聚合硅酸硫酸铁铝混凝剂的制备研究

以粉煤灰、废硫酸、废铁屑等工业废弃物为原料,通过酸溶、碱溶、氧化和聚合过程,制备出了新型无机高分子混凝剂—聚合硅酸硫酸铁铝(PAFSS),用XRD进行表征,并研究了浸取阶段(碱溶和酸溶)对粉煤灰中硅、铁、铝溶出率的影响因素和制备阶段对PAFSS混凝性能的影响因素,测试了PAFSS的混凝性能和最优形态分布.实验结果表明,当浸取阶段温度90℃、液固比(体积比)3.0、时间3h、浸取液浓度5mol·L~(-1)和制备阶段硅酸聚合pH2.0、硫酸总量与硫酸亚铁摩尔比0.37、Si/Fe+Al摩尔比0.10时,所制PAFSS为Al~(3+)、Fe~(3+)、SO_4~(2-)和聚硅酸相互作用形成的无定形高聚物,其最优形态Fe_b和Al_b含量高,pH值适用范围宽,混凝性能明显优于市售聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和聚合硫酸铁铝(PFAS)混凝剂.     

聚硅酸铝、聚硅酸铁和聚硅酸铝铁的制备及离子残留分析

采用共聚法制备聚硅酸铝(PSA)、聚硅酸铁(PSF)、聚硅酸铝铁(PSAF)3种絮凝剂,考察制备条件和投加量对絮凝剂的絮凝性能及废水中离子残留的影响。采用傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X线衍射仪(XRD)、热分析仪分别对絮凝剂的结构及热稳定性进行表征。结果表明:PSAF的絮凝性能优于PSA、PSF及市售PSAF;制备条件和投加适当时,离子不会残留,反之,出现离子残留;3种絮凝剂中,PSA的Al~(3+)残留最严重,PSF的Fe~(3+)残留最严重。FT-IR和XRD结果表明:Al~(3+)和Fe~(3+)的水解产物与硅酸的羟基发生配位或吸附作用;热分析结果表明:常温下,3种絮凝剂稳定性较好。     

纳米粉体在含油废水处理中的应用

基于强化生物聚合铁的絮凝性能,制备了纳米Fe3O4,并与生物聚合铁联合应用,考察了复合絮凝剂的除油性能,并探讨了其除油机理。结果表明复合絮凝剂对含油废水的处理效果优于单独使用生物聚合铁时,复合后最高除油率可达94.8%。考察了投药量对絮凝性能的影响。     

粉煤灰基聚硅酸铝铁絮凝剂的制备

为使废弃物可资源化利用,以七台河电厂排出的粉煤灰为原料,通过焙烧活化、浸硅、提铝、聚合等工艺,制备聚合硅酸铝铁絮凝剂。煤泥水絮凝实验表明：当pH为3,熟化温度为60℃,n（Si）：（n（Al）＋n（Fe））为1∶1,n（Al）∶n（Fe）为2∶1时,制备的絮凝剂的絮凝效果最佳,煤泥水剩余浊度达98 NTU。聚硅酸铁铝的红外光谱分析显示,该絮凝剂中含有羟基络合物。该研究可为电厂废弃物利用提供新思路。     

粉煤灰基聚硅酸铝铁絮凝剂合成工艺优化实验

为了提高粉煤灰基聚硅酸铝铁絮凝剂的产品质量,改进生产工艺,采用响应曲面法对以粉煤灰为主要原料制备聚硅酸铝铁絮凝剂(PSAF)的工艺参数进行优化试验,研究了二氧化硅浓度、酸灰比、活化时间、活化温度、熟化时间、熟化温度、n(Al+Fe)/n(Si)(铝铁硅比)、n(Al)/n(Fe)(铝铁比)等因素对絮凝剂絮凝效果的影响.结果显示:该法建立的2FI模型回归项极显著(P=0.010 8),复相关系数R2为0.862 5,模型选择合理.二氧化硅浓度为1.5%、酸灰比为1.8、活化时间为60 min、活化温度为40℃、熟化时间为138 min、熟化温度为83℃、n(Al+Fe)/n(Si)为0.86、n(Al)/n(Fe)为13.5时,所得絮凝剂对絮凝效果最好,对腐殖酸模拟废水COD去除率可以达到96%以上.     

稠油炼化污水处理用聚合硅磷硫酸铁的制备

以硫酸亚铁为主要材料,通过添加活化硅酸等组分,制备了一种新型的聚合硅磷硫酸铁絮凝剂.确定了其制备过程中的影响因素并通过实验确定了最佳制备条件:硫酸亚铁质量分数为55%,硅酸钠质量分数为15%,亚铁与双氧水用量的摩尔比为1.2∶1,氧化温度40℃,氧化时间4 h,聚合温度60℃,聚合时间2 h.通过均匀设计实验确定了制备聚合硅磷硫酸铁絮凝剂最佳组分:铁硅摩尔比为5.0∶1,铁酸摩尔比为3.2∶1,铁磷摩尔比为18.0∶1.在实验室最佳条件下,用制备得到的絮凝剂对稠油炼化污水进行絮凝处理,油的去除率可达到94.1%.     

