生态安全型复合絮凝剂的制备方法及其性能研究

论文摘要

在废水处理中,絮凝法是最常用、最省钱的处理工艺之一、水处理的重要单元之一,并且往往是必不可少的步骤之一。絮凝作用的主要对象是水中由不溶性物质形成的憎液溶胶及悬浮颗粒。絮凝剂是该工艺的核心部分,其性能直接影响到絮凝效果的好坏,为了去除水中无机悬浮物和胶体物质,大量性能优异的有机或无机絮凝剂被研制开发。然而,大多数现有的絮凝剂或价格昂贵、或有微致毒性、或产生的残余污泥和残渣量大且难以处置,易对环境造成二次污染。研制开发新型高效的絮凝剂是实现絮凝过程优化的核心技术,也是广大环境科学工作者一直致力研究的课题。廉价、高效、安全的新型水处理剂在水处理领域具有重要地位。针对现有絮凝剂市场中产品结构单一、产品生态安全风险较大和廉价重金属废水吸附剂的迫切需求等现状,开展新型絮凝剂及在污水处理中应用研究。本试验着手研究的生态安全型絮凝剂,在不改变羧甲基纤维素固有特性的前提,利用物理、化学方法对羧甲基纤维素进行处理,通过改变其部分结构和性质制成CMC-铁盐（FeCl3）新型复合絮凝剂,是一类新型无机-天然有机高分子复合絮凝剂。该类絮凝剂分子量高、絮凝性能优异、成本低、低毒性。本文综述了絮凝剂近年来的研究进展,并在此基础上选定羧甲基纤维素作为研究对象,采用传统的搅拌方法,对实验室配制的高岭土水样进行混凝实验。采用羧甲基纤维素（CMC）物质,对铁盐（FeCl3）水处理絮凝剂进行改进,合成了CMC-铁盐新型复合絮凝剂,并使用2g/L的高岭土模拟污水的上层清液测定去除效率进行其优化反应条件的试验。结果表明,FeCl3与CMC质量比（FeCl3/ CMC）为1:2、CMC与NaOH质量比（CMC/NaOH）为1:2、水浴温度为55℃以及水浴时间为5h等条件下合成的新型复合絮凝剂絮凝性能最佳,最佳投加量为40μL/L,适用于处理碱性污水,适宜水温为40-50℃,浊度为50NUT,在相同投加量条件下,其污水处理效果优于FeCl3与CMC本身的效果。实验结果表明,CMC-铁盐（FeCl3）新型复合絮凝剂在水处理中具有优良的絮凝性,随着CMC-铁盐（FeCl3）新型复合絮凝剂不断的研制和产品开发技术的不断提高,水处理能力在逐步增强。总之,改性羧甲基纤维素是一种很有发展前途的无机-天然有机高分子絮凝剂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 概述
• 第一节 中国水资源现状与危机
• 1.1.1 中国水资源分布概况
• 1.1.2 中国水资源利用情况
• 1.1.3 中国水资源紧缺趋势及其原因
• 1.1.4 中国水资源污染特点及其防治
• 第二节 絮凝剂基本概念
• 1.2.1 絮凝过程及絮凝剂的定义
• 1.2.2 絮凝剂的分类
• 1.2.3 絮凝剂的作用机理
• 1.2.4 絮凝剂在水处理中的地位和应用
• 第三节 絮凝剂的研究进展
• 1.3.1 絮凝剂的发展历史
• 1.3.2 我国絮凝剂品种的开发工作
• 1.3.3 絮凝剂的研究现状
• 1.3.4 我国絮凝剂发展中存在的问题
• 1.3.5 絮凝剂的研究趋势与存在的问题
• 第四节 絮凝技术的研究进展
• 1.4.1 絮凝技术中的重要概念
• 1.4.2 浑浊度
• 1.4.3 助凝剂
• 1.4.4 絮凝效果的影响因素
• 1.4.5 设备与操作管理
• 第二章 铁系水处理剂研究进展
• 第一节 铁系水处理剂的研制与发展
• 2.1.1 铁系低分子无机絮凝剂
• 2.1.2 聚铁类高分子絮凝剂
• 2.1.3 铁系复合型无机高分子絮凝剂
• 2.1.4 聚硅酸及聚硅酸金属盐类絮凝剂
• 第二节 铁系水处理剂的应用与存在问题
• 2.2.1 铁系水处理剂的应用
• 2.2.2 铁系水处理剂存在的问题
• 第三章 洗浴废水组合工艺处理技术与方法研究进展
• 第一节 电絮凝气浮组合工艺技术
• 3.1.1 气浮处理法
• 3.1.2 混凝处理法
• 3.1.3 电解处理法
• 3.1.4 电絮凝气浮组合处理法
• 第二节 生物活性炭组合工艺技术
• 3.2.1 生物处理法
• 3.2.2 活性炭处理法
• 3.2.3 臭氧氧化处理法
• 3.2.4 生物活性炭组合处理法
• 第三节 膜生物反应器组合工艺技术
• 3.3.1 膜处理法
• 3.3.2 膜生物反应器组合处理法
• 第四节 过滤/超滤－生物活性炭组合工艺技术
• 3.4.1 过滤与超滤处理法
• 3.4.2 过滤/超滤－生物活性炭组合处理法
• 第四章 立题依据、研究内容与技术路线
• 第一节 立题依据
• 第二节 研究内容
• 第三节 创新点
• 第四节 技术路线
• 第五节 本章小结
• 第五章 基于羧甲基纤维素的铁盐絮凝剂制备及其影响因素
• 第一节 引言
• 第二节 材料与方法
• 5.2.1 基于羧甲基纤维素的铁盐絮凝剂制备原料的概述
• 5.2.2 制备及性能测试方法
• 第三节 结果与讨论
• 5.3.1 基于羧甲基纤维素的铁盐絮凝剂的制备
• 5.3.2 复合絮凝剂絮凝性能的影响因素
• 第四节 本章小结
• 第六章 基于羧甲基纤维素的铁盐絮凝剂絮凝性能及机理分析
• 第一节 引言
• 第二节 结果与讨论
• 6.2.1 絮凝剂絮凝性能影响因素分析
• 6.2.2 复合絮凝剂的絮凝机理研究
• 第三节 本章小结
• 第七章 结论与探讨
• 第一节 结论
• 第二节 展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历
• 在学期间发表的学术论文与研究成果