本文選題：混凝劑　切入點：聚合氯化鋁　出處：《重慶大學(xué)》2015年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：水體富營養(yǎng)化引起的水華對飲用水安全構(gòu)成了較大威脅。這種威脅不僅來自于藻類過量繁殖,更來自于其所產(chǎn)胞外有機物(EOM)。含藻水體中EOM的去除應(yīng)引起廣泛關(guān)注。混凝法是飲用水處理過程中十分重要的工藝。研究混凝法對EOM的去除效率及機理具有實際意義。混凝劑是混凝法的核心,且混凝劑性能好壞直接關(guān)系到混凝處理效率。聚合氯化鋁(PAC)是最常用的混凝劑,其市場需求量巨大。但現(xiàn)有PAC工業(yè)制備方法存在不足,有必要對其進行改進。本論文采用新型凝膠法制備了PAC溶液,分析了其鋁形態(tài)分布、穩(wěn)定性、混凝效率等產(chǎn)品性能,并優(yōu)化了其制備條件。論文還進一步研究了活性氫氧化鋁凝膠對PAC產(chǎn)品性能的影響。在PAC混凝處理含藻水體中EOM的研究中,論文對比了PAC2.0對溶解型胞外有機物(dEOM)和粘附型胞外有機物(bEOM)的混凝去除效果,探究了dEOM、bEOM在藻類混凝去除過程中的作用,分析了dEOM、bEOM與PAC的相互作用及相關(guān)混凝機理。為了驗證PAC對dEOM的混凝處理效果,論文將自制PAC用于實際含藻湖泊水的處理中。論文的主要研究內(nèi)容及結(jié)論如下:①新型凝膠法制備PAC的過程為:首先,氫氧化鋁固體與氫氧化鈉在100 oC下充分反應(yīng),得到鋁酸鈉溶液;然后,根據(jù)設(shè)定的鹽基度加入鹽酸溶液;最后,待酸溶過程中產(chǎn)生的活性氫氧化鋁凝膠溶解后,即得PAC溶液。此方法制得的PAC2.0具有最高的Alb、Al13含量和最好的混凝性能,繼續(xù)提高鹽基度將導(dǎo)致產(chǎn)品性能的下降。在制備過程中,增加酸溶溫度可減少PAC制備時間。但在常溫下酸溶制備PAC能大大降低生產(chǎn)能耗,且更具有實際工業(yè)生產(chǎn)價值。不同的酸溶溫度對應(yīng)不同的最優(yōu)加熱時間,超過最優(yōu)加熱時間,Alb含量反而下降。適中的鹽酸濃度將更有利于新型凝膠法制備PAC。②在新型凝膠法制備PAC過程中,適量的添加活性氫氧化鋁凝膠可提高Alb含量。而在PAC陳化過程中,加入活性氫氧化鋁凝膠有促進鋁水解的作用。加入的活性氫氧化鋁凝膠會在初期增加Alb含量,但隨后Alb含量開始下降。且活性氫氧化鋁凝膠加入量越大、PAC初始陳化時間越長,Alb含量下降越明顯。活性氫氧化鋁凝膠降低了PAC的處理效率,但減輕了過量投加混凝劑時造成的處理效果惡化和殘余鋁濃度超標(biāo)。③在銅綠微囊藻不同生長時期提取的dEOM和bEOM具有不同的濃度、組成和結(jié)構(gòu)。一般dEOM和bEOM的濃度會隨著培養(yǎng)時間的延長而增加。dEOM具有較多含氨基的有機物,bEOMDP則具有較多含苯環(huán)的有機物。bEOM具有較寬的分子量分布,且其分子量分布基本不隨培養(yǎng)時間改變,而dEOM中大分子量有機物的含量會隨著藻類培養(yǎng)時間的延長而減少。bEOM主要由色氨酸類有機物、芳香族類有機物和少量的溶解性微生物產(chǎn)有機物構(gòu)成;而dEOM的組成在不同生長時期變化較大,一些新的腐殖酸類有機物、富里酸類有機物和溶解性微生物產(chǎn)有機物隨著藻類培養(yǎng)時間的延長而產(chǎn)生。④PAC對bEOM的去除效果較好、所需投加量較少、混凝效率較高,而其對dEOM去除效果較差,且所需的混凝劑投加量較大。dEOM和bEOM的混凝去除與疏水性有機物的去除存在一定的正相關(guān)性。低分子量的有機物能被PAC有效去除,而PAC2.0對高分子量的有機物去除效果不明顯。PAC對bEOM中色氨酸類和芳香族類有機物有較好的去除效果。PAC對不同dEOM和bEOM中溶解性微生物產(chǎn)有機物的混凝去除效果相差較大。dEOM和bEOM上的O-H、N-H、C-N和C-O活性基團與Al(III)有較強的相互作用,而Al(III)與不飽和C=N和P-H之間的相互作用較弱。⑤bEOM有促進水體中藻類去除的作用,而d EOM可能與Al(III)結(jié)合,并生成穩(wěn)定絡(luò)合物,阻礙了混凝的進行。且在含藻廢水處理以后,水體中殘留的EOM主要為dEOM。電中和作用不是藻類、dEOM和bEOM混凝去除的唯一機理。在dEOM的混凝去除過程中,Al13、Al(OH)3(am)的吸附作用使得其被少量去除。而bEOM除了與Al(III)形成不溶膠體顆粒之外,Al13的架橋作用,Al(OH)3(am)以及所產(chǎn)絮體的吸附、網(wǎng)捕、卷掃作用也在bEOM的混凝去除過程中不可或缺。⑥PAC對含藻湖泊水中藻類有較好的去除,但是對其中dEOM的去除效果較差。PAC對dEOM中芳香族類有機物有一定的去除效果,而對色氨酸類有機物和富里酸類有機物去除效果不明顯。在自然水體中,dEOM與藻類或其它膠體顆粒的共絮凝作用促進了dEOM的去除。通過采用調(diào)節(jié)自然水體的pH值和使用PAC-PDMDAAC復(fù)配混凝劑的強化混凝措施,可提高dEOM的去除效果。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：X52;TU991.2