聚硅酸铝铁元素配比对有机废水絮凝性能影响研究

通过不同元素配比的聚硅酸铝铁絮凝剂在模拟有机废水中的絮凝效果研究,分析了聚硅酸铝铁絮凝剂铝铁硅不同配比对其絮凝性能的影响,研究结果表明,铝铁与硅比、铝铁比对聚硅酸铝铁絮凝性能都有着显著影响,其中铝铁与硅比对絮凝性能的影响是主要因素.随着铝铁与硅摩尔比(0.25~4)的提高,絮凝性能逐渐提高,铝元素含量过高(n(铝)∶n(铁)>2)时会降低聚硅酸铝铁絮凝剂絮凝性能.对于有机废水处理,聚硅酸铝铁适宜的元素配比范围为铝铁与硅摩尔比在2~4之间,铝铁摩尔比在2左右.     

聚硅酸硫酸铝铁(PSAFS)的合成

提出了一种新型无机高分子絮凝剂聚合硅酸硫酸铝铁(PSAFS),PSAFS保留了铝铁各自均聚物的优点,克服了聚合氯化铝(PAC)处理后水样中残留铝浓度较高和聚合氯化铁(PFC)稳定性较差的一些缺点,因此,近年来引起国内外的普遍关注.采用水玻璃、硫酸铝和硫酸铁为原料制备聚合硅酸硫酸铝铁,研究了各种因素对该无机高分子絮凝剂絮凝行为的影响,分析了聚硅酸的稳定性、Al/Fe/Si的摩尔比值与絮凝行为的关系,得到了最佳合成条件.     

新型复合聚硅硫酸铁铝(PFASSi)的形态分布研究

PFASSi的形态分布研究表明,它的最优技术指标为B=1.5～2.0,Fe+Al/Si或Fe/Al摩尔比均为10∶1,pH为2.0～4.0,熟化24 h;硅的加入会产生很强的协同效应,使无机高分子絮凝剂PFASSi较单纯聚硅酸和单纯的聚铁的絮凝能力增强很多,有效成分高,絮凝效果更好.     

聚合氯化铁(PFC)与有机高分子聚合物(JY-01)复合絮凝剂中铁的形态分布

以具有不同碱化度（B）的聚合氯化铁（PFC）絮凝刺和具有不同黏度（η）的有机高分子聚合物（JY-01）絮凝剂为原料制备出了系列PFC—JY复合絮凝剂,采用Fe—Ferron逐时络合比色法比较了PFC—JY复合絮凝剂与PFC絮凝剂中铁盐的形态分布情况,探讨了JY-01的质量分数ω（JY-01）、η及制备方式对复合絮凝剂中铁盐的形态分布的影响．实验结果表明,JY-01与PFC相互之间发生了一定的相互作用,表现为PFC—JY复合絮凝剂中铁的各种形态的质量分数与PFC中铁的各种形态的质量分数不同,且随ω（JY-01）、η和制备方式的变化而发生变化,这种变化势必影响其絮凝效果．仅从具有良好净水效果的Fe b组分的质量分数高低来判断,ω（JY-01）=7．0％的复合絮凝剂应具有良好的絮凝效果．处理黄河水的絮凝效果初步证明了该推断的正确性．     

粉煤灰基絮凝剂PAFSi的制备

以粉煤灰为原料制备了无机高分子絮凝剂聚硅酸铝铁（PAFSi），考察了Al／Fe，Si／（Al＋Fe），聚合温度、时间及pH值对絮凝剂性能的影响，确定了制备的最佳工艺条件：Si／（Al＋Fe）为2：1；Al：Fe为3：1；聚合温度为50℃，聚合时间为2h．用于处理模拟低浊度废水取得了较好的效果．     

利用废铝箔、废铁鳞制备铝铁复合絮凝剂

以废铝箔、废铁鳞为原料,利用酸溶、聚合、复合的反应原理制备出有效的铝铁复合型絮凝剂(PAF),制备实验通过正交实验方案讨论了适宜的反应条件;以城市污水处理厂污水为原水,通过絮凝实验考察了絮凝剂投加量、沉降时间、原水pH等因素对污水处理效果的影响,结果表明:聚合硫酸铝铁(PAFS)产品的废水处理效率高于聚合氯化铝铁产品,沉淀反应平衡时间短(1 h),适宜的原水pH范围广(6～9),最佳条件下水样浊度去除率达98%以上.     

聚合硅酸氯化铝铁混凝剂的制备及其特性

以AlCl3、FeCl3、水玻璃和Na2CO3为原料,采用共聚与复合两种制备工艺,合成了具有不同碱化度(B)、不同N(Al)N(Fe)N(Si)摩尔比的硅酸铝铁共聚物(简称PAFSC),考查了产品的稳定性,然后通过E(Zeta)电位测定法分析了产品在其水解溶液中的带电情况,并通过混凝实验对共聚物的絮凝效果及机理进行了研究,通过对模拟水样的絮凝实验,并与传统的无机絮凝剂(PAC)比较可以看出在同样投加量情况下,PAFSC处理的水具有更低的剩余浊度,这将有助于研制高效、稳定、价廉的无机高分子絮凝剂.     

