天然植物絮凝剂的制备及应用研究

论文摘要

水污染是目前全世界所面临的严峻挑战,污水絮凝处理是解决水污染的有效途径。与传统絮凝剂相比,天然高分子絮凝剂具有高效、无毒、易降解、无二次污染和用途广泛等特点。木粉改性阳离子絮凝剂和木粉改性两性絮凝剂是新型的天然高分子絮凝剂,在食品、农业、化工、环保等领域有着广泛的应用。本文制备了木粉改性植物阳离子絮凝剂SUSM-a和木粉改性植物两性絮凝剂,对制备工艺进行了优化研究,并把这两种植物絮凝剂用于自制污水、洗煤废水和含氯废水的处理,对最佳处理工艺和处理结果进行了研究,并对这两种植物絮凝剂的制备和絮凝机理进行了初步探索,获得了以下结论：1.木粉改性植物阳离子絮凝剂SUSM-a的最佳制备工艺为,木粉/NaOH质量比为2：1,木粉/醚化剂质量比为1.5：1时,反应温度40℃,反应时间为3.5h。2.采用SUSM-a处理洗煤废水,洗煤废水的浊度、CODCr、固体悬浮物的去除率分别可达到96.8%、69.3%、97.9%。最佳工艺条件为：pH为6～8,SUSM -a和聚铝的投入量分别为10mg/L和5mg/L。经过复配和反复吸附,SAUM-a对含氯废水也有一定的处理效果,氯去除率可达到36.3%。通过对制备条件的改进和改进后的研究可以发现,SAUM-al更有中试和投产的价值。3.接枝共聚反应合成木粉改性两性絮凝剂的最佳反应条件为：AM/木粉（重量比）为2：1,引发剂用量为羧甲基化产物量的2%,反应时间为1.5h,反应温度为60℃; Mannich反应的最佳反应条件是：胺/醛（摩尔比）为1.5：1,反应时间为1h,反应温度为50℃。4.采用木粉改性植物两性絮凝剂处理自制污水的最佳工艺条件是：PAC和两性絮凝剂投放量分别为5mg/L和12.5mg/L,搅拌速度为200r/min,静置时间为7.5min, pH适用范围较广,最终污水的浊度可达到5左右；处理洗煤废水的最佳工艺条件是：PAC与两性絮凝剂投放量分别为5mg/L和15mg/L,搅拌速度为200r/min,静置时间为5min、pH适用范围比较广,最终污水的COD去除率可达65%以上,固体悬浮物的去除率可达90%以上；处理含氯废水的最佳工艺条件是：PAC和两性絮凝剂投放量分别为5mg/L和10mg/L,搅拌速度为250r/min,静置时间为10min,在酸性的条件下效果比较好,最终氯离子去除率可达30%以上。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 研究意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 无机絮凝剂
• 1.3.2 有机絮凝剂
• 1.3.3 有机无机复合高分子絮凝剂
• 1.3.4 微生物絮凝剂
• 1.3.5 本文所研究的两类絮凝剂研究现状
• 1.4 本课题研究的内容和方法
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法
• 第二章 木粉改性植物阳离子絮凝剂的制备与性能研究
• 2.1 实验仪器、药品及装置
• 2.1.1 实验仪器
• 2.1.2 实验药品
• 2.2 洗煤废水的水质
• 2.3 木粉改性植物阳离子絮凝剂的制备
• 2.3.1 醚化剂的制备
• 2.3.2 木粉改性植物阳离子絮凝剂的制备
• 2.4 絮凝剂性能测试
• 2.4.1 絮凝实验
• 2.4.2 粘度实验
• 2.4.3 化学需氧量实验
• 2.4.4 洗煤水中固体悬浮物含量测定实验
• -含量测定实验'>2.4.5 高氯水中Cl^-含量测定实验
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 醚化剂的制备条件研究
• 2.5.2 木粉改性植物阳离子絮凝剂制备条件研究
• 2.5.3 絮凝条件试验
• 2.6 SAUM-a对含氯废水的处理效果实验
• 2.7 SUSM-a制备条件的改进及改进后的效果研究
• 2.8 本章小结
• 第三章 木粉改性植物两性絮凝剂的制备与性能研究
• 3.1 试剂药品、仪器与装置
• 3.1.1 实验试剂药品
• 3.1.2 实验仪器
• 3.1.3 实验装置
• 3.2 木粉改性植物两性絮凝剂的制备
• 3.2.1 木粉改性植物两性絮凝剂的制备工艺流程
• 3.2.2 木粉改性植物两性絮凝剂的制备
• 3.2.3 木粉改性植物两性絮凝剂性能参数的测定
• 3.3 木粉改性植物两性絮凝剂的制备条件研究
• 3.3.1 接枝共聚反应条件研究
• 3.3.2 Mannich反应条件研究
• 3.4 木粉改性植物两性絮凝剂的性能测定
• 3.4.1 木粉改性植物两性絮凝剂的性能测定方法
• 3.4.2 木粉改性植物两性絮凝剂处理自制污水的初步研究
• 3.4.3 木粉改性植物两性絮凝剂处理洗煤废水的初步研究
• 3.4.4 木粉改性植物两性絮凝剂处理含氯废水的初步研究
• 3.5 木粉改性植物阳离子絮凝剂和改性植物两性絮凝剂的比较
• 3.6 本章小结
• 第四章 木粉改性植物絮凝剂制备与絮凝机理
• 4.1 木粉改性植物絮凝剂的制备
• 4.1.1 木粉改性植物阳离子絮凝剂的制备机理
• 4.1.2 木粉改性植物两性絮凝剂的制备机理
• 4.2 絮凝剂的絮凝机理
• 4.2.1 压缩双电层作用
• 4.2.2 吸附电中和作用
• 4.2.3 吸附架桥联接作用
• 4.2.4 网捕和卷扫作用
• 4.2.5 生物絮凝作用
• 4.2.6 镶嵌式引力
• 4.3 本文所制备絮凝剂的絮凝机理
• 4.3.1 木粉改性植物阳离子絮凝剂的絮凝机理
• 4.3.2 木粉改性植物两性絮凝剂的絮凝机理
• 第五章 结论与建议
• 5.1 结论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