【摘要】：目前使用較廣泛的絮凝劑為聚合氯化鋁(PAC),因其絮體松散、易上浮、沉降性能差,在水體中有一定的殘留等缺點(diǎn),仍然需要改進(jìn)。因此,研制和開發(fā)安全無毒、高效價(jià)廉的絮凝劑是國(guó)內(nèi)外重要研究方向之一,具有極大研究意義。為了降低絮凝劑毒性、提高絮體的分離效果,本研究以無機(jī)礦物材料蒙脫石(MTS)為原料,通過酸改性,制備蒙脫石絮凝劑(MTSF),對(duì)比聚合氯化鋁(PAC)絮凝劑來處理模擬廢水。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,MTS沒有絮凝作用,但經(jīng)過酸改性后的MTSF具有很好的絮凝效果,最大濁度去除率為96.73%,而在絮體沉降速度及體積上,MTSF遠(yuǎn)優(yōu)于PAC。MTSF絮凝機(jī)理是吸附-電中和,是固體顆粒和可溶性鹽兩者的協(xié)同作用,顯示出較好的沉降性能和壓縮性能,絮體達(dá)到沉降平衡后,其體積小于PAC的三分之一。MTSF與PAC絮凝劑復(fù)合使用,可有效地減少絮體體積,提高絮體沉降性能�？傊�,MTSF具有與PAC相同的絮凝效果,但是絮體的沉淀壓縮性能遠(yuǎn)優(yōu)于PAC,是一種綜合性能優(yōu)越的絮凝劑。使用自制的蒙脫石絮凝劑(MTSF)對(duì)高濃度畜禽養(yǎng)殖廢水進(jìn)行處理,以傳統(tǒng)絮凝劑聚合氯化鋁(PAC)作為參考,研究了絮凝劑投加量對(duì)廢水處理的絮凝效果的影響,探討了絮體過程中絮體沉降特性。由實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知,MTSF對(duì)養(yǎng)殖廢水凈化效果優(yōu)于傳統(tǒng)絮凝劑PAC,在最佳投加量12000mgL-1時(shí),廢水中的濁度、SS、CODcr、NH4+-N 以及 TP 的去除率分別達(dá)到 85.7%、96.8%、60.7%、16.3%和 97.7%;MTSF的投加量雖遠(yuǎn)大于PAC,但MTSF的絮體沉降體積只占整個(gè)體積的12%,只有PAC的絮體沉降體積、的1/5不到,MTSF中的可溶態(tài)物質(zhì)和顆粒態(tài)物質(zhì)相互協(xié)同效應(yīng)加快了絮凝過程和沉降過程;上清液中未能檢測(cè)到Cd、Cr、Ni、Cu、Pb,而As含量由原來的0.15mg L-1增加到0.34mg L-1,但仍小于《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB8978-2002)中規(guī)定的0.50 mg L-1;因此上清液可達(dá)標(biāo)排放或進(jìn)行后續(xù)的生化處理。
【圖文】：

１．３．２天然黏土礦物蒙脫石的特點(diǎn)及應(yīng)用逡逑蒙脫石是人類已知的最古老的工程材料之一，也是研究最多的粘土礦物之一。它逡逑是一種２：邋１類型的層狀硅酸鹽晶體礦物，圖１－３顯示了蒙脫石的結(jié)構(gòu)１７９］，其單元層逡逑結(jié)構(gòu)由放置在兩個(gè)四面體二氧化硅層之間的一個(gè)八面體氧化鋁層組成。Ｓｉ４＋在四面體逡逑層中的Ａ１３邋＋和Ａｌ２＋在八面體層中的Ｍｇ２＋或Ｚｎ２＋的晶格損傷和同構(gòu)置換導(dǎo)致粘土上的逡逑表面呈凈負(fù)電荷｜８（＞１。這個(gè)帶負(fù)電的表面被硅酸鹽片材的表面和界面處的可交換陽(yáng)離子逡逑中和。因此，，蒙脫石常常在處理廢水中的Ｃｓ＋，邋Ｓｒ２＋，邋Ｅｕ３＋，Ｔｈ４＋和Ｕ０２２＋等金屬陽(yáng)離逡逑子方面顯示出優(yōu)勢(shì)［８１４２１。電荷通常被置于層間空間的水合陽(yáng)離子平衡，可以有效地去逡逑除水溶液中的一些無機(jī)和有機(jī)污染物［８＞８４１。逡逑Ｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ邋ｇａｌｌｅｒｙ逡逑ｗｉｔｈ邋ｅｘｃｈａｎｇｅａｂｌｅ邋ｃａｔｉｏｎｓ逡逑圖１－３蒙脫石的結(jié)構(gòu)１７９１逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋１－３邋ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｏｆ邋ｍｏｎｔｉｎｏｒｉｌｌｏｎｉｔｅ邋１７９１逡逑然而，由于表面活性位數(shù)有限，蒙脫石對(duì)污染物的吸附能力較小。為了提高蒙脫逡逑石／膨潤(rùn)土的吸附能力，己經(jīng)使用了不同的技術(shù)如有機(jī)改性１８５＿８６］，酸活化＿和熱煅燒逡逑＿９２］來預(yù)處理樣品。其中，熱鍛燒是一種簡(jiǎn)單而有效的方法。在熱鍛燒過程中，樣品逡逑將經(jīng)歷四個(gè)反應(yīng)：（１）脫水，（２）脫羥基，（３）分解和（４）重結(jié)晶。夾層中的Ｈ２０逡逑８逡逑

圖２－１絮凝劑制備流程逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ邋ｏｆ邋ｃｏａｇｕｌａｎｔ逡逑稱取一定量蒙脫石ＭＴＳ經(jīng)粉碎機(jī)粉碎后，并經(jīng)過不同目數(shù)（１２０目、２００目、２５０逡逑目）的篩網(wǎng)篩分，得到不同大小的ＭＴＳ。將篩分后的ＭＴＳ與不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)（２０％、逡逑２５％、３０％）的硫酸溶液按照質(zhì)量比１：２進(jìn)行混合，常溫下攪拌均勻，靜置活化不同逡逑時(shí)間（３邋ｈ、４邋ｈ、５邋ｈ）后在９５邋°Ｃ下直接烘干２邋ｈ，再于１０５邋°Ｃ干燥１２邋ｈ后用粉碎機(jī)粉逡逑碎３０邋ｓ，即可獲得實(shí)驗(yàn)用的粉體狀ＭＴＳＦ。逡逑２＿２．３．２燒杯混凝試驗(yàn)逡逑燒杯混凝實(shí)驗(yàn)是應(yīng)用最廣泛和最有效的評(píng)價(jià)混凝處理的方法，具體操作如下：取逡逑５００邋ｍＬ模擬牛奶廢水置于５００邋ｍＬ的燒杯中，以２００邋ｒｍｉｉｆ１快速攪拌３０邋ｓ，然后加入逡逑一定量的經(jīng)過酸改性的ＭＴＳＦ，繼續(xù)攪拌３邋ｍｉｎ。快速攪拌結(jié)束后，轉(zhuǎn)為慢速攪拌，逡逑以４０邋ｒｍｉｎ＿１攬拌１５邋ｍｉｎ，最后靜置直至混凝沉降結(jié)束后，于液面下２邋ｃｍ處取水樣測(cè)逡逑定其上清液濁度。逡逑２．２．４分析方法邐？逡逑
【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】：2018
【分類號(hào)】：X703

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