【摘要】：焦化廢水中的COD、氨氮及有機(jī)污染物含量高,是一種處理難度較大的工業(yè)污水。現(xiàn)有研究表明,焦化廢水混凝預(yù)處理一般不能有效去除有機(jī)污染物,因此可能會(huì)對生化處理中的微生物有抑制作用,影響后續(xù)處理效果,加重深度處理負(fù)擔(dān)。鈦鹽絮凝劑因其無生物毒性、混凝效果優(yōu)良等特點(diǎn),近年來備受關(guān)注。本論文研究了聚硅酸鈦(PTSC)高效絮凝劑的制備方法及其在實(shí)際焦化廢水混凝處理中的應(yīng)用,旨在有效降低焦化廢水中有機(jī)污染物濃度,提高廢水可生化性和深度處理效率。主要內(nèi)容如下:(1)以硅酸鈉、四氯化鈦為原料采用復(fù)合聚合法制備了PTSC絮凝劑,通過響應(yīng)面分析法考察了Si/Ti摩爾比(A)、堿化度(B)、活化時(shí)間(C)對高嶺土-腐殖酸模擬廢水混凝處理的影響,優(yōu)化出PTSC的制備條件:Si/Ti(A)=0.51、堿化度B值(B)=0.39、活化時(shí)間(C)=17.70 h,此條件下PTSC對模擬廢水的濁度、UV_(254)去除率可達(dá)到98.3%、96.2%。通過FTIR和XRD分析對其進(jìn)行表征,結(jié)果表明PTSC絮凝劑存在Si-O-Ti、Ti-OH結(jié)構(gòu)。(2)研究了不同絮凝劑投加量下,PTSC、聚合氯化鋁(PAC)和陽離子聚丙烯酰胺(CPAM)對高嶺土-腐殖酸模擬廢水的混凝性能和沉降性能。結(jié)果表明,在相同投加量范圍內(nèi),PTSC比CAPM、PAC具有更佳的混凝、沉降效果。將PTSC絮凝劑應(yīng)用于焦化廢水的原水和生化出水中,發(fā)現(xiàn)在投加量為300 mg/L時(shí),對焦化廢水原水中濁度、UV_(254)、COD、DOC去除率可分別達(dá)到98%、11%、30%、25%,對生化出水中濁度、UV_(254)、COD、DOC的去除率可分別達(dá)到92%、28.5%、59%、64.5%。通過GC-MS分析發(fā)現(xiàn),經(jīng)過PTSC絮凝劑處理后的焦化廢水原水和生化出水,有機(jī)物濃度明顯下降,種類明顯減少。(3)以γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷(APDES)、四氯化鈦為原料用復(fù)合法制備PT-AP絮凝劑,通過單因素實(shí)驗(yàn)考察了Si/Ti摩爾比、堿化度B值、活化時(shí)間對高嶺土-腐殖酸模擬廢水混凝性能的影響,優(yōu)化出制備條件。通過對高嶺土-腐殖酸模擬廢水的處理實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明PT-AP絮凝劑在Si/Ti摩爾比為0.5、堿化度B值為0.5、活化時(shí)間在0.5-60天時(shí),投加量為50 mg/L時(shí)對濁度和UV_(254)的去除率就可達(dá)到98%和98.7%,相比無機(jī)絮凝劑PTSC對模擬廢水的處理效果,投加量減少了10 mg/L,但濁度去除率和UV_(254)去除率更高,混凝效果更好。使用全反射紅外(ATR-FTIR)對PTC、PT-AP進(jìn)行表征,發(fā)現(xiàn)PTC中存在Ti-O-Ti結(jié)構(gòu),PT-AP絮凝劑中存在Si-O-Ti和Ti-O-Ti結(jié)構(gòu)。
【圖文】：

第一章 緒論活化時(shí)間（C）為影響因子，以濁度去除率和 UV254去除率為評價(jià)指標(biāo)，利用 Box-Behnken Design（BBD）響應(yīng)面分析法設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案，優(yōu)化制備條件。（2）PTSC 絮凝劑在處理高嶺土-腐殖酸模擬廢水和實(shí)際焦化廢水中的應(yīng)用，對比了 PTSC、PAC、CPAM 絮凝劑的混凝性能及沉降性能，結(jié)合 Zeta 電位的變化討論其混凝機(jī)理。最后將 PTSC 絮凝劑用于實(shí)際焦化廢水原水和生化出水中，采用 GC-MS 分析混凝前后廢水中有機(jī)物濃度及種類的變化。（3）以 γ-氨丙基甲基二乙氧基硅烷（APDES）為有機(jī)硅源制備有機(jī)改性聚硅酸鈦絮凝劑，考察 Si/Ti 摩爾比、堿化度、活化時(shí)間、廢水 pH 值對模擬廢水的處理效果，優(yōu)化了 PT-AP 絮凝劑的制備條件，并對比了其與 PTSC 對高嶺土-腐殖酸模擬廢水的處理效果。本論文技術(shù)路線如圖 1.1 所示：

第二章 聚硅酸鈦（PTSC）的制備以及對有機(jī)物的去除能力均下降�？赡苁且�?yàn)榧尤肓舜罅烤酃杷岫鴮?dǎo)致絮凝劑中 Ti4+離子的電中和能力減弱，造成混凝效果變差[76]。綜上所述， Si/Ti 摩爾比應(yīng)該在小于1 的范圍內(nèi)優(yōu)化，因此選擇為 0.1、0.5、1 三個(gè)水平進(jìn)行后續(xù)響應(yīng)面分析從而進(jìn)一步優(yōu)化 PTSC 的制備條件。
【學(xué)位授予單位】：山西大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：X784

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本文編號：2590928