稻壳硅聚硅酸硫酸铝絮凝剂的制备及应用研究

发布时间：2019-05-31 13:40

【摘要】：本文由农业废弃物稻壳灰制取水玻璃,并进一步制成聚硅酸硫酸铝(PASS)絮凝剂,用于水处理。实验过程中考察了二氧化硅质量分数、硅酸活化pH值、铝硅摩尔比等因素对PASS絮凝效果的影响,得到制备其最佳的工艺条件,在此基础上,对PASS与商品聚合氯化铝(PAC)的絮凝性能进行了对比研究,并对PASS与有机高分子絮凝剂—聚丙烯酰胺(PAM)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)复合后的絮凝性能进行了研究探讨；同时利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对PASS的结构和形貌进行了分析。在不同工艺条件下制备聚硅酸硫酸铝(PASS)絮凝剂,考察其对高岭土模拟废水的絮凝效果。结果表明：二氧化硅质量分数7%,硅酸活化pH值3.5,铝硅摩尔比3：1,硅酸活化时间和PASS熟化时间均为1小时,PASS处理高岭土模拟废水,投量(按A1203计)15mg/L时,除浊率为94.26%。在不同工艺条件下制备聚硅酸硫酸铝(PASS)絮凝剂,考察其对油墨废水的絮凝效果。单因素实验和正交实验结果表明：二氧化硅质量分数7%,硅酸活化pH值2.0,铝硅摩尔比1：2,硅酸活化时间和PASS熟化时间均为1小时,PASS处理油墨废水,投量(按A1203计)60mg/L时,除浊率为97.29%,脱色率为94.26%。为了进一步考察由稻壳硅制备的聚硅酸硫酸铝(PASS)的絮凝性能,进行了PASS与商品聚合氯化铝(PAC)絮凝效果的对比实验。结果表明：处理高浊度(280-290NTU)模拟废水,PASS投量5mg/L时的除浊率与PAC投量30mg/L时的除浊率基本相同;处理低浊度(18-20NTU)模拟废水,投量7mg/L时,PASS的除浊率较PAC高26%,且PASS投量15mg/L时,经其处理后的废水,其剩余浊度达到了生活饮用水国家标准的要求;处理高浊度(450-500NTU)油脂废水时,各投量下,PASS絮凝性能均好于PAC,且PASS投量70mg/L时,经其处理后,废水的固体悬浮物(SS)含量达到了污水排放时国家标准的要求,处理低浊度(5-10NTU)油脂废水,投量150mg/L时,PASS除浊率较PAC的高15%；处理油墨废水,投量(按A1203计)60mg/L时,除浊率和脱色率分别为97.29%和94.26%,比PAC的除浊率和脱色率高11%左右,此投量下,PASS处理后的废水的SS值和色度值均达到了污水排放时国家标准的要求。利用有机高分子絮凝剂—聚丙烯酰胺(PAM)和聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)与聚硅酸硫酸铝(PASS)进行复合,并考察复合后的絮凝性能。结果表明：PASS与PDMDAAC混合后能够形成均相稳定的复合絮凝剂,且PASS与PDMDAAC的最佳混合质量比为40：1,用于水处理时,能减少PASS的投量；PASS与PAM混合后有少量沉淀析出,不能形成均相稳定复合物,所以处理废水时,先投加3mg/L PASS,再投加0.5mg/L PAM,絮凝效果比各自单独使用时有所增强,而且絮体也更紧密结实。利用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)对聚硅酸硫酸铝(PASS)的结构和形貌进行了分析。结果表明：铝和硅复合后形成了Si-O-Al键,且最佳条件下的PASS不含有晶体物质,同时形貌分析说明PASS形成了紧凑的链网结构。以上表明,PASS并不是原料的简单混合,而是形成了无定型聚合物。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：天津科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：X703.5

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本文编号：2489748