论文部分内容阅读
焦化废水中的COD、氨氮及有机污染物含量高,是一种处理难度较大的工业污水。现有研究表明,焦化废水混凝预处理一般不能有效去除有机污染物,因此可能会对生化处理中的微生物有抑制作用,影响后续处理效果,加重深度处理负担。钛盐絮凝剂因其无生物毒性、混凝效果优良等特点,近年来备受关注。本论文研究了聚硅酸钛（PTSC）高效絮凝剂的制备方法及其在实际焦化废水混凝处理中的应用,旨在有效降低焦化废水中有机污染物浓度,提高废水可生化性和深度处理效率。主要内容如下:（1）以硅酸钠、四氯化钛为原料采用复合聚合法制备了PTSC絮凝剂,通过响应面分析法考察了Si/Ti摩尔比（A）、碱化度（B）、活化时间（C）对高岭土-腐殖酸模拟废水混凝处理的影响,优化出PTSC的制备条件:Si/Ti（A）=0.51、碱化度B值（B）=0.39、活化时间（C）=17.70 h,此条件下PTSC对模拟废水的浊度、UV254去除率可达到98.3%、96.2%。通过FTIR和XRD分析对其进行表征,结果表明PTSC絮凝剂存在Si-O-Ti、Ti-OH结构。（2）研究了不同絮凝剂投加量下,PTSC、聚合氯化铝（PAC）和阳离子聚丙烯酰胺（CPAM）对高岭土-腐殖酸模拟废水的混凝性能和沉降性能。结果表明,在相同投加量范围内,PTSC比CAPM、PAC具有更佳的混凝、沉降效果。将PTSC絮凝剂应用于焦化废水的原水和生化出水中,发现在投加量为300 mg/L时,对焦化废水原水中浊度、UV254、COD、DOC去除率可分别达到98%、11%、30%、25%,对生化出水中浊度、UV254、COD、DOC的去除率可分别达到92%、28.5%、59%、64.5%。通过GC-MS分析发现,经过PTSC絮凝剂处理后的焦化废水原水和生化出水,有机物浓度明显下降,种类明显减少。（3）以γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷（APDES）、四氯化钛为原料用复合法制备PT-AP絮凝剂,通过单因素实验考察了Si/Ti摩尔比、碱化度B值、活化时间对高岭土-腐殖酸模拟废水混凝性能的影响,优化出制备条件。通过对高岭土-腐殖酸模拟废水的处理实验,结果表明PT-AP絮凝剂在Si/Ti摩尔比为0.5、碱化度B值为0.5、活化时间在0.5-60天时,投加量为50 mg/L时对浊度和UV254的去除率就可达到98%和98.7%,相比无机絮凝剂PTSC对模拟废水的处理效果,投加量减少了10 mg/L,但浊度去除率和UV254去除率更高,混凝效果更好。使用全反射红外（ATR-FTIR）对PTC、PT-AP进行表征,发现PTC中存在Ti-O-Ti结构,PT-AP絮凝剂中存在Si-O-Ti和Ti-O-Ti结构。