聚硅钛铁净水剂制备及其对腐殖酸模拟水的混凝实验

发布时间：2017-07-30 14:10

  本文关键词：聚硅钛铁净水剂制备及其对腐殖酸模拟水的混凝实验

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【摘要】：本文以钛白粉生产过程的“偏钛酸废料”为主要原料,以活性硅酸(PS)为添加剂,采用共聚法制备聚硅钛铁(PTFSi)净水剂,同时采用扫描电镜(SEM)对其外观形貌进行表征,并以腐殖酸模拟水为实验水样,以已研制成功的聚合钛铁(M-PTF)、聚合氯化铝铁(PAF)混凝剂为参比,采用烧杯搅拌实验考察了PTFSi的稳定性以及混凝性能,并研究了PTFSi的较佳混凝工艺条件,初步分析了PTFSi的净水机理。根据制备过程的正交实验结果及分析可知:当钛硅摩尔比、聚硅酸p H值、碱聚p H分别为46、2、0.5时,PTFSi对浊度、色度及COD去除率均较高。PTFSi有较大且复杂的空间网状结构,因此能更好地吸附水中杂质颗粒物,形成较大絮体,净水效果更好。与M-PTF相比,PTFSi稳定性提高。以浊度、UV254、DOC为指标研究了投药量、水样初始p H、腐殖酸浓度以及高岭土浓度下PTFSi净水效果。结果表明:PTFSi较佳投药量为0.5mmol/L,其浊度、UV254、DOC去除率的最大值分别为93.8%、67.0%、52.5%。PTFSi无论在酸性还是碱性条件下均有较好的净水效果,适用p H范围较宽,在p H=7时净水效果较好,另外与M-PTF相比在酸性条件下净水效果大幅提高。在腐殖酸浓度为4~10mg/L时,与M-PTF、PAF相比,PTFSi对DOC的去除率较高;向水中投加一定量的高岭土均可提高PTFSi、M-PTF和PAF三种混凝剂的净水效果,尤其是对浊度的去除明显提高,但当高岭土浓度大于75mg/L时,三种混凝剂的UV254、DOC去除率都有一定程度的下降。采用正交实验法对PTFSi的混凝工艺条件进行研究,由正交实验结果可知,聚硅钛铁净水剂在快搅速度、快搅时间分别为250r/min、120s以及慢搅梯度为60r/min,3min;40r/min,9min;20 r/min,3min时,PTFSi净水效果较好。由正交实验结果分析可知,PTFSi最佳水利条件为快搅时间、快搅时间、分别为250r/min、120s以及慢搅梯度为60r/min,4min;40r/min,7min;20 r/min,2min。PTFSi对DOC的去除效果较好,可能与PTFSi中钛、铁和硅酸离子或水解生成的聚钛、聚铁和聚硅钛铁高分子聚合物充分发挥压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥以及网捕卷扫作用有关。
【关键词】：聚硅钛铁 净水剂 腐殖酸 净水效果 工艺条件
【学位授予单位】：济南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU991.2
【目录】：

• 摘要8-9
• abstract9-11
• 第一章 绪论11-23
• 1.1 概述11
• 1.2 腐殖酸的来源、性质及危害11-15
• 1.2.1 腐殖酸的来源11-12
• 1.2.2 腐殖酸的性质12-13
• 1.2.3 腐殖酸的危害13-15
• 1.3 腐殖酸处理方法15-18
• 1.3.1 膜滤法15
• 1.3.2 强化混凝15-16
• 1.3.3 光/电催化氧化法16
• 1.3.4 臭氧(O_3)氧化法16-17
• 1.3.5 生物法17
• 1.3.6 吸附法17-18
• 1.4 钛铁类混凝剂18-20
• 1.4.1 钛铁混凝剂的研究背景18-19
• 1.4.2 钛铁类混凝剂的国内外研究进展19-20
• 1.5 研究目的和意义、技术路线与研究主要内容20-23
• 1.5.1 研究目的及意义20-21
• 1.5.2 技术路线21
• 1.5.3 研究内容21-23
• 第二章 实验材料和方法23-29
• 2.1 实验材料23-24
• 2.1.1 实验试剂23
• 2.1.2 实验仪器和设备23-24
• 2.2 实验方法24-29
• 2.2.1 表征方法24
• 2.2.2 实验水样24-25
• 2.2.3 水质指标分析方法25-27
• 2.2.4 混凝实验27-29
• 第三章 聚硅钛铁(PTFSi)净水剂的研发29-39
• 3.1 PTFSi净水剂的制备原理29-30
• 3.2 PTFSi净水剂的制备30-33
• 3.2.1 制备工艺30
• 3.2.2 正交实验30-31
• 3.2.3 正交实验结果分析31-33
• 3.3 PTFSi净水剂的稳定性研究33-37
• 3.3.1 储存稳定性研究33-34
• 3.3.2 混凝性能稳定性研究34-37
• 3.4 PTFSi净水剂的表征37
• 3.4.1 物化表征37
• 3.4.2 微观表征37
• 3.5 本章小结37-39
• 第四章 聚硅钛铁（PTFSi）对腐殖酸模拟水的混凝实验效果39-49
• 4.1 投药量对混凝效果的影响39-41
• 4.2 初始pH值对混凝效果的影响41-43
• 4.3 腐殖酸浓度对混凝效果的影响43-45
• 4.4 高岭土浓度对混凝效果的影响45-47
• 4.5 本章小结47-49
• 第五章 聚硅钛铁（PTFSi）对腐殖酸模拟水的工艺条件研究49-53
• 5.1 工艺条件对混凝的影响49
• 5.2 正交实验49-50
• 5.3 实验结果及分析50-52
• 5.4 本章小结52-53
• 第六章 聚硅钛铁（PTFSi）净水机理初探53-57
• 6.1 混凝机理概述53-54
• 6.2 PTFSi净水机理初探54-56
• 6.3 本章小结56-57
• 第七章 结论与建议57-61
• 7.1 结论57-58
• 7.2 建议58-61
• 参考文献61-67
• 致谢67-69
• 附录69

【参考文献】

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本文编号：594577