源于镀铝锌渣的复合铝锌铁混凝剂混凝特征及混凝机理研究

论文摘要

本文以镀铝锌渣为主要原料制备复合铝锌铁（PAZF）混凝剂，并对其微观特性、混凝特征及混凝机理进行了研究。具体完成了以下几方面工作：利用正交试验原理，分析聚合温度、时间和pH等因素对PAZF制备过程的影响；采用红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜等多种现代分析技术，对PAZF结构、表面形态等进行了分析；采用混凝实验对PAZF处理模拟印染废水和景观水的效果进行了研究，主要考虑投药量、pH值、沉降时间等参数的影响，并对其混凝机理进行了初步探讨。实验结果表明，影响混凝效果的因素中，pH影响最大，聚合时间次之，聚合温度影响最小。PAZF制备的最佳条件为混合酸浓度10%、溶出温度90℃、溶出时间3h、pH值3.0、聚合时间5h。微观分析的结果表明，PAZF是一种含多羟基聚铁及聚铝的新型无机高分子混凝剂，是晶态与无定形聚合物的共存体。PAZF结构密实，分子之间作用结合成较长的链，形成高聚合度的具有网状结构大分子物质或联合在一起形成面状结构，网状结构周围，基本上观察不到散落的小聚合物，因此其吸附及网捕能力强，沉降速度快，絮凝效果好。将PAZF混凝剂用于模拟印染废水的处理时，形成的矾花大而密实，沉降速度快，适用水体的pH值范围广，色度、浊度、COD均能得到有效去除。处理酸性深蓝废水，浊度、色度及COD去除率分别可达93.8%、83.32%及62.19%；处理分散棕黄废水，浊度、色度及COD去除率分别可达97.84%、84.44%及66.01%。处理景观水时，浊度、总磷及COD去除率分别达到86.98%、82.39%及86.82%。与市售聚合氯化铝（PAC）相比，在处理酸性深蓝废水时，PAZF在较低的投加量下能达到很好的处理效果，对浊度、色度和CODcr的去除率较高，能有效的节约成本；利用两种混凝剂分别处理分散棕黄废水时，PAZF的最佳投加量为70mg/l，与PAC在140mg/l时达到相似的去除效果，所以PAZF不仅能有效去除色度、浊度和CODcr，还能有效降低成本；利用PAZF和PAC处理景观水，进行对比，我们发现达到相同的浊度和COD去除率时，PAZF所需投药量较少，但是PAZF对总磷的去除率低于PAC。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 混凝剂研究进展
• 1.2.1 无机高分子混凝剂
• 1.2.2 复合型无机高分子混凝剂
• 1.3 印染废水及处理现状
• 1.3.1 印染废水来源及特点
• 1.3.2 印染废水的主要处理方法
• 1.4 景观水处理现状
• 1.4.1 景观水来源及特点
• 1.4.2 景观水的主要处理方法
• 1.5 主要研究内容
• 第二章 实验材料和方法
• 2.1 实验材料
• 2.1.1 镀铝锌渣
• 2.1.2 实验试剂
• 2.1.3 仪器和设备
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 复合铝锌铁混凝剂（PAZF）的制备
• 2.2.2 PAZF 混凝剂的物化性质研究
• 2.2.3 PAZF 混凝剂的微观表征研究
• 2.2.4 PAZF 混凝剂的混凝效果研究
• 第三章 PAZF 混凝剂的制备
• 3.1 实验原理
• 3.2 正交试验
• 3.3 本章小结
• 第四章 PAZF 混凝剂的性征研究
• 4.1 物化性征
• 4.2 微观性征
• 4.2.1 红外光谱分析
• 4.2.2 X-射线衍射分析
• 4.2.3 扫描电镜分析
• 4.3 本章小结
• 第五章 PAZF 混凝剂的应用研究
• 5.1 实验水质
• 5.2 结果与讨论
• 5.2.1 PAZF 处理模拟印染废水
• 5.2.2 PAZF 处理景观水
• 5.3 PAZF 与 PAC 混凝剂混凝效果的对比
• 5.3.1 PAZF 和 PAC 对酸性深蓝废水效果研究
• 5.3.2 PAZF 和 PAC 对分散棕黄废水效果研究
• 5.3.3 PAZF 和 PAC 对景观水的效果研究
• 5.4 本章小结
• 第六章 PAZF 混凝机理初探
• 6.1 混凝作用机理
• 6.2 PAZF 混凝机理初探
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录