聚硅酸鋁鐵絮凝劑的制備及在廢水處理中的應(yīng)用研究.pdf

1、近年來，隨著我國的電力工業(yè)的迅速發(fā)展，粉煤灰排放量也急劇增加，粉煤灰開發(fā)利用稱為一個亟待解決的問題。水是人類賴以生存的物質(zhì)基礎(chǔ)，水資源危機(jī)問題已成為制約我國經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展的主要因素，而水體污染破壞水資源是造成水資源危機(jī)的重要原因。聚硅酸鋁鐵絮凝劑綜合了聚硅酸的粘結(jié)聚集、吸附-架橋效能強(qiáng)，鋁鹽絮體大、脫色性能好及鐵鹽絮體密實(shí)、沉降速度快等特點(diǎn)，在除濁、脫色、去除有機(jī)物和重金屬離子等方面較同類其它品種有更好的效果，是目前國內(nèi)外水處理劑領(lǐng)域研

2、究開發(fā)的熱點(diǎn)。如何變廢為寶，以粉煤灰制備聚硅酸鋁鐵絮凝劑已成為現(xiàn)階段研究的重要方向。
　　 本實(shí)驗(yàn)以粉煤灰為原料，碳酸鈉為助熔劑，從結(jié)合緊密的玻璃體中溶解出鋁、鐵等元素，并通過正交實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了鋁鐵的溶出工藝以及鋁、鐵與聚硅酸進(jìn)行復(fù)合共聚時制取聚硅酸鋁鐵絮凝劑的工藝，用XRD對其進(jìn)行表征，動態(tài)光散射儀測定其粒徑和Zeta電位，并利用自制的絮凝劑對模擬高嶺土廢水、造紙中段廢水、模擬有機(jī)染料廢水等進(jìn)行了處理，取得了較為滿意的效果，最終得

3、到如下結(jié)論：
　　 (1)以粉煤灰為主要原料，通過焙燒、酸浸、聚合等步驟制備了一種無機(jī)高分子絮凝劑-聚硅酸鋁鐵(PSAFC)；
　　 (2)在Al3+、Fe3+的溶出實(shí)驗(yàn)中，采用了一種新的加熱方法-微波加熱法，與普通油浴加熱的溶出效果相比具有很大的優(yōu)勢，并確定了最佳的微波加熱時間為8min；
　　 (3)以Al3+、Fe3+溶出率為指標(biāo)，分別通過單因素和L16(45)正交試驗(yàn)研究了m(Na2CO3):m(粉煤灰)

4、、溶出溫度、鹽酸濃度及溶出時間等因素對溶出率的影響，并得出最佳的制備工藝：焙燒溫度為900℃，溶出溫度為70℃，鹽酸濃度為20％，溶出時間為2h,m(Na2CO3):m(粉煤灰)為0.1:1，在最佳工藝下粉煤灰中Al3+的溶出率達(dá)到最大值69.8％；以同法得出Fe3+的最大溶出率57.5％；
　　 (4)通過L9(34)正交實(shí)驗(yàn)研究了各工藝因素對處理廢水后透光率的影響，影響大小為n(聚硅酸物質(zhì)的量):n(Al3+物質(zhì)的量)＞熟化

5、溫度＞混合液pH＞n（聚硅酸）：n(Fe3+)；并得出聚硅酸鋁鐵的最佳制備條件為n（聚硅酸）：n(Al3+）=1:0.5,n（聚硅酸物質(zhì)的量）：n（Fe3+物質(zhì)的量）=1:0.5，混合液pH為5.0，熟化溫度為60℃，在此工藝下的最大透光率為79.1％；
　　 (5)聚硅酸鋁鐵、聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鐵(PFC)處理模擬高嶺土廢水研究。比較了各絮凝劑不同投加量對除濁的影響，絮凝劑PSAFC、PAC、PFC在最佳投加量分別

6、為100mg.L-1、200mg.L-1、250mg.L.1，處理后模擬高嶺土廢水剩余濁度分別為0.62NTU、4.78NTU、8.45NTU；
　　 (6)本實(shí)驗(yàn)所制得聚硅酸鋁鐵對造紙中段廢水中的CODcr去除率達(dá)81.3％。與PAC、PFC相比，用PSAFC處理造紙中段廢水，具有pH適用范圍廣、投加量低的特點(diǎn)。綜合效果明顯優(yōu)于PFC和PAC；
　　 (7)用聚硅酸鋁鐵絮凝劑PSAFC對活性艷藍(lán)X-BR、活性黃X-R、

7、活性紫K-3R、活性黑K-BR等多種模擬有機(jī)染料廢水進(jìn)行處理，具有良好的脫色效果，脫色率均在80％以上；
　　 (8)XRD結(jié)果顯示，PSAFC中并不能檢測出典型晶形物質(zhì)Fe2(SO4)3、Fe2O3、Fe(OH)3、Fe3O4、Al2(SO4)3、Al2O3及SiO2等的衍射峰，說明Fe3+、Al3+和SO42-等物質(zhì)均已參加了聚合反應(yīng)，形成了聚合物，而不是簡單的物理共混或者是各原料自聚的結(jié)果；動態(tài)光散射檢測其粒徑呈正態(tài)分布，