论文摘要
本论文根据工业废渣高炉瓦斯灰和炼铝灰渣的特点，以其为主要原料研制具有优良絮凝性能的废渣复合絮凝剂。通过实验确定制备工艺参数，利用正交试验的原理，分析铝铁摩尔比(nAl／nFe)和碱化度（B）等因素对自制絮凝剂絮凝性能的影响；采用红外光谱、X-射线衍射、扫描电镜等多种现代分析测试技术，对废渣复合絮凝剂的结构形貌进行了分析表征；然后运用Ferron络合比色法对聚合物中铁、铝的形态进行了分析，将其区分为[Al+Fe]a、[Al+Fe]b和[Al+Fe]c三种形态，研究了碱化度和铝铁摩尔比对废渣复合絮凝剂的形态转化影响；最后，将废渣絮凝剂应用于酱油废水的处理，优化絮凝条件，并对其絮凝机理进行了初步探讨。结果表明，影响铝灰中铝溶出率的主要因素是溶出反应的温度、盐酸用量、浓度和酸浸反应时间。聚合过程发现，铝铁摩尔比对自制絮凝剂絮凝性能影响最大，絮凝剂投加量次之，碱化度的影响最小。当铝铁比为9：1时废渣复合絮凝剂的絮凝性能最好。随着铝铁比逐渐变小，絮凝效能逐渐降低。对不同的铝铁比，投加量十分重要，而碱化度的变化范围从1．2到2．1之间对絮凝效果影响不大。通过红外光谱分析、X-射线衍射分析和扫描电镜观察，表明废渣复合絮凝剂是一种含多核聚铁及聚铝与氯离子配位的新型无机高分予絮凝剂。通过Ferron逐时络合比色法对自制絮凝剂形态分析测定发现，[Al+Fe]b随熟化时间的增长而逐渐转化为[Al+Fe]c；随着碱化度B值的增长，[Al+Fe]a含量降低，[Al+Fe]b和[Al+Fe]c含量增高，[Al+Fe]c比[Al+Fe]b增高的幅度大。采用自制废渣复合絮凝剂处理酱油废水，当絮凝剂投加量为40mg／L，废水pH值在7．0左右，沉降时间为30min时，酱油废水SS去除率可达96．8％，CODCr去除率可达64．7％，色度去除率可达87．5％，氨氮去除率可达41．0％。动态絮凝模拟实验表明，絮凝沉淀预处理对酱油废水的CODCCr和色度去除效果显著，在最佳絮凝操作条件下，CODCr和色度去除率分别达65％和90％，且去除效果受水质波动的影响较小。基于上述研究结果得出，在酱油废水絮凝预处理中，废水中的弱酸性物质带有负电荷，PAFC与其负电荷离解性基团进行电中和，使溶解态的酚类和焦糖类物质被中和脱稳，在废渣复合絮凝剂的凝聚及絮凝作用下沉淀下来，得到高效去除。通过絮凝预处理，使酱油废水中氨基酸、酯类、醇类、有机酸和糖类等具有酚类结构的物质得到高效去除，避免了酚类物质在水处理好氧降解条件下的生色反应，促进了后续处理单元中CODCr和色度的同步去除，有效地降低了后续生化工艺的处理难度。