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目前在污水处理领域中应用最普遍且成本较低的方法是混凝沉淀法,而影响混凝沉淀处理效果的关键因素是混凝剂的性能。因此,研制和开发高效能、低毒无公害、低能耗、低成本的新型混凝剂就显得非常重要。 本文首先对混凝剂的研究与进展进行了全面的综述,详细介绍了无机混凝剂的研究状况,并着重介绍了无机高分子混凝剂聚合硅酸硫酸铝(PSAS)的研究进展。 本论文中PSAS的合成是将硫酸铝引入到聚硅酸当中,同时添加稳定剂X。采用的是常温慢速滴定法:将不同Al3+/Si摩尔比的硫酸铝溶液滴入聚硅酸中,添加微量的稳定剂X,快速搅拌1min后,测量混合液的pH值;然后将0.5M NaOH溶液滴定到混合液中,得到所要的碱化度B;在滴定NaOH溶液过程中,655Dosimat微型滴定仪记录整个的pH变化,快速搅拌以保证得到均匀的溶液;最后将混合液密封,在恒温水浴中使其陈化一段时间,即得不同Al3+/Si摩尔比、不同B的聚合硅酸硫酸铝产品(PSAS)。 本文考察了合成因素:硅酸钠的活化pH值、SiO2含量以及温度对聚硅酸合成的影响;考察了原料硫酸铝与硅酸钠的Al3+/Si摩尔比、碱化度B对PSAS的混凝效果和稳定性的影响;考察了陈化时间对PSAS的混凝效果的影响。并将Al3+/Si摩尔比、活化pH值、碱化度B、陈化时间等因素通过正交实验,得出最佳的PSAS合成工艺。 利用IR和XRD测试手段对所合成的PSAS进行表征,分析其结构特点;为了进一步认识PSAS的混凝机理,将硫酸铝和聚硅酸分开投加做混凝效果实验,与PSAS的混凝效果对比实验,从具体实验推测PSAS中的硫酸铝和聚硅酸之间发生了强化混凝效果的反应。 通过改变高岭土悬浊液中的微粒粒径大小、浊液浓度、浊液pH值、搅拌条件以及水温等实验条件进行模拟浊水净化效果实验,测量PSAS的除浊率、脱色率,并跟踪拍摄了PSAS净水效果的过程,分析和研究了这些因素对PSAS混凝过程的影响规律。