新型净水剂—钛系絮凝剂的制备及其絮凝效果的研究

发布时间：2017-08-01 23:16

  本文关键词：新型净水剂—钛系絮凝剂的制备及其絮凝效果的研究

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【摘要】：在水处理中,絮凝剂作为混凝过程中的主要因素,一直受到国内外研究人员的广泛关注。本论文系统地研究了钛系絮凝剂处理腐殖酸模拟水样的絮凝效果和絮凝机理,利用Ferron逐时络合比色法探讨了聚合氯化钛(PTC)的水解形态变化及Ferron试剂的改进试验。实验同时制备出新型无机高分子复合絮凝剂聚合氯化铝锗(PAGC),并对其形态、絮凝效果及絮凝机理进行了研究。研究主要结论如下:(1)采用微量滴碱法成功制备了高效稳定的聚合氯化钛絮凝剂,利用Ferron逐时络合比色法对聚合钛的水解形态进行了分析。当碱化度B=1.5左右时,对絮凝有效的水解形态Tib可达到65%左右;(2)以探究的方式对Ferron试剂进行改进试验,分别将高铁试剂和邻菲罗啉替换成钛铁试剂制得Ferron改进试剂A和B用于PAC和PTC的形态分析,结果表明,与改进试剂A相比,试剂B对PAC的形态分析与传统Ferron法相似性极高,可用于分析聚合铝中各形态含量及变化。同样,改进试剂B与钛的络合反应良好,能够比较准确稳定的分析钛的各水解形态,当碱化度B=1.0、1.5和2.0时PTC与试剂B的反应充分又稳定,且Tib含量较高。(3)采用慢速滴碱法制备了一系列碱化度的钛系絮凝剂聚合氯化钛(PTC)、聚合氯化钛铁(PTFC)和聚合氯化钛硅(PTSC),将其应用于腐殖酸模拟水样的处理时,碱化度均为1.5左右,水样pH值分别为4~6、4~5和5~7,最佳投加量分别为10mg/L、5mg/L和15mg/L,水温分别为20℃、15℃和15℃左右时絮凝效果最佳。此外,水体中的无机盐离子也会对絮凝效果产生一定的影响。(4)通过慢速滴碱法成功制备了B=2.4的新型复合絮凝剂聚合氯化铝锗(PAGC),并利用乙醇-二氧六环沉淀法对PAGC进行提纯,得出二氧六环:乙醇=5:1、用量为300mL时纯化效果最好,测得Alb含量高达95.35%。(5)将PAGC应用于腐殖酸模拟水样的处理中,当pH=7.0~8.0、投加量为6mg/L、温度为25℃时聚合氯化铝锗对腐殖酸的絮凝效果最佳,加入各种无机离子对混凝效果有一定的影响。与PAC相比,PAGC的絮凝效果明显优于PAC。
【关键词】：絮凝剂 聚合氯化钛 聚合氯化铝锗 混凝 腐殖酸
【学位授予单位】：武汉工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O635
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-12
• 引言12
• 第1章 文献综述12-24
• 1.1 水处理技术12-13
• 1.2 絮凝剂与絮凝剂的种类13
• 1.3 无机高分子絮凝剂13-18
• 1.3.1 铝系无机高分子絮凝剂14-15
• 1.3.2 铁系无机高分子絮凝剂15
• 1.3.3 聚硅酸类无机高分子絮凝剂15-16
• 1.3.4 钛系絮凝剂及其研究现状16-17
• 1.3.5 复合型无机高分子絮凝剂17-18
• 1.4 絮凝机理18-20
• 1.4.1 压缩双电层作用18-19
• 1.4.2 吸附电中和作用19
• 1.4.3 吸附架桥作用19-20
• 1.4.4 网捕卷扫作用20
• 1.5 影响絮凝效果的因素20-22
• 1.6 本论文的研究目的、主要内容和创新点22-24
• 1.6.1 本论文研究目的22
• 1.6.2 本论文的主要内容22-23
• 1.6.3 本论文的创新点23-24
• 第2章 聚合氯化铝锗的制备、表征及对腐殖酸絮凝效果的研究24-44
• 2.1 前言24
• 2.2 实验仪器与试剂24-25
• 2.2.1 实验仪器24
