本文關鍵詞：礦物材料絮凝劑的制備與特性研究

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【摘要】：經濟高效、工藝簡單、操作方便的絮凝法是水處理中廣泛應用的方法,絮凝劑是該法的核心。因此,研制和開發(fā)經濟、高效、安全的絮凝劑是國內外重要研究方向之一,具有極大研究意義。本研究以黏土礦物為原料,以酸為改性劑制備了礦物材料絮凝劑,通過系統(tǒng)考察原料的種類、粒徑、煅燒溫度和改性劑對絮凝劑效果的影響,篩選出了適宜的絮凝劑制備條件并對最優(yōu)的絮凝劑進行了SEM、XRD、FTIR表征和比表面積分析。采用單因素實驗詳細考察了絮凝劑投加量、攪拌速率和時間等對絮凝劑絮凝效果的影響。通過與商品PAC作對比,評價了自制絮凝劑的絮凝性能,測定濁度、Zeta電位等指標。此外還對自制絮凝劑的絮凝機理進行了初步探討。研究結果表明：(1)麥飯石、紅火山灰與蛭石為原料制得絮凝劑的絮凝效果明顯優(yōu)于珍珠巖和白火山灰制得絮凝劑。蛭石經質量濃度為25%的硫酸改性后,制備絮凝劑,此時濁度去除率為95.53%。(2)與蛭石原料結構相似,蛭石絮凝劑也呈層片狀,但絮凝劑表面吸附了大量團聚結構的微粒,并具有多孔結構,比表面積較原料減小。經酸改性使蛭石孔洞間充滿酸溶性物質,可以發(fā)揮絮凝劑用,超聲清洗后的絮凝劑比表面積增大。酸改性使蛭石內部元素的物相發(fā)生明顯變化,但層間結構基本不變。(3)絮凝劑投加量、攪拌速率和時間等因素對絮凝劑的絮凝效果均有影響。蛭石絮凝劑絮凝效果最佳條件為：水溫30℃,水樣pH=8,絮凝劑投加量為300 m/L,120 r/min陜速攪拌2min,40 r/min慢速攪拌15 min,靜置20 min。此時模擬水樣濁度可從189.3NTU下降到0.6 NTU,濁度去除率達99.7%。(4)與PAC相比,蛭石絮凝劑對水樣電導率變化不明顯,不會增加水樣復雜程度；投入水體能迅速產生礬花,沉降速度快,絮體密實,且沉降后絮體能夠考慮二次利用。蛭石絮凝劑對水體pH影響不大；在水中殘余鋁元素含量在飲用水標準(0.2mg/L)范圍內,鐵元素含量隨投加量增加而變大；在一定投加范圍內對水的CODc,和BOD5有去除效果；降低水中膠粒的Zeta電位。但蛭石絮凝劑對水樣去濁率比PAC較低。(5)與PAC絮凝過程中同時存在吸附電中和及網捕兩種機理不同,自制蛭石絮凝劑主要絮凝機理為吸附電中和機理。
【關鍵詞】：礦物材料 蛭石 絮凝劑 PAC
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：X703
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 前言9-22
• 1.1 我國水資源與水污染現(xiàn)狀9-11
• 1.1.1 我國水資源現(xiàn)狀9-10
• 1.1.2 我國水污染現(xiàn)狀10-11
• 1.2 絮凝劑介紹11-12
• 1.3 天然黏土礦物材料12-16
• 1.3.1 珍珠巖12-13
• 1.3.2 麥飯石13
• 1.3.3 火山灰13-14
• 1.3.4 蛭石14-16
• 1.4 礦物材料作絮凝劑研究進展16-17
• 1.5 絮凝機理17-20
• 1.5.1 絮凝四種機理17-19
• 1.5.2 鋁鹽絮凝劑的作用機理19-20
• 1.6 本課題研究意義及主要研究內容20-22
• 1.6.1 研究意義20-21
• 1.6.2 主要研究內容21-22
• 2 礦物材料絮凝劑的制備22-30
• 2.1 實驗部分22-24
• 2.1.1 實驗原料與水樣22
• 2.1.2 實驗儀器22-23
• 2.1.3 實驗試劑23
• 2.1.4 實驗方法23
• 2.1.5 絮凝劑的制備23-24
• 2.1.6 絮凝實驗24
• 2.2 結果與討論24-29
• 2.2.1 原料對絮凝效果的影響24-25
• 2.2.2 改性劑對絮凝效果的影響25-26
• 2.2.3 蛭石粒徑對絮凝效果的影響26-27
• 2.2.4 硫酸濃度對絮凝效果的影響27-28
• 2.2.5 蛭石煅燒溫度對絮凝效果的影響28-29
• 2.3 本章小結29-30
• 3 絮凝劑的絮凝效果特性研究30-61
• 3.1 實驗部分30-34
• 3.1.1 實驗儀器30
• 3.1.2 實驗試劑30-31
• 3.1.3 絮凝劑表征方法31-32
• 3.1.4 絮凝劑性能分析方法32-34
• 3.1.5 絮凝試驗34
• 3.2 結果與討論34-59
• 3.2.1 絮凝劑的結構特性34-39
• 3.2.2 單因素實驗39-46
• 3.2.3 景觀河水中自制絮凝劑性能評價46-52
• 3.2.4 養(yǎng)魚廢水中自制絮凝劑性能評價52-57
• 3.2.5 絮凝機理探討57-59
• 3.3 成本估算59-60
• 3.4 本章小結60-61
• 4 結論61-62
• 5 展望62-63
• 6 參考文獻63-68
• 7 攻讀碩士學位期間發(fā)表論文情況68-69
• 8 致謝69

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