聚硅酸金屬鹽復合混凝劑的制備與應用研究.pdf

1、聚硅酸金屬鹽復合混凝劑的開發(fā)與應用已有幾十年的歷史，但其在污廢水領域內的應用，特別對污廢水的懸浮物、有機物以及氮磷的去除，研究較少。鑒于此，以高效去除污水中的顆粒物、有機物以及氮、磷為目標，制備了聚硅酸金屬鹽系列復合混凝劑——聚硅酸鋁鐵混凝劑（Polysilicate-metal-composite coagulant,PSM）和聚硅酸鎂鹽復合混凝劑（Composite-polysilicate-magnesium coagulant,

2、CSM），優(yōu)化了制備條件，探究了其對生活污水和制藥廢水的處理性能；對其形態(tài)、結構進行了表征，分析了混凝機理；另外，將制備的CSM混凝劑用于化學-生物混凝工藝，優(yōu)化了工藝運行參數，探討了反應機理。主要研究成果如下：
　　分別以硅酸鈉、氯化鋁和硫酸鐵；硅酸鈉、氯化鋁、硫酸鐵和硫酸鎂為原料，采用共聚法，制備了PSM和CSM混凝劑，各自最佳制備條件分別為：Al:Fe:Si摩爾比為3:2:3，w(SiO2)=0.9％，酸化聚硅酸pH值為0.

3、5/1；Al:Fe:Mg:Si摩爾比為9:6:6:7，w(SiO2)=0.9%，酸化聚硅酸pH值為0.5/1。與鋁鹽、鐵鹽混凝劑PAC、PFS相比，PSM、CSM對制藥廢水、生活污水去除效果顯著提高：對制藥廢水SS和COD去除率分別為62%和25%，并提高了廢水的易降解程度；對生活污水濁度、COD、PO43--P和NH4+-N的去除率分別可達99%、65%、99%和17%。CSM混凝劑對原水pH值和水溫適應范圍較寬；最佳投加方式為同步投

4、加。
　　Ferron逐時絡合比色法分析表明，Al/Fe摩爾比、Fe/Mg摩爾比、M/Si摩爾比、SiO2濃度以及酸化聚硅酸pH值對PSM和CSM的鋁鐵水解形態(tài)分布有很大影響。XRD和紅外分析表明，聚硅酸的引入使得混凝劑呈現出帶有少量晶體的無定形結構，形成了Al-Si、Fe-Si、Mg-Si、Fe-O-Si、Al-O-Si、Mg-O-Si以及金屬-OH鍵。SEM分析表明，混凝劑呈現塊狀、片狀結構，并且在主體結構表面吸附了一些細小顆

5、粒。混凝劑對污染物的去除主要依靠電性-中和和吸附-架橋作用。
　　CSM用于化學-生物混凝工藝的最佳運行條件為：污泥活化時間0.5h，MLSS/COD=1.5；最佳反應方式為：
　?、?.04m3/h，30min；
　?、?.08m3/h，10min。
　　該工藝對濁度、COD、SCOD、PO43-P和NH4+-N去除率分別可達：98%、75%、65%、99%和24%，優(yōu)于化學混凝。該工藝的運行機理主要包括化學混