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题名	聚合铝基复絮凝剂的制备及性能研究
作者	倪帆
学位类别	博士
答辩日期	2012-11
授予单位	中国科学院研究生院
授予地点	北京
导师	栾兆坤，彭先佳
关键词	聚合氯化铝 复合絮凝剂 混凝性能 制备工艺及应用 Polyaluminum chloride composite coagulants coagulation performance preparation and application
其他题名	The properties of composite coagulants prepared from polyaluminum chloride
学位专业	环境工程
中文摘要	新型高效的水处理药剂与材料始终是水处理技术领域中重要的研究方向，其中复合絮凝剂的研究逐渐成为国内外絮凝剂研究和开发的热点，因此开展新型高效复合絮凝剂的制备和应用十分必要。     本文在综述絮凝剂研究和发展现状的基础之上，针对絮凝剂在不同水质处理过程中存在混凝性能有限，性价比较低等实际问题，分别采用镁粉，生物絮凝剂和赤泥与聚合氯化铝复合，制备了三种不同类型的聚合铝基复合絮凝剂。通过研究复合过程中不同组分含量对混凝性能的影响，优化了复合制备工艺参数。同时运用多种分析测试手段进行表征，研究了复合絮凝剂的混凝过程和作用机理。通过聚合铝基赤泥复合絮凝剂的产业化及工程示范，开展了复合絮凝剂处理各种水质的试验及实践应用。主要研究结果如下： （1）针对聚铝处理强碱性印染废水脱色效能有限的问题，制备了聚合铝基镁盐复合絮凝剂，考察不同复配工艺（镁粉聚铝工艺和聚铝镁粉工艺）的处理效果，并采用响应曲面法优化镁粉和聚铝的投加量以及 pH等条件。活性红模拟废水脱色实验表明，采用镁粉与聚铝复配后，无需中和步骤即可有效处理碱性印染废水。镁粉聚铝工艺的处理效果好于聚铝镁粉工艺。 （2）针对生物絮凝剂成本高，单独使用效能较低的问题，采用聚铝对生物絮凝剂改性，制备了聚合铝基生物复合絮凝剂。考察 PACl/CBF比（v/v），反应温度、盐基度和复合工艺（复合法与共聚法）等条件对混凝性能的影响。研究发现，当 PACl/CBF比为   0.05-0.25，盐基度为 1.1-1.7时，复合絮凝剂的混凝性能好于聚铝和生物絮凝剂。复合法制备的絮凝剂混凝性能好于共聚法。通过红外，铝形态分布和扫描电镜等表征发现，铝水解产物与生物絮凝剂分子间存在相互作用，可生成新的复合组分。通过对比生物复合絮凝剂与复配絮凝剂对不同浓度高岭土悬浊液的絮凝效果，确定了复合絮凝剂的最佳使用条件。当高岭土浓度小于  50mg/L时，复合絮凝剂的絮凝效果好于复配絮凝剂。 （3）针对城市污水、工业废水和湖泊富营养化除磷技术难题，采用赤泥调节聚铝半成品酸浸氢铝盐基度，制备了含有赤泥颗粒的聚合铝基赤泥复合絮凝剂。考察了 RM/ACl比（w/v），反应温度，反应时间等制备条件对赤泥复合絮凝剂盐基度和除磷效能的影响。研究发现，赤泥可有效调节盐基度，随着 RM/ACl比的增加，盐基度从2.1%增加到77.3%。赤泥复合絮凝剂的制备条件可优化为：RM/ACl比为0.25，反应温度为80°C，反应时间为 4h。模拟含磷废水除磷实验表明，赤泥复合絮凝剂的最佳絮凝 pH范围为  6.0-8.5，其沉降过程快，对于不同初始磷浓度废水除磷效果好于聚铝。 （4）将赤泥复合絮凝剂进行产业化示范，并应用于各种实际水样处理。研究发现，对于焦化废水 SBR出水，当投加量约为  600 mg/L时，赤泥复合絮凝剂去除 COD效果好于聚铝和聚铁；对于怀柔污水处理厂的城市污水，在活性污泥工艺段投加赤泥复合絮凝剂具有更好的除磷效果；对于海城印染废水，赤泥复合絮凝剂具有和聚铝相当的脱色和 COD去除效果；在湖北兴山香溪河采用船载式药剂搅拌喷洒装置开展水体控磷除藻工程示范，使用赤泥复合絮凝剂可快速降低水体中的磷含量。通过对赤泥复合絮凝剂进行成本分析发现，相对于传统聚铝生产工艺，采用赤泥代替铝酸钙制备复合絮凝剂可节约 22%的生产成本。仅就絮凝除磷效果而言，使用赤泥复合絮凝剂可节约 67%的使用成本，具有较高的性价比。
公开日期	2014-08-22
内容类型	学位论文
源URL	[http://ir.rcees.ac.cn/handle/311016/7647]
专题	生态环境研究中心_环境水质学国家重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	倪帆. 聚合铝基复絮凝剂的制备及性能研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2012.

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