聚合硅酸铝铁(PSAF)的制备与絮凝性能研究

以硫酸铝、硫酸铁、水玻璃为主要原料 ,制备了聚合硅酸铝铁 (PSAF)絮凝剂。研究了不同 Al/ Fe/ Si摩尔比、碱化度 B* )值、p H值、投加量等因素对絮凝效果的影响 ,考察了 PSAF的絮凝性能 ,并与传统絮凝剂作了比较。结果表明 :在 p H值为 6- 8,投药量为 1.5× 10 - 5mol·L- 1 (以 Si O2 计 ) ,PSAF中 Al/ Fe/ Si摩尔比为 1∶ 1∶ 1,B*为 0 .8时絮凝效果最佳 ,其絮凝去浊性能明显优于硫酸铝、硫酸铁及聚硅酸     

PFS-PS硅铁絮凝剂的合成形态及应用研究

实验采用活化硅酸 ,自制聚合硫酸铁为原料 ,在不同碱化度和Si/Fe摩尔比条件下 ,制备出聚合硅酸硫酸铁 (PFS PS)无机高分子絮凝剂。考察影响产品稳定性的因素 ,分析了产品Fe(Ⅲ ) ,Si(Ⅳ )的形态分布特征。并以炼油厂浮渣为处理对象 ,对影响硅铁絮凝剂絮凝性能的合成因素进行了考察。     

无机-有机复合絮凝剂的制备及絮凝性能研究

以硫酸铁、硅酸钠、硼砂和聚丙烯酰胺为主要原料,制备了无机-有机复合絮凝剂。采取正交实验设计方法,以COD去除率为指标,研究了Si/Fe摩尔比、Si/B摩尔比、聚丙烯酰胺浓度三种因子对复合絮凝剂处理印染废水效果的影响。结果表明:复合絮凝剂最优制备条件为:Si/Fe为1.5/1、PAM浓度为250mg/L、Si/B为3.5/1;采用最优条件下制备的复合絮凝剂处理印染废水时,最佳投加量(以SiO_2计)为90mg/L,最佳pH值为8.5～9.0,絮凝效果明显好于聚合硅酸硫酸铁。     

聚硅酸铝盐系列絮凝剂的制备

摘要：硅酸钠、硫酸铝为原料制备了聚硅酸硫酸铝絮凝剂,在此基础上制备了不同Zn／Si摩尔比的聚硅酸硫酸铝锌絮凝剂及不同Mg／Si摩尔比的聚硅酸硫酸铝镁絮凝剂。结果表明：Zn／Si摩尔比和Mg／Si摩尔比是影响絮凝效果的最主要的因素。     

两性高分子絮凝剂的结构与性能的研究

以天然高分子植物粉 F691为原料 ,通过羧甲基化、接枝共聚和曼尼期 ( Mannich)三步反应合成出两性天然高分子改性絮凝剂 ( CGAAC)。研究了阴 /阳取代度、接枝率等结构因素对 CGAAC絮凝性能的影响 ;并将 CGAAC对高岭土的絮凝性能与阴离子絮凝剂 CGA和阳离子絮凝剂 PAM-C进行了对比 ,实验结果表明 :该絮凝剂具有最佳用量范围较宽、p H值使用范围较宽的特点     

羧甲基壳聚糖絮凝除藻研究

利用羧甲基壳聚糖为絮凝剂,分别对蛋白核小球藻、水华微囊藻、斜生栅藻进行絮凝实验。结果表明:羧甲基壳聚糖对小球藻最佳絮凝条件为:p H=6,藻浓度为9.0×106个/m L,静置时间为15min,转速为30rpm/min,羧甲基壳聚糖用量为100mg/L;对水华微囊藻最佳絮凝条件为:p H<4,藻浓度为5.1×105个/m L,静置时间为15min,转速为180rpm/min,羧甲基壳聚糖用量为125mg/L;对斜生栅藻最佳絮凝条件为:p H=6,藻浓度为12.4×106个/m L,静置时间为15min,转速为80rpm/min,羧甲基壳聚糖用量为100mg/L。     

