论文部分内容阅读
随着水环境的恶化日益加重，水污染治理显得尤为重要。而絮凝是重要的水污染治理技术，其核心是最大限度降低絮凝剂的成本。本文以价格低廉且资源丰富的膨润土为原料，通过对其进行活化、酸浸、碱溶、聚合等作用，制备了一系列聚合硅酸硫酸铝(PASS)和聚合硅酸铝铁(PSAF)。在此基础上，利用有机高分子絮凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)对聚合硅酸铝铁进行了有机修饰。并以养鱼和染料废水为模拟废水，考察了上述各絮凝剂的絮凝性能和反应机理，实验结果如下：1.以硫酸铵为活化剂，通过固相热活化法从膨润土中提取铝，残渣碱溶使其生成可溶性二氧化硅，调节pH值制备聚硅酸，将获得的聚硅酸与铝盐复合制得聚硅酸硫酸铝絮凝剂。优化了硫酸铵固相活化提铝与硅酸聚合工艺条件，考察了硅铝比、碱化度、复合温度、复合时间、投加量等因素对养鱼废水去浊及染料废水脱色效果的影响。活化过程：硫酸铵/膨润土为2.5(质量比)，480℃焙烧2h，碱溶过程：氢氧化钠与膨润土质量比为7:5，碱溶温度与时间分别为100℃和1h，聚合硅酸制备：pH值为2(养鱼废水)和12(染料废水)、二氧化硅浓度为3.5%、老化2h，复合过程：pH为4、Si/Al质量比为1:1、碱化度为1、复合温度60℃、复合时间为1h、老化时间为24h，投加量为0.5%(絮凝剂与废水体积比)。在此条件下，养鱼废水的去浊率和染料废水去除率分别为83.3%和57.1%。2.研究了碳酸钠为活化剂对膨润土碱熔活化过程，得出最佳活化工艺。通过对活化产物的盐酸酸浸，使获得活性硅酸与铝盐、铁盐复合制得PSAF。考察了盐酸浓度、酸浸温度、酸浸时间、老化时间、投加量等因素对养鱼废水去浊和染料废水脱色效果的影响。活化过程：膨润土与碳酸钠质量比为1:1.5，在850℃碱熔活化2h，酸浸过程：盐酸浓度为4mol/L、酸浸温度为120℃、酸浸时间为2h，老化时间为0h，投加量为1.5%(絮凝剂与废水体积比)。在此条件下，养鱼废水的去浊率和染料废水去除率分别为87.8%和70.3%。3.利用PDMDAAC对聚合硅酸铝铁进行有机修饰，考察了复合pH、复合配比、复合温度、复合时间、老化时间、投加量等因素对养鱼废水去浊及染料废水脱色效果的影响。复合pH分别为4和10处理养鱼废水和染料废水、复合配比(m膨润土:mPDMDAAC)为1:0.005、复合温度为60~80℃、复合时间为0.5~1h、老化时间为0h、最佳投加量分别为0.2%和1.5%。在此条件下，养鱼废水的去浊率和染料废水去除率分别为89.2%和87.7%，经PDMDAAC修饰过的聚硅酸铝铁对模拟废水的降解率明显提高，且修饰后的絮凝剂投加量仅为无机絮凝剂的1/7。上述研究表明，以膨润土为原料可以获得高效的聚硅酸硫酸铝、聚硅酸铝铁以及经有机修饰后的PSAF-PDMDAAC絮凝剂。特别是PSAF-PDMDAAC与无机高分子絮凝剂相比具有絮凝效果好，投加量少的优点，是一种非常有应用前景的高效絮凝剂。