【導(dǎo)讀】2O世紀(jì)7O年代初年廢水排放量為t，8O年代初為t，90年代初為t，長占總河長的比例達(dá)58%；200O年以后水質(zhì)急劇惡化，2OO3年超標(biāo)河長達(dá)%。年黃河流域水資源質(zhì)量公報(bào)》顯示：干流32個(gè)監(jiān)測斷面中，%的斷面水質(zhì)劣于Ⅲ類，成了黃河水體日益嚴(yán)重的污染[1]。目前，在大量的科技文獻(xiàn)上，關(guān)于絮凝劑的提法和命名尚不統(tǒng)一。基于這一點(diǎn)，絮凝劑確切的定義為：凡是能使水溶液中的溶質(zhì)、膠體。無機(jī)絮凝劑按其分子量的大小，可分為無機(jī)低分子絮凝劑和無機(jī)。無機(jī)低分子絮凝劑價(jià)格低、貨源充足、運(yùn)輸存儲(chǔ)方便，目前在工業(yè)水處。但因其用量大、殘?jiān)?、效果差，故無機(jī)絮凝劑的發(fā)展已經(jīng)基本上完。聯(lián)作用，處于亞穩(wěn)定狀態(tài)。聚合鐵是另一新型無機(jī)絮凝劑，絮凝機(jī)理與聚合鋁類似。近年來，復(fù)合絮凝劑的研制成為熱點(diǎn)。無機(jī)復(fù)合絮凝劑成分較多，主要原料有鋁鹽、鐵鹽。有機(jī)無機(jī)復(fù)合絮凝劑因品種多樣和性能多元化而占主導(dǎo)地位。

　　

【正文】 5055606570750 5 10 15 20 25 30投加量（m g ）去除率（%）蘭州交通大學(xué)畢業(yè)論文 31 圖 不同的絮凝劑投 加 量下的 鎳 離子去除率 實(shí)驗(yàn)得出鎳離子的去除率為 %。 40455055606570750 5 10 15 20 25 30投加量（mg）去除率（%）蘭州交通大學(xué)畢業(yè)論文 32 4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 1物料的反應(yīng)濃度的影響 [28] 從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知 ,SiO2含量為 %的硅酸鈉溶液作為反應(yīng)的物料最佳 ， 此時(shí) 除色率=%，除濁率 =%， 除磷率 =%， COD 去除率 =%,并且 有足夠的加料時(shí)間 ,聚硅酸聚合程度較好 ,可達(dá)到較大的粘度 ,且凝膠時(shí)間適宜 ,同時(shí)因?yàn)?Si 的含量較高 ,得到的產(chǎn)品絮凝效果較好。 2 Si/Fe的摩爾比對 絮凝效果 的影響 作為復(fù)合型混凝劑 ,金屬鹽與聚硅酸的相對含量直接影響其混凝性能 ,Fe3+含量對PFSS的 混凝效果有明顯影響 含量過多或過少都不利于 PFSS的混凝效果。 當(dāng)聚硅酸溶液中含鐵離子較少時(shí) ,PFSS的電荷中和能力較弱 ,所以混凝效果也不好 ,當(dāng)聚硅酸溶液中含有過多的鐵離子時(shí) ,不利于 PFSS對膠粒的吸附架橋作用 ,因而混凝效果降低。 只有鐵離子適量時(shí)具有良好的混 凝效果，實(shí)驗(yàn)證明當(dāng) Si/Fe的摩爾比 為 1:1時(shí) 效果最佳 ， 此時(shí) 除色率=%，除濁率 =%， 除磷率 =%， COD去除率 =%。 3 PH 值對 PFSS 穩(wěn)定性的影響 制取 PFSS的聚硅酸 ,當(dāng)其置于室溫下時(shí) ,聚硅酸將進(jìn)一步聚合形成膠凝體。聚硅 酸膠凝后不能作為絮凝劑 ,因此 ,一旦制得聚硅酸后就需要阻止其進(jìn)一步膠凝。 實(shí)驗(yàn)表明 ,當(dāng)聚硅酸溶液的 pH值接近于中性 ,硅酸膠凝速度很快 ； 當(dāng)處于較高的堿度或酸度條件下 ,聚硅酸的膠凝時(shí)間可稍微延長。 經(jīng)反復(fù)試驗(yàn) ,保持 pH值等于 2時(shí) ,聚硅酸顯示了令人滿意的膠凝效果 ， 此時(shí) 除色率 =%，除濁率 =%， 除磷率 =%， COD去除率 =%。 PFSS絮凝劑儲(chǔ)存時(shí)以液體形式存在 ,這種絮凝劑應(yīng)保持在 強(qiáng)酸 或強(qiáng)堿的情況下貯存， 因?yàn)樗岫然驂A度越高 ， 它的膠凝時(shí)間相對減慢。 4 硅酸活化時(shí)間 對 絮凝效果 的影響 研究結(jié)果表明 ,硅酸聚合時(shí)間為 1h適宜 ,此時(shí)反應(yīng)達(dá)到了最佳狀態(tài) ,處理水樣時(shí)達(dá)到的絮凝效果較好 ， 此時(shí) 除色率 =%，除濁率 =%， 除磷率 =%， COD去除率 =%。聚硅酸在反應(yīng)了 1h后 ,已達(dá)到一定聚合度 ,聚合反應(yīng)較完全 ,可與 Fe3+充分聚合反應(yīng)。 若聚合時(shí)間太短 ,則聚合度不夠 ； 若聚合時(shí)間太長 , 聚硅酸粘度過大 ,易引起凝膠 ,影響產(chǎn)品的穩(wěn)定性及絮凝效果。 5 PFSS 投加量對 絮凝效果 的影響 把 Si/Fe3+=1:1(摩爾比 )的 PFSS樣品投入 500ml黃河水中 進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn) ,實(shí)驗(yàn) 結(jié)果表明 PFSS投加量達(dá)到每升 黃河 水中 Fe3+含量為 40mg時(shí) ,能達(dá)到較好水處理效果 ， 此時(shí) 除色率蘭州交通大學(xué)畢業(yè)論文 33 =%，除濁率 =%， 除磷率 =%， COD去除率 =%。 