新型硅基金屬鹽復(fù)合絮凝劑的合成及應(yīng)用研究.pdf

1、本課題是屬于環(huán)境功能材料領(lǐng)域中新型無機高分子復(fù)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(chǔ)上制備尚未見報道的新型無機高分子聚硅酸鐵硼鋅復(fù)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(fù)合和共聚合制備工藝基礎(chǔ)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(yīng)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(fù)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(fù)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(fù)合絮凝劑對生活污水、造