• 2.2.2 实验试剂24-25
• 2.3 实验方法25-29
• 2.3.1 微量滴碱法制备聚合氯化铝锗(PAGC)溶液25
• 2.3.2 Ferron逐时络合法的测定25-27
• 2.3.3 总铝浓度的测定27-28
• 2.3.4 聚合氯化铝锗的纯化28
• 2.3.5 腐殖酸模拟水样的制备28
• 2.3.6 絮凝实验28-29
• 2.4 结果与讨论29-42
• 2.4.1 标准曲线29-30
• 2.4.2 聚合氯化铝锗中铝的形态分析30-32
• 2.4.3 有机溶剂不同配比对铝形态分布的影响32-33
• 2.4.4 有机溶剂用量对铝形态分布的影响33-34
• 2.4.5 纯化前后实验对比34-35
• 2.4.6 聚合氯化铝锗的EDX分析35
• 2.4.7 聚合氯化铝锗的SEM表征35-36
• 2.4.8 絮凝实验影响36-41
• 2.4.9 PAGC与PAC絮凝效果的对比41-42
• 2.4.10 PAGC絮凝机理42
• 2.5 小结42-44
• 第3章 钛系絮凝剂的制备及对腐殖酸的絮凝效果研究44-57
• 3.1 前言44-45
• 3.2 实验仪器与试剂45
• 3.2.1 实验仪器45
• 3.2.2 实验试剂45
• 3.3 实验方法45-48
• 3.3.1 微量加碱法制备聚合氯化钛(PTC)溶液45
• 3.3.2 微量加碱法制备聚合氯化钛铁(PTFC)溶液45-46
• 3.3.3 微量加碱法制备聚合氯化钛硅(PTSC)溶液46
• 3.3.4 腐殖酸模拟水样46
• 3.3.5 絮凝实验46-48
• 3.4 结果与讨论48-55
• 3.4.1 碱化度对絮凝效果的影响48-49
• 3.4.2 pH对絮凝效果的影响49-51
• 3.4.3 投加量对絮凝效果的影响51-52
• 3.4.4 温度对絮凝效果的影响52-54
• 3.4.5 共存离子对絮凝效果的影响54-55
• 3.5 小结55-57
• 第4章 Ferron法对聚合氯化钛形态的应用研究57-66
• 4.1 前言57
• 4.2 实验仪器与试剂57-58
• 4.2.1 实验仪器57
• 4.2.2 实验试剂57-58
• 4.3 实验方法58-60
• 4.3.1 微量加碱法制备聚合氯化钛(PTC)溶液58
• 4.3.2 Ferron逐时络合法的测定58-59
• 4.3.3 总钛浓度的测定59-60
• 4.4 结果与讨论60-65
• 4.4.1 标准曲线60-61
• 4.4.2 不同碱化度PTC的形态分析61-65
• 4.5 小结65-66
• 第5章 Ferron改进实验对PAC、PTC形态的应用研究66-83
• 5.1 前言66
• 5.2 实验仪器与试剂66-67
• 5.2.1 实验仪器66
• 5.2.2 实验试剂66-67
• 5.3 实验方法67-68
• 5.3.1 微量加碱法制备聚合氯化铝(PAC)溶液67
• 5.3.2 微量加碱法制备聚合氯化钛(PTC)溶液67
• 5.3.3 Ferron改进试剂的配制67
• 5.3.4 Ferron逐时络合比色法的测定67
• 5.3.5 聚合氯化铝(PAC)的Ferron改进实验67-68
• 5.3.6 聚合氯化钛(PTC)的Ferron改进实验68
• 5.4 结果与讨论68-81
• 5.4.1 改进试剂对聚合氯化铝(PAC)的形态分析68-73
• 5.4.2 改进试剂对聚合氯化钛(PTC)的形态分析73-77
• 5.4.3 改进试剂对不同碱化度PTC的形态分析77-81
• 5.5 小结81-83
• 第6章 结论与展望83-86
• 6.1 结论83-84
• 6.2 展望84-86
• 参考文献86-93
• 攻读硕士期间已发表的论文93-94
• 致谢94

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