本文關(guān)鍵詞：礦物材料麥飯石絮凝劑的制備及特性研究

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【摘要】：絮凝法作為水處理過程中重要方法之一,采用工藝簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)高效、無毒無害的絮凝劑一直是水處理中的核心。因此,研制和開發(fā)安全高效、無毒害作用的絮凝劑一直是國(guó)內(nèi)外重要研究方向,具有重大意義。本文以天然礦物材料麥飯石作為原料,在常溫下制備一種新型無機(jī)礦物材料絮凝劑,并對(duì)其性能、應(yīng)用效果絮凝機(jī)理進(jìn)行探討分析。本研究以礦物材料麥飯石為原料,酸作為改性劑制備了礦物材料絮凝劑,通過單因素實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)考察原料的粒徑、煅燒溫度、酸改性劑種類濃度對(duì)絮凝效果的影響,篩選出了麥飯石絮凝劑最佳制備條件:將原料研磨3.5 min后,以質(zhì)量濃度為25%的酸作為酸改性劑,常溫條件下充分?jǐn)嚢杌旌响o置,得到半固態(tài)膠狀絮凝劑,并于95℃C條件下進(jìn)行烘干2 h后置于105℃烘箱中烘干12 h,經(jīng)粉碎制得粉末狀絮凝劑。通過SEM、XRD等對(duì)制得的絮凝劑進(jìn)行表征分析,結(jié)果表明:與麥飯石原料結(jié)構(gòu)相類似,酸改性制得的麥飯石絮凝劑也呈層片狀,其表面吸附了大量團(tuán)聚結(jié)構(gòu)的微粒,同時(shí)具有多孔結(jié)構(gòu),比表面積較原料減小。酸改性后使原料內(nèi)部孔洞間充滿酸溶性物質(zhì),可以發(fā)揮絮凝劑用,對(duì)麥飯石絮凝劑超聲清洗后發(fā)現(xiàn)其比表面積增大。通過絮凝實(shí)驗(yàn),確定了麥飯石絮凝劑的最佳水動(dòng)力條件;采用單因素實(shí)驗(yàn)詳細(xì)考察了絮凝劑投加量、水樣pH值、溫度等對(duì)絮凝效果的影響。通過與市售PAC、PFS作對(duì)比處理自配模擬水樣和校園景觀湖水發(fā)現(xiàn),雖然投加量及處理較差,但絮體沉降性能明顯優(yōu)于市售PAC、PFS。通過測(cè)定濁度、CODcr、BOD_5、TOC等評(píng)價(jià)了自制絮凝劑的絮凝性能。結(jié)果表明:麥飯石絮凝劑絮凝效果最佳條件為:投加量為600mg/L、水溫30℃,水樣pH為8時(shí),此時(shí)模擬水樣濁度可從212 NTU下降到2.73 NTU,濁度去除率達(dá)98.71%。麥飯石絮凝劑適應(yīng)范圍較廣,在pH范圍5～11、水溫范圍為15～40℃均有良好的處理效果。最后通過SEM和Zeta電位對(duì)麥飯石絮凝劑機(jī)理進(jìn)行分析,認(rèn)為在麥飯石絮凝過程中主要發(fā)揮的是吸附電中和作用。此外通過自制麥飯石絮凝劑與市售PAC進(jìn)行復(fù)配,發(fā)現(xiàn)在保證處理效果的同時(shí),可以有效減少投加量及產(chǎn)生絮體的體積。
【關(guān)鍵詞】：礦物材料 麥飯石 絮凝劑 Zeta電位 PAC
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ085.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 前言9-23
• 1.1 地球水資源現(xiàn)狀9
• 1.2 我國(guó)水資源及污染現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1 我國(guó)水資源現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 我國(guó)水污染現(xiàn)狀10
• 1.3 礦物材料特性及應(yīng)用10-16
• 1.3.1 礦物材料特點(diǎn)及應(yīng)用10-12
• 1.3.2 天然礦物材料麥飯石12-16
• 1.4 絮凝劑種類16-18
• 1.4.1 無機(jī)絮凝劑17
• 1.4.2 有機(jī)絮凝劑17
• 1.4.3 微生物絮凝劑17-18
• 1.4.4 復(fù)合絮凝劑18
• 1.5 絮凝劑作用機(jī)理18-21
• 1.5.1 壓縮雙電層19
• 1.5.2 吸附電中和19-20
• 1.5.3 吸附架橋20-21
• 1.5.4 網(wǎng)捕卷掃21
• 1.6 本課題研究意義及主要研究?jī)?nèi)容21-23
• 1.6.1 研究意義21-22
• 1.6.2 主要研究?jī)?nèi)容22-23
• 2 礦物材料麥飯石絮凝劑的制備23-32
• 2.1 引言23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)部分23-26
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器、試劑及水樣23-24
• 2.2.2 技術(shù)路線24-25
• 2.2.3 實(shí)驗(yàn)方法25
• 2.2.4 分析方法25-26
• 2.3 結(jié)果與討論26-31
• 2.3.1 絮凝劑原料的選擇26-27
• 2.3.2 改性劑對(duì)絮凝效果的影響27
• 2.3.3 粒徑對(duì)絮凝效果的影響27-28
• 2.3.4 酸濃度對(duì)絮凝效果的影響28-29
• 2.3.5 原料煅燒溫度對(duì)絮凝效果的影響29-30
• 2.3.6 制備溫度對(duì)絮凝效果的影響30-31
• 2.4 本章小結(jié)31-32
• 3 麥飯石絮凝劑的絮凝性能及機(jī)理分析32-60
• 3.1 引言32
• 3.2 實(shí)驗(yàn)部分32-36
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)儀器、試劑及水樣32-33
• 3.2.2 實(shí)驗(yàn)試劑33-34
• 3.2.3 實(shí)驗(yàn)方法34
• 3.2.4 絮凝劑表征方法34
• 3.2.5 分析方法34-36
• 3.3 結(jié)果與討論36-58
• 3.3.0 麥飯石絮凝劑的結(jié)構(gòu)表征36-38
• 3.3.1 麥飯石絮凝劑最佳水力條件分析38-44
• 3.3.2 麥飯石絮凝劑絮凝性能分析44-47
• 3.3.3 麥飯石絮凝劑應(yīng)用性分析47-56
• 3.3.4 麥飯石絮凝劑絮凝機(jī)理探討56-58
• 3.4 成本估算58-59
• 3.5 本章小結(jié)59-60
• 4 結(jié)論60-61
• 5 展望61-62
• 6 參考文獻(xiàn)62-68
• 7 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況68-69
• 8 致謝69

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