灰为主要原料制备无机复合混凝剂,并对其进行除磷应用及机理研究,结果表明:1自制混凝剂对生活污水中TP去除率达99.58%,出水TP含量为0.012 mg·L-1,优于GB18918—2002一级A标准.2 X-射线衍射和红外光谱结果显示,混凝剂中的Fe—OH、Al—OH、H—OH等基团能与水中的磷酸根作用生成沉淀达到除磷目的,该沉淀在沉降过程中还能吸附不易沉淀的含磷悬浮物,发挥网捕卷扫作用.3采用Ferron逐时络合比色法分析铝铁形态结果显示,混凝剂含有64.14%低聚态铝铁,能中和水中胶体的表面电荷致使胶体脱稳;11.27%中聚态铝铁可吸附在胶体表面,降低其表面电荷,同时以较高的分子量发挥吸附架桥作用;24.59%高聚态铝铁在沉淀过程中可包夹部分胶体粒子,以较大表面积发挥卷扫作用.4分形维数研究结果显示,絮体分形维数在1.2~2.8之间,分形特征较好,能有效发挥絮体的吸附架桥作用.5 Zeta电位分析结果显示,混凝剂本身带正电荷,能与水中带负电荷的胶体物质发生中和,从而压缩双电子层,使胶体粒子脱稳而从水中去除.混凝剂除磷过程是压缩双电层、电中和、吸附架桥和网捕卷扫多种机制共同作用的动态变化过程.     

聚合氯化铝对水体中双酚A 的混凝特征

以聚合氯化铝(PAC)作为混凝剂,探讨了双酚A(BPA)在模拟水体混凝过程中的去除效果和混凝特征.结果表明,在较低TOC 浓度和浊度条件下,随着PAC 投加量的增加,BPA 的去除率呈先上升后下降的趋势,本实验条件下最优的混凝剂投加量约为BPA/PAC=1:2.6(质量比).pH 值6.0~8.0 时,混凝对BPA 有相对较好的去除效果,此时水体中铝盐多核络合物的电中和是混凝的主要作用机理.原水中的腐殖酸类有机物和浊度物质对BPA 的混凝过程有较大的影响,较高浓度的腐殖酸类物质会削弱PAC 对BPA 的混凝效果,而随着浊度的提高,BPA 的去除率呈先上升后下降的趋势.     

无机-有机复合混凝剂处理夏季引黄水库水的对比研究

合成了具有不同Fe(Al)/聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)质量比的无机-有机复合混凝剂PFC-PDMDAAC和PAC-PDMDAAC,并对夏季引黄水库水进行混凝处理.考察了复合比例、投药量、pH值和投加方式对浊度、有机物和叶绿素-a的去除效果;并通过混凝过程中形成絮体的Zeta电位的变化分析了2种混凝剂的混凝机理.结果表明,无机-有机复合混凝剂处理夏季引黄水库水的效果好于2种单独成分的复配使用;复合比例对PFC-PDMDAAC和PAC-PDMDAAC处理夏季引黄水库水的效果影响较大,Fe(Al)/PDMDAAC质量比为4:1,投药量为4mg/L时混凝效果最好;与无机混凝剂相比,复合混凝剂的最佳pH值范围较广,可在5.0~8.0的pH值范围内取得良好的混凝效果;2种混凝剂相比,PAC-PDMDAAC对浊度和叶绿素-a的去除效果较好,而PFC-PDMDAAC对有机物的去除效果更佳.     

IPF-PACl混凝动力学研究:形态组成的重要性

应用一种新近发展起来的基于浊度脉动测定的混凝监测技术结合经改进的传统混凝烧杯试验方法 ,对具有不同形态组成的聚合铝 (PACl)产品的混凝性能进行了细致地研究 .结果表明 :聚合铝不同形态在混凝过程中起着十分重要的影响作用 .混凝反应途径随预制后产品形态分布的不同而得到改变 .其中 ,A1b 是起电中和作用的主要形态 .PACl中A1b 的含量越高 ,其电中和能力越强 ,因此大大增加了颗粒间的碰撞效率 .然而 ,PAC2 5则表现出更为优越的混凝性能 ,在于其中A1c 含量的不同而引发“静电簇”混凝效应 ,导致混凝的快速动力学过程     

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.     

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。