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李偉英;“混凝”新釋義及混凝技術(shù)[J];工業(yè)用水與廢水;2001年02期

2 余承烈,寧林紅;對混凝過程的幾點新認識[J];輕金屬;2003年11期

3 湛含輝,張曉琪,羅定提;混凝機理的研究現(xiàn)狀及其定義[J];株洲工學(xué)院學(xué)報;2003年05期

4 湛含輝,張曉琪;混凝過程機理研究及其物理模型[J];選煤技術(shù);2003年05期

5 含輝;混凝(沉降)反應(yīng)試驗成果及研究方向[J];煤炭加工與綜合利用;2004年01期

6 張健;;強化混凝處理城市納污河污水運行過程中攪拌能量的影響[J];環(huán)境工程學(xué)報;2008年10期

7 劉前軍;南軍;李圭白;;鋼鐵總排廢水混凝過程的動態(tài)監(jiān)測[J];中國給水排水;2011年21期

8 郭起華;;印染廢水混凝過程中磷酸鹽作用初探[J];工業(yè)水處理;1987年03期

9 王志石;膠體的光學(xué)效應(yīng)及混凝速率的測定[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1989年03期

10 王繼徽;;制革綜合廢水混凝處理優(yōu)化條件研究[J];湖南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);1993年02期

相關(guān)會議論文 前5條

1 趙宗升;章雙霜;柴峰;賈維靖;;混凝動力學(xué)的發(fā)展歷程[A];2010中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集(第四卷)[C];2010年

2 王曉昌;金鵬康;;水中天然腐植酸的混凝過程和機理研究[A];中國化學(xué)會第七屆水處理化學(xué)大會暨學(xué)術(shù)研討會會議論文集[C];2004年

3 邴永鑫;虢清偉;許振成;易皓;崔愷;;預(yù)氧化+混凝去除飲用水中高濃度鉈的工藝研究[A];中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會光大環(huán)保優(yōu)秀論文集（2014）[C];2014年

4 邴永鑫;虢清偉;許振成;易皓;崔愷;;預(yù)氧化+混凝去除飲用水中高濃度鉈的工藝研究[A];2014中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會學(xué)術(shù)年會論文集（第五章）[C];2014年

5 關(guān)小紅;李朝陽;王琪;;As(Ⅴ)/As(Ⅲ)在FeCl_3混凝過程中的行為比較[A];第六屆全國環(huán)境化學(xué)大會暨環(huán)境科學(xué)儀器與分析儀器展覽會摘要集[C];2011年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前7條

1 唐曉e，

本文編號：1609236