新型复合聚硅硫酸铁铝（PFASSi）的形态分布研究

PFASSi的形态分布研究表明，它的最优技术指标为B=1．5～2．0，Fe Al／Si或Fe／Al摩尔比均为10：1，pH为2．0～4．0，熟化24h；硅的加入会产生很强的协同效应，使无机高分子絮凝剂PFASSi较单纯聚硅酸和单纯的聚铁的絮凝能力增强很多，有效成分高，絮凝效果更好。     

电解法制备聚合氯化铝的研究

采用比铁耐腐蚀性强、导电性好、且对氢的过电位更低的金属铜板作阴极,金属铝作阳极,电解制备聚合氯化铝(PVC),此法克服了化学法制备过程中产生Al(OH)4-相斥不易聚合成Alb形态的缺点.对获得PVC中最有效絮凝形态的控制条件作了优化研究:固定铝板与铜板的间距1 cm,AlCl3初始浓度0.8～1.1 mol/L,pH为2.3～2.6,电流密度为1.3～1.8 A/dm2,温度为室温24℃,电解聚合时间为7 h,电解结束时产品中Alb含量65.62%,Al2O3含量10.17%,碱基度63.24%.实验结果对指导聚合絮凝剂电解制备过程的参数设计、条件选择和工艺优化具有一定的理论和实际意义.     

生物聚合硫酸铁去除铅离子的絮凝机理研究

利用生物聚合硫酸铁絮凝剂对废水中Pb~(2+)进行絮凝实验及机理研究。探讨了pH值、Pb~(2+)初始浓度、投加量、反应时间和温度对絮凝效果的影响。最佳工艺条件为:BPFS投加量5%、pH 6、反应温度20℃及搅拌时间30 min,Pb~(2+)去除率可达到98%,絮凝性能优于传统絮凝剂。通过XRD、FT-IR及XPS表征分析絮凝机理可知,生物聚合硫酸铁絮凝剂在处理含铅废水过程中可提供大量羟基硫酸铁聚合物,Pb~(2+)会与羟基发生络合,在聚合和网捕作用下迅速脱稳聚沉。     

煤矸石制备高分子无机混凝剂工艺与原理

介绍了用煤矸石制备几种无机混凝剂的工艺原理,分析了用煤矸石制备聚合硫酸硅酸铁铝的原理和最佳工艺条件.对聚合硫酸硅酸铁铝制备过程中的酸浸时间,硫酸亚铁催化氧化反应pH值、温度,制备活性聚合硅酸的聚合时间以及n(Fe+Al)/n(Si)摩尔比这些参数进行了分析.控制好煤矸石制备聚合硫酸硅酸铁铝工艺参数是制备聚合硫酸硅酸铁铝的关键.     

新型高浓度聚硅氯化铝水解形态与絮凝基础理论研究

以铝酸钠为碱化剂,采用缓慢滴碱法合成了高浓度(2.0mol·L-1左右)具有不同Si/Al摩尔比γ(Si/Al)的聚硫氯化铝,研究了铝的水解聚合形态和除浊效果.AlFerron和AlNMR分析结果表明,随着γ(Si/Al)的增加,Al13/Alb形态的含量逐渐减小,Al单体和Al高聚体形态含量逐渐增大.烧杯实验结果表明PASC浓度高、最佳投加量低,絮凝效果好,pH适用范围广,可显著降低处理成本.Al水解形态与絮凝效果的研究表明以铝酸钠为碱化剂制备的高浓度絮凝剂的絮凝效果不宜用Al13/Alb含量高低来表征.     

粉煤灰聚硅酸铝铁絮凝剂对含磷废水处理效果的研究

为了解决目前化学除磷成本高、用量大、效率低等问题,采用正交试验法和SPSS统计分析法,研究了自制粉煤灰聚硅酸铝铁絮凝剂对模拟含磷废水磷去除率的影响,确定了最佳铝、铁、硅物质的量配比和絮凝剂用量.结果表明:(Al+Fe)/Si为3、Al/Fe为2、絮凝剂用量为40 mg/L时,自制絮凝剂对模拟含磷废水中的磷去除效果最好,磷酸根质量浓度从1.5 mg/L降低至0.164 mg/L时,去除率达到89.1%;相同用量条件下,聚合铁和聚合铝将模拟废水磷酸根浓度分别降至0.193 mg/L和0.218 mg/L.     

无机-有机高分子复合絮凝剂的制备及性能研究

利用有机高分子化合物聚丙烯酰胺与硫酸亚铁制备了一种新型、高效、价廉无毒的复合絮凝剂(PFAM),并与PAC、聚合铁等传统絮凝剂进行对比,研究了PFAM的絮凝性能,并已将它应用于处理造纸生化废水.结果表明,PFAM对造纸生化废水絮凝性能优良,均超过PAC、聚合铁等传统产品,其CODCr去除率达到96%,上清液透光率为95%,对色度去除效果好,出水质量达到行业排放标准.