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目前,在废水处理领域,其处理方法主要有生物化学法、离子交换法、化学氧化法、电渗析法以及絮凝沉淀法等,而应用最普遍且成本较低的处理方法仍然是絮凝沉淀法。絮凝剂的性能是影响絮凝沉淀处理效果的关键因素,因此,开发研制高效低毒、低成本的新型絮凝剂尤为重要。 本论文在前人工作的基础上,研究聚硅酸氯化铝铁(PAFCSi)絮凝剂的制备及其在造纸工业废水处理中的应用。该絮凝剂以工业废料——盐酸酸洗废液、铁屑,以及含铝矿和工业水玻璃为主要原料,合成一系列Si:Al:Fe摩尔比不同的聚硅铝铁絮凝剂。应用多种化学分析方法及现代仪器分析测试技术,如微电泳技术、红外光谱、扫描电镜、热重分析以及烧杯实验等,对PAFCSi中聚硅酸与铝、铁之间的相互作用、电动特性、结构形貌及热稳定性进行全面对比研究,并对絮凝剂絮凝机理作了初步分析。研究表明,絮凝剂PAFCSi中Si、Al、Fe三者之间存在着作用键,与PAC相比,有稍低的正电荷,较低的残留铝含量,在一定温度范围内有较好的热稳定性;通过机理讨论初步认为,絮凝剂PAFCSi能同时具有电中和凝聚和吸附架桥絮凝作用。实验中采用自制絮凝剂PAFCSi分别处理造纸脱墨废水、造纸洗浆废水以及经生化处理后的造纸中段废水等,对各种影响因素进行系统分析,确定了较佳的水处理条件,并与常用絮凝剂PFS、PAC和AS进行比较。研究结果表明,PAFCSi可使脱墨废水CODc_r从756.2mg/L降到139.9mg/L,去除率为81.5%;PAFCSi与PAM配合使用处理造纸洗浆废水,效果更佳,出水CODc_r可降至350mg/L以下,去除率达到82.9%,出水色度和SS分别为90PCU和32.6mg/L;对于难以用生化法脱色的造纸中段废水,经PAFCSi处理后色度可由980PCU降到50PCU,去除率大于94.0%。与其它三种絮凝剂相比,造纸工业废水经PAFCSi处理后CODc_r去除率可提高5%-12%,色度去除率可提高10%-13%,能有效降低废水污染负荷。