阳离子淀粉制备条件优化及其对野外蓝藻的絮凝效果

淀粉改性阳离子型絮凝剂具有无毒、价廉、高效以及可生物降解等优点而被广泛关注。该研究首先采用正交法对其制备条件进行了优化,并利用该制备材料在不同条件下进行了野外蓝藻的絮凝优化实验。结果表明:当2,3-环氧丙基三甲基氯化铵(GTA)与淀粉用量比例为1∶5,中火微波条件下合成的阳离子淀粉絮凝效率最佳。在富营养化水体中,最佳的絮凝条件为:搅拌速度在120 r/min以上,搅拌时间在0.5~4 min范围内时,絮凝效率可高达90%以上,且p H在5~9范围内对絮凝效率无影响。阳离子淀粉的投加量与初始叶绿素a浓度呈正相关,当初始叶绿素a浓度为100μg/L时,阳离子淀粉絮凝剂浓度仅需16.7 mg/L。     

印染废水的神经网络法优化絮凝处理

为获得新型絮凝剂的最佳制备条件,采用人工神经网络(ANN)结合加速遗传算法(AGA)对絮凝剂性能影响因素进行全局寻优。在影响絮凝剂处理性能的主要因素Fe、Al与Si的摩尔比n(Fe+Al):n(Si),B、Mg和Si的摩尔比n(B+Mg):n(Si)以及熟化时间的有效作用范围内,用Box-Behnken Design(BBD)实验设计方法,产生15组影响因素组合作为输入样本,经对印染废水的絮凝处理实验得到相应的COD和色度去除率输出样本,由神经网络方法对15组输入、输出样本数据建模,得到反映絮凝剂制备条件和絮凝剂去除效果的响应关系,并采用加速遗传算法全局优化,得到最大COD去除率和色度去除率条件下的最优絮凝剂制备条件组合,即n(Fe+Al):n(Si)=5.08,n(B+Mg):n(Si)=0.55,熟化时间为2.1 d,对应的印染废水COD去除率为88.10%,色度去除率为95.37%。模型验证实验显示,实验值与模型预测值的最大相对误差不超过5%。相对于响应曲面法,用神经网络结合加速遗传算法优化得到的新型絮凝剂去除印染废水中COD和色度的能力更高,进一步验证了神经网络法在新型絮凝剂制备条件优化中的有效性。     

利用剩余污泥制备微生物絮凝剂及其絮凝性能与机理分析

以城市污水处理厂的剩余活性污泥为原料,以稀盐酸为提取剂制备了污泥絮凝剂,并优化了污泥絮凝剂的制备方法及絮凝条件。当稀盐酸浓度为1. 2 mol/L,破解时间为20 min时,制得的絮凝剂对高岭土悬浮液的絮凝率可达到99. 5%。对于30 g污泥,提取剂稀盐酸的用量为200 m L,浓度为1. 2 mol/L时,连续提取2次,主要絮凝活性成分可基本提取出来。采用加碱溶液的方法对污泥絮凝剂进行提纯,制备得到纯化的絮凝剂PSF-1～3。当絮凝体系pH在4. 0～12. 0时,纯化絮凝剂对高岭土悬浮液的絮凝率均在95%以上。采用红外光谱对3个提纯絮凝剂进行结构解析,结果表明:纯化的污泥絮凝剂中存在O—H和N—H或二者之一,且存及酰胺键,推测絮凝剂的主要絮凝活性成分为多糖和蛋白质。采用扫描电镜对絮凝剂絮凝前后的形貌进行检测,絮凝后高岭土颗粒团聚在絮凝剂周围,由此推测在高岭土和絮凝剂之间产生吸附架桥作用。     

生物柴油副产物甘油的去杂工艺条件研究

采用絮凝的方法,对桐油制备生物柴油副产物甘油的去杂工艺条件进行了研究。考察了不同絮凝剂及絮凝剂用量、pH值、搅拌时间、反应温度等条件对甘油絮凝去除杂质的效果和甘油回收率的影响。结果表明:采用硫酸铝絮凝剂,在絮凝剂用量为0.2%,pH值为6.0,搅拌时间为5 min,反应温度为20℃的条件下去杂效果最好,甘油回收率为80.45%。     

