高分子铝盐优化混凝控制水中腐殖酸特性研究

发布时间：2021-05-21 03:42

　　本研究针对给水源水中消毒副产物前驱物的去除这一热点,考察了高Al13/Al30含量聚合氯化铝和无机复合型聚硫氯化铝两类高分子铝盐混凝剂优化混凝去除水中主要消毒副产物前驱物—腐殖酸的特性,并对其作用机理进行探讨。文章首先对消毒副产物的危害和控制技术、混凝和优化混凝应用基础以及高分子铝盐混凝剂的开发利用、形态表征、发展方向等进行了综述性研究。对混凝去除的目标物质—腐殖酸以及实验室配制的腐殖酸模拟水样的相关特性进行了表征,为水中腐殖酸的混凝去除研究打下基础。在实验室制备了总铝浓度为0.2mol/L,碱化度（B=[OH-]／[Al3+]）分别为1.2、1.8和2.4,分别以Al13和Al30为主要铝水解形态的聚合氯化铝十三（PAC-Al13）和聚合氯化铝三十（PAC-Al30）混凝剂。并通过在聚合铝盐的制备过程中引入一定量S042-离子,制备得到总铝浓度为0.2mol/L,碱化度为2.0,硫酸根投加比（S=[SO42-]／[Al3+]）分别为0.00、0.02、0.06以及0.10的聚硫氯化铝（PACS）和高聚聚硫氯化铝（HPACS）昆凝剂,用于水中腐殖酸的混凝去除。采用烧杯混凝沉淀实验方法,... 

【文章来源】：湖南大学湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：147 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
插图索引
附表索引
第1章 绪论
    1.1 消毒副产物的危害和控制技术
        1.1.1 消毒副产物的发现和种类
        1.1.2 消毒副产物形成机理
        1.1.3 消毒副产物的危害
        1.1.4 消毒副产物的限定标准
        1.1.5 消毒副产物污染现状
        1.1.6 消毒副产物控制技术
    1.2 混凝及优化混凝应用基础
        1.2.1 混凝基本理论
        1.2.2 优化混凝概论
    1.3 高分子铝盐混凝剂的开发、利用及形态表征
        1.3.1 高分子铝盐混凝剂的开发和利用
        1.3.2 高分子铝盐混凝剂的水解形态
        1.3.3 高分子铝盐混凝剂的表征方法
        1.3.4 高分子铝盐混凝剂的发展方向
    1.4 选题目的及意义、研究内容及思路、论文结构
        1.4.1 选题目的及意义
        1.4.2 研究内容及思路
        1.4.3 论文结构
第2章 腐殖酸及腐殖酸模拟水样特性表征
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验试剂与设备
        2.2.2 模拟水样配制
        2.2.3 分析与检测方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 腐殖酸的红外光谱分析
        2.3.2 腐殖酸的热重-差热分析
        2.3.3 水样中腐殖酸溶胶颗粒粒径分布
        2.3.4 水样中腐殖酸颗粒电位分布
        2.3.5 腐殖酸水样的紫外检测
    2.4 本章小结
第3章 PAC-Al_(13)混凝剂的制备及其混凝特性研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验试剂与设备
        3.2.2 PAC-Al_(13)的制备
        3.2.3 混凝实验
        3.2.4 分析与检测方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 初始pH对腐殖酸去除效果的影响
        3.3.2 初始pH对混凝出水残留铝浓度的影响
        3.3.3 PAC-Al_(13)投量对腐殖酸去除效果影响
        3.3.4 PAC-Al_(13)投量对混凝出水残留铝浓度的影响
        3.3.5 AlCl_3和PAC-Al_(13)投量对胶体电荷的影响
        3.3.6 絮体生长动力学和絮体尺寸分布研究
    3.4 本章小结
第4章 PAC-Al_(30)混凝剂的制备及其混凝特性研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验试剂与设备
        4.2.2 PAC-Al_(30)的制备
        4.2.3 混凝实验
        4.2.4 分析与检测方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 初始pH对PAC-Al_(30)混凝效果影响
        4.3.2 PAC-Al_(30)投量对混凝效果影响
        4.3.3 PAC-Al_(30)投量对胶体电荷的影响
        4.3.4 PAC-Al_(30)混凝絮体生长动力学和尺寸分布
        4.3.5 Ca~(2+)对混凝去除腐殖酸效果影响
        4.3.6 高岭土对混凝去除腐殖酸效果影响
        4.3.7 Ca~(2+)和高岭土对混凝出水残留铝浓度影响
    4.4 本章小结
第5章 聚合氯化铝特性及其混凝机理探讨
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 检测样品的制备
        5.2.2 分析与检测方法
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 AlCl_3、PAC-Al_(13)和PAC-Al_(30)混凝特性比较
        5.3.2 AlCl_3和PAC混凝剂的结晶形貌分析
        5.3.3 AlCl_3和PAC混凝剂的SEM图像分析
        5.3.4 AlCl_3和PAC混凝剂的XRD图谱分析
    5.4 本章小结
第6章 PACS混凝剂的制备及其混凝特性研究
    6.1 引言
    6.2 实验部分
        6.2.1 实验试剂与设备
        6.2.2 PACS的制备
        6.2.3 混凝实验
        6.2.4 分析与检测方法
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 初始pH对PACS混凝去除腐殖酸效果影响
        6.3.2 PACS投量对混凝效果影响
        6.3.3 PACS投量对胶体电荷影响
        6.3.4 Ca~(2+)对PACS混凝去除腐殖酸的影响
        6.3.5 高岭土对PACS混凝去除腐殖酸的影响
        6.3.6 陈化时间对PACS混凝去除腐殖酸的影响
    6.4 本章小结
第7章 HPACS混凝剂的制备及其混凝特性研究
    7.1 引言
    7.2 实验部分
        7.2.1 实验试剂与设备
        7.2.2 HPACS的制备
        7.2.3 混凝实验
        7.2.4 分析与检测方法
    7.3 结果与讨论
        7.3.1 初始pH对HPACS混凝去除腐殖酸效果影响
        7.3.2 HPACS投量对混凝效果影响
        7.3.3 HPACS投量对胶体电荷影响
        7.3.4 Ca~(2+)对HPACS混凝去除腐殖酸的影响
        7.3.5 高岭土对HPACS混凝去除腐殖酸的影响
        7.3.6 陈化时间对HPACS混凝去除腐殖酸的影响
    7.4 本章小结
第8章 聚硫氯化铝混凝剂特性及其混凝机理探讨
    8.1 引言
    8.2 实验部分
        8.2.1 实验试剂
        8.2.2 检测样品的制备
        8.2.3 分析方法
    8.3 结果与讨论
        8.3.1 PACS和HPACS的混凝特性比较
        8.3.2 混凝剂的Al-Ferron逐时络合比色形态分析
        8.3.3 混凝剂的激光散射粒径分析
        8.3.4 混凝剂的密度
        8.3.5 混凝剂的吸湿特性
        8.3.6 混凝剂的傅立叶变换红外光谱分析
    8.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文
附录B 攻读学位期间参与的研究项目
附录C 攻读学位期间申请的国家发明专利



本文编号：3198980