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新型絮凝剂（PASC）的制备及其应用性能研究

作　者: 王威
导　师: 赵雅芝
学　校: 大连理工大学
专　业: 水科学与技术
关键词: 水处理絮凝剂羧甲基淀粉制备
分类号: X703.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

目前在污水处理领域中,混凝沉淀法是应用最普遍且成本较低的处理工艺。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,因此,研制和开发高效、无公害、低成本的新型絮凝剂便是实现絮凝过程优化的核心技术,同时也是广大环境科学工作者一直以来所关注的研究课题。本研究在特定的工艺条件下以酸性铝盐A及碱式铝盐B为基本合成原料,且引入助凝剂X和羧甲基淀粉CMS制得复合絮凝剂PASC。实验中首先制备碱式铝盐B与助凝剂X和羧甲基淀粉CMS的预制液,而后将预制液在高速剪切的工艺条件下以一定的流速加入到酸性铝盐A的饱和溶液中,反应一段时间后,将全部反应液移入三口烧瓶内进行熟化,便合成了一种淀粉改性的无机-有机复合絮凝剂PASC的液体产品。通过正交对比实验,确定了制备复合絮凝剂PASC的最佳工艺条件。其中原料配比为50.00 gA、5.55 gB、2.90 gX与0.50 gCMS,反应时间为30 min,熟化温度为45℃,熟化时间为7h。小试絮凝评价实验表明:根据最佳工艺条件合成的复合絮凝剂PASC的pH值适用范围较宽,受温度影响较小,在废水处理中投加量少,除浊脱色效果显著,沉降速度快,COD去除能力较强,尤其在处理偏低温低浊水时的效果明显强于PAC,是一种新型高效的复合絮凝剂。利用IR和SEM测试手段对所合成的PASC进行表征,分析其结构特点;为了进一步认识PASC的混凝机理,将未引入CMS合成的絮凝剂PASS与CMS分开投加做混凝效果实验,与PASC的混凝效果进行对比,从具体实验推测PASC中无机部分与有机部分发生了强化混凝效果的反应。本研究中PASC的制备工艺在常温常压下以廉价铝盐为原料采用一步合成法,其原料易得,工艺简短,操作简便,成本较低,且绿色环保。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
引言  9-10
1 绪论  10-26
  1.1 絮凝机理  10-13
  1.2 絮凝剂的种类和发展状况  13-14
  1.3 无机絮凝剂  14-18
    1.3.1 无机絮凝剂的种类  14-15
    1.3.2 无机絮凝剂的发展方向  15-18
  1.4 有机絮凝剂  18-21
    1.4.1 有机絮凝剂的概况  18
    1.4.2 有机絮凝剂的类型  18-19
    1.4.3 有机絮凝剂的作用机理  19-20
    1.4.4 有机絮凝剂的性能及应用  20-21
  1.5 有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂的比较  21-22
  1.6 淀粉的化学结构及其物化性质  22-23
  1.7 淀粉改性产物  23-24
    1.7.1 预糊化淀粉  23
    1.7.2 羧甲基淀粉  23-24
  1.8 我国絮凝剂发展中存在的问题  24-26
2 实验条件及方法  26-30
  2.1 实验试剂及仪器  26-27
    2.1.1 实验试剂  26-27
    2.1.2 实验仪器  27
  2.2 絮凝剂相关指标的测定方法  27-29
    2.2.1 密度的测定  27
    2.2.2 pH值的测定  27
    2.2.3 氧化铝(Al_2O_3)含量的测定  27-28
    2.2.4 碱化度的测定  28-29
  2.3 混凝实验方法  29
  2.4 各项水质指标的测定方法  29-30
    2.4.1 浊度的测定  29
    2.4.2 色度的测定  29
    2.4.3 化学需氧量(COD)的测定  29-30
3 新型复合絮凝剂的制备条件优化及各项理化指标的测定  30-51
  3.1 新型复合絮凝剂的合成方法  30
  3.2 新型复合絮凝剂原料的选取  30-33
    3.2.1 引入助凝剂X和有机高分子物质的必要性  30-33
    3.2.2 有机高分子物质的选择  33
  3.3 PASC的制备工艺参数优化  33-48
    3.3.1 反应时间的优化  33-35
    3.3.2 碱式铝盐B用量的优化  35-38
    3.3.3 助凝剂X用量的优化  38-40
    3.3.4 羧甲基淀粉(CMS)用量的优化  40-43
    3.3.5 熟化温度的优化  43-45
    3.3.6 熟化时间的优化  45-48
  3.4 PASC稳定性的考察  48-50
    3.4.1 氧化铝含量稳定性考察试验  48
    3.4.2 碱化度稳定性考察试验  48-49
    3.4.3 pH值稳定性考察试验  49-50
  3.5 本章小结  50-51
4 PASC的应用性能研究  51-66
  4.1 药剂投加量对除浊效果影响对比实验  51-55
  4.2 原水水温对除浊效果影响对比实验  55-56
  4.3 原水pH值对除浊效果影响对比实验  56-57
  4.4 染料废水脱色效率对比实验  57-63
    4.4.1 PASC和PAC对分散橙染料液脱色效果对比  57-59
    4.4.2 PASC和PAC对活性红染料液脱色效果对比  59-61
    4.4.3 PASC和PAC对分散黑染料液脱色效果对比  61-63
  4.5 PASC和PAC对COD去除效果对比实验  63-64
  4.6 絮凝出水残留铝对比实验  64
  4.7 本章小结  64-66
5 PASC的结构及混凝机理  66-71
  5.1 结构表征  66-68
    5.1.1 红外光谱(IR)测定PASC结构  66-67
    5.1.2 扫描电镜(SEM)测定PASC结构  67-68
  5.2 PASC混凝机理的推测  68-70
  5.3 本章小结  70-71
6 焙烧法制备絮凝剂的研究  71-74
  6.1 仅以酸性铝盐A为原料  71-72
  6.2 以酸性铝盐A和碱式铝盐B为原料  72-74
结论  74-76
参考文献  76-79
攻读硕士学位期间发表学术论文情况  79-80
致谢  80-81

新型絮凝剂（PASC）的制备及其应用性能研究

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