新型硅基金屬鹽復合絮凝劑的合成及應用研究.pdf

1、本課題是屬于環(huán)境功能材料領域中新型無機高分子復合絮凝劑的研究。通過較全面的分析絮凝劑國內(nèi)外研究發(fā)展情況，考慮在制備聚硅酸、聚硅酸鐵絮凝劑的基礎上制備尚未見報道的新型無機高分子聚硅酸鐵硼鋅復合絮凝劑(PSFZB)。 在研究制備特性聚硅酸工藝和技術(shù)條件，及聚硅酸鐵復合和共聚合制備工藝基礎上，經(jīng)過試驗對比和篩選，引入硫酸鋅和四硼酸鈉，制備了PSFZB絮凝劑。同時研究了硅酸鈉溶液濃度、硅酸聚合時間、Fe/Si等因素對絮凝效果的影響，通過

2、正交試驗確定最佳制備工藝條件：合成溫度20～30℃，聚硅酸聚合時間為50min，CSi=0.5mol/L，Si/Fe=1：0.5，Si/Zn=1：4，B/Si=0.8，熟化反應時間24小時。 對PSFZB絮凝劑的絮凝性能研究表明：(1)該產(chǎn)品穩(wěn)定性好，自然狀態(tài)下存放3個月形態(tài)及性能幾乎沒有變化；(2)PSFZB復合絮凝劑的投藥量相對PAC和PFC較少，PAC、PFC投加量為80mg/L時，濁度最小約為5度左右，而PSFZB的最低

3、濁度僅為2度，且投藥量只需60mg/L；(3)絮凝效果幾乎不受pH值的影響，在弱酸性、中性和堿性(pH為4-10)下具有良好的絮凝效果；(4)PSFZB絮凝劑所形成的絮體粗大而且密實，沉降速度較快，較PAC和PFC絮凝劑的絮體沉降速度快3.32倍和1.98倍；(5)該絮凝劑對溫度的變化不敏感，具有較好的低溫除濁性能。 對PSFZB復合絮凝劑絮凝機理和結(jié)構(gòu)進行了研究。X射線衍射圖譜分析表明，該絮凝劑并非簡單的共混物，而是B、Fe3

4、+、Zn2+與聚硅酸共同形成了無定形聚合物。透射電子顯微鏡分析表明不同組份對絮凝劑的結(jié)構(gòu)具有較大的影響，發(fā)現(xiàn)鐵與硅易形成鏈狀，樹枝狀結(jié)構(gòu)，而鋅，硼具有生成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的能力。PSFZB絮凝劑的結(jié)構(gòu)不同于一般的無機高分子絮凝劑，其特殊的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)決定了絮凝劑優(yōu)異的絮凝性能和穩(wěn)定性。對絮凝機理研究表明，其優(yōu)良的絮凝效果是由電性中和、吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃協(xié)同作用的結(jié)果。 為了考察該產(chǎn)品的實際廢水處理能力，采用PSFZB復合絮凝劑對生活污水、造