聚硅酸硫酸铁强化混凝去除微污染水源水中天然有机污染物

应用强化混凝技术,降低原水中有机物含量,是控制消毒副产物生成的有效途径之一。通过混凝搅拌试验,评价了聚硅酸硫酸铁混凝剂对原水中有机污染物的去除效果,考察了混凝剂投加量、pH值等对去除效果的影响。结果表明：聚硅酸硫酸铁去除有机物和除浊能力明显优于硫酸铁、聚合硫酸铁,其适宜的投药量范围和pH值范围宽;聚硅酸硫酸铁在混凝过程中形成的矾花较大,沉降速度快,因而可缩短处理水在构筑物中的停留时间,提高系统的处理能力;此外,通过正交实验确定了聚硅酸硫酸铁混凝剂的最佳水力条件。     

利用盐酸酸洗废液制取复合亚铁絮凝剂

介绍了利用盐酸酸洗废液为原料制备复合亚铁絮凝剂的方法 ,研究了复合亚铁的除浊性能 ,考察了硅铁比、水样pH和温度对其混凝性能的影响 ,探讨了其电导性质 ,并应用于印染废水的混凝处理。结果表明 ,复合亚铁絮凝剂效果好、处理成本低 ,值得推广应用。     

跨膜压差和膜面流速对磁絮凝延缓陶瓷微滤膜通量衰减的影响

为克服陶瓷微滤膜净化微污染水体时产水量不高、通量衰减迅速的难题,采用磁絮凝预处理工艺延缓陶瓷膜的污染。对比了磁絮凝预处理与传统絮凝预处理对陶瓷微滤膜膜污染的影响,结果显示:磁絮凝预处理后陶瓷膜的稳定产水量高于传统絮凝预处理,验证了磁絮凝预处理工艺延缓膜污染的可行性。同时,研究了跨膜压差和膜面流速对2种组合工艺膜通量的影响,结果表明:随着跨膜压差和膜面流速的增加,膜通量均提高但增幅逐渐放缓,其优化运行参数如下:跨膜压差为0.20 MPa,膜面流速为2.0 m/s。     

铁铝共聚物对北方酒厂底锅水去浊效果的研究

研究了无机高分子絮凝剂-铁铝共聚物(CPAFC)(0.1 mol/L)对中国北方酒厂底锅水的絮凝去浊效果。结果表明:在pH为3左右(原水pH)时,CPAFC(ρ(Fe)/ρ(Al)=3∶7)对酒厂底锅水的最佳絮凝去浊条件是:CPAFC投加量为26.7 mL/L,搅拌后静置25 min,此时去浊率可达到90%以上,COD去除率可达70%以上。     

絮凝条件对絮体分形结构的影响

在85kg/m³的含沙高浊水中投加阳离子高分子聚合物,借助图像分析技术与沉降技术分析探讨了不同絮凝条件下泥沙絮凝形态学参数:絮体粒径、絮体有效质量密度、絮体自由沉速、浑液面沉速与上清液余浊等的变化规律.利用表征参数“分维”定量控制不同絮凝条件(如搅拌速率、搅拌时间、高分子浓度等)对含沙高浊水絮体结构分形特性的影响.实验证明,不合适的絮凝条件将导致絮体分形构造疏松脆弱,分维值低.絮凝条件合适时(快速絮凝强度为:r₁=300r/min,t₁=10s;慢速絮凝强度:r₂=120r/min,t₂=180s;CP浓度:0.1%),絮体分形结构处于最佳状态.该状态下的絮体具有粒径较大、沉速快、有效质量密度高、粒度分布均匀,分维值最高(D₃=2.16)的特点.而且,由静沉实验测得浑液面沉速高,上清液余浊也低.泥沙絮体分形结构达最佳时的混凝性能、沉降性能与结构密实性均较理想.     