絮凝劑的用量決定著絮凝劑的經(jīng)濟(jì)競爭力 ， PFSS成本低 ,用量少 ,具有經(jīng)濟(jì)競爭力且 PFSS形成礬花速度快 ,礬花大而實(shí) ,沉降速度快 。 6 黃河水 PH值對 絮凝效果 的影響 pH值低時(shí) PFSS的 Fe水解受阻 ,對濁水中膠粒的電中和脫穩(wěn)作用下降 ,影響絮凝效果 ；但 pH值上升到 10以上后 ,聚硅酸解離為單體 Si(OH)4， 失去吸附架橋能力 ； 同時(shí) PFSS水解后 Fe的水解產(chǎn)物轉(zhuǎn)變?yōu)?Fe(H2O)3(OH)3或 [Fe(H2O)3(OH)3]1， 失去電中和能力 ,PFSS的除濁率幾乎降至零 。 實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)黃河水 PH值為 10時(shí)絮凝效果最佳 ， 此時(shí) 除色率 =%，除濁率 =%， 除磷率 = %， COD去除率 =%。 7 攪拌時(shí)間對 絮凝效果 的影響 絮凝劑加入水中后，本身的擴(kuò)散和水力混合作用，使之與水體中的顆粒充分接觸，進(jìn)而發(fā)生凝聚絮凝反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了增加顆粒碰撞速率，增加絮凝劑與顆粒的接觸機(jī)會(huì)，往往要進(jìn)行機(jī)械攪拌，合適的攪拌 強(qiáng)度和時(shí)間 可以加速絮凝作用，提高絮凝效果。一般在絮凝劑溶解階段 ，為了加速溶解速度，促進(jìn)其在水中均勻分散，增加與離子間的接觸，以強(qiáng)烈的攪拌為好；在絮體成長階段，要求緩速攪拌。攪拌時(shí)間過短會(huì)導(dǎo)致絮凝劑溶解不充分，絮凝劑與固體顆粒不能充分接觸； 攪拌時(shí)間過長會(huì)將大的顆粒的絮體攪碎，使能夠沉淀的顆粒變成不能沉淀的顆粒。 實(shí)驗(yàn)證明當(dāng)攪拌時(shí)間為 5min時(shí)絮凝效果最佳 ，此時(shí) 除色率 =%，除濁率 =%，除磷率 =%， COD去除率 =%。 8 實(shí)驗(yàn)結(jié)果 制備聚硅酸硫酸鐵的最佳實(shí)驗(yàn)條件為硅酸 PH= SiO2濃度 =2%、硅酸活化時(shí)間 1h、nSi/nFe=1:1；該絮凝 劑對黃河水應(yīng)用處理的最佳條件為投加量 =40mg/L，黃河水 PH=10，攪拌時(shí)間 =5min，靜置時(shí)間 =10min。在這些最佳條件下該絮凝劑對黃河水的處理效果為除色率 =%，除濁率 =%，除磷率 =%， COD 去除率 =85%，并且對工業(yè)廢水中錳離子的去除率 =%，鎳離子的去除率 =%。 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)論文 34 致謝 本論文在導(dǎo)師王九思教授和何兆照 碩士 的悉 心指導(dǎo) 與關(guān)懷 下完成的。 導(dǎo)師王九思教授和師姐何兆照在論文的關(guān)鍵環(huán)節(jié)給予我支持與幫助，使我受益匪淺，您們的學(xué)術(shù)態(tài)度和認(rèn)真的工作作風(fēng)使我時(shí)刻不忘嚴(yán)格要 求自己。 在這里再次向王老師和師姐致以最衷心的感謝和深深的敬意 ! 在這里我還要感謝支持我的朋友們，感謝你們對我的幫助。 致謝人：劉鵬 2021年 6月 4日 蘭州交通大學(xué)畢業(yè)論文 35 參考文獻(xiàn) [1] 孫劍輝 . 黃河水污染的研究進(jìn)展與防治對策 ,100O2367(2OO8)O6O082O [2] 嚴(yán)瑞炫 .水處理劑應(yīng)用手冊 .北京 :化學(xué)工業(yè)出版社， 2021， 4748 [3] Hasegawa T,et 39thannuity [4] 衣守志，石淑蘭，賈青竹，等 .粉煤灰絮凝劑的制備與應(yīng)用 .中國造紙， 2021， 22（ 4） :5052 [5] 魏春梅 .聚硅酸硫酸鐵絮凝劑制備及其應(yīng)用，重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文 ,2021年 10月 [6] 楊智寬等 .污染控制化學(xué) .武漢：武漢大學(xué)出版社， 1998 [7] Amirtharajah A,Asce M,Tuusler of particles by Turbulent Engeg DivASCE,1986,1121085 [8] AWWA Coagulation Committee Report:Coagulation as An Integrated Water Treatment Water Works Assoc,1989,81(10):7277 [9] Hasse D et patent,4772715A1,1987612:58 [10] patent,1987815:69 [11] 王燕 .高硅聚硅鋁絮凝劑的制備方法 及性能研究 .武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2021： 159 [12] 胡弘錕 .聚合氯化鋁鐵的制備及其應(yīng)用研究 .四川大學(xué)碩士學(xué)位論文， 2021： 1~47 [13] Hibbit H D, Marcal P V , R ice J R. 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