聚硅酸铁(PSF)混凝剂硅铁反应过程研究

以水玻璃、硫酸亚铁及氯酸钠为原料,用共聚法制备不同Si/Fe比的聚硅酸铁(PSF)混凝剂(PSF0.5、PSF1、PSF3分别指Si/Fe摩尔比为0.5、1、3),同时监测制备过程中pH的变化,并就不同共聚反应时间的样品,分别采用X-射线衍射法(XRD)、紫外吸收(UVA)扫描法、透射电镜法(TEM)、光子相关光谱法(PCS)及红外光谱法(IR)对其反应过程的微观品质进行多方面表征.结果表明,PSF是硅铁反应的共聚物,而不是简单的原料复配.不同Si/Fe比的PSF具有不同的硅铁成键速度、成键方式及成键稳定性,低Si/Fe比主要生成以Si—O—Fe—O—Fe—O—Si键络合的物种,而高Si/Fe比主要生成以Si—O—Fe—O—Si—O—Si键络合的物种,Fe—O—Fe键的形成速度快并且与Si—O—Fe键的形成可能有相互促进作用,而Si—O—Si键(硅酸聚合)形成速度慢并且与Si—O—Fe键的形成可能有相互阻碍作用,Fe—O—Fe键的稳定性比Si—O—Fe或Si—O—Si键差.对于PSF中硅铁不同成键模式的分析为合成高性能、高稳定性的硅酸铁类混凝剂以及为优势形态控制提供了一定的理论基础.     

聚合氯化铁对浊度和腐殖酸的絮凝特性研究

采用聚合氯化铁(PFC)絮凝剂在不同pH条件下处理高岭土悬浮液和腐殖酸溶液, 测试了絮凝过程中的Zeta电位、浊度和腐殖酸的去除率变化.结果表明:pH=4时, PFC投加量最小, 剩余浊度最大,投加范围最窄;pH=7时次之;pH=10时由于Fe(Ⅲ)离子的正电荷减弱, 电中和能力不强, 而且同时产生Fe(OH)₃(s)的吸附作用使得剩余浊度最低, 投加范围最宽, 但投加量很大;在酸性条件下腐殖酸与Fe(Ⅲ)离子最容易发生络合反应;腐殖酸的存在并没有影响PFC的絮凝效果.     

Investigation of colloidal biogenic sulfur flocculation: Optimization using response surface analysis

The colloidal properties of biogenic elemental sulfur(S~0)cause solid–liquid separation problems,such as poor settling and membrane fouling.In this study,the separation of S~0 from bulk liquids was performed using flocculation.Polyaluminum chloride(PAC),polyacrylamide(PAM)and microbial flocculant(MBF)were compared to investigate their abilities to flocculate S~0 produced during the treatment of sulfate-containing wastewater.A novel approach with response surface methodology(RSM)was employed to evaluate the effects and interactions of flocculant dose,pH and stirring intensity,on the treatment efficiency in terms of the S~0 flocculation and the supernatant turbidity removal.The dose optimization results indicated that the S~0 flocculation efficiency decreased in the following order PACMBFPAM.Optimum S~0 flocculation conditions were observed at pH 4.73,a stirring speed of 129 r/min and a flocculant dose of 2.42 mg PAC/mg S.During optimum flocculation conditions,the S~0f locculation rate reached 97.53%.Confirmation experiments demonstrated that employing PAC for S~0 flocculation is feasible and RSM is an efficient approach for optimizing the process of S~0 flocculation.The results provide basic parameters and conditions for recovering sulfur during the treatment of sulfate-laden wastewaters.     

Speciation characterization and coagulation of poly-silica-ferric-chloride：The role of hydrolyzed Fe（Ⅲ） and silica interaction

The highly e cient inorganic polymer flocculants (IPFs) of the ferric-silica system is a new and promising coagulant. Interactions between ferric species and silica play a large part in the coagulation of suspensions. These e ects are quite distinct from those associated with polymeric or colloid silica. However, although these species are key to coagulation e ciency, they have not been comprehensively discussed. A new type of coagulant, poly-silica-ferric-chloride (PFSC), was synthesized by co-polymerization and characterized by time complexation spectroscopy and photon correlation spectroscopy. Compared with traditional ferric salt, the results indicated that PFSC had a higher molecular weight, lesser positive charge, lower Feb and higher Fec. The higher the Si/Fe ratio, the higher the silica and lower the silicac found. The PFSC with appropriate polysilica acid not only obtained better coagulation/flocculation e ciency in turbidity removal, enhanced the flocculation index (FI) and provided less residual ferric, it also lowered water treatment costs compared to traditional ferric salt. Results showed that PFSC could remove colloid particles in water by charge neutralization and sweeping, adsorption bridging mechanism.