【摘要】：絮凝是飲用水處理的重要工藝之一,絮凝劑是影響絮凝效果的關(guān)鍵因素。本文針對傳統(tǒng)飲用水處理絮凝劑易造成二次污染,導(dǎo)致飲用水中殘留鋁離子濃度過高,不利于人體健康的問題,以資源豐富、無毒的天然高分子材料殼聚糖和玉米淀粉為原料,經(jīng)改性后與無機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑聚合氯化鋁鐵復(fù)合,來處理長江武漢段原水。考察了其絮凝性能,發(fā)現(xiàn)使用其絮凝處理長江武漢段原水時,絮體大且密實,絮凝沉降時間短,濁度去除率提高,出水鋁離子濃度降低。研究過程及結(jié)果如下： 1)采用過氧化氫法制備了不同脫乙酰度及分子量的殼聚糖,確定對原水絮凝效果最好的殼聚糖b1的分子量和脫乙酰度。對影響其吸附原水中鋁離子的條件因素進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)其吸附鋁離子的過程符合Freundlich吸附模型。將玉米淀粉交聯(lián)、接枝改性,考察了其絮凝原水的性能,發(fā)現(xiàn)其對原水中鋁離子絮凝吸附的效率較高,處理后出水剩余鋁離子含量可降到0.055mg/L。將所制備的單組分藥劑與無機(jī)絮凝劑聚合氯化鋁鐵復(fù)合,通過三因素四水平正交實驗,確定其最佳質(zhì)量配比為：聚合氯化鋁鐵(PAFC)殼聚糖(CTS)：改性淀粉(MS)=25：0.1：1。 2)按比例投加復(fù)合絮凝劑絮凝處理長江武漢段的原水,考察了其絮凝效果,以及影響其絮凝效果的工藝條件。結(jié)果表明：在加量適當(dāng)時,原水濁度的去除率可以達(dá)到97%以上。最佳工藝條件為180rpm快速攪拌2min,60rpm慢速攪拌8min,沉降15min時,絮凝效果最好,最低的出水濁度降僅為2NTU,最低出水鋁離子濃度僅為0.05mg/L。絮凝效率隨溫度及pH變化不大,在水溫為15℃左右時,絮凝效果最好,濁度去除率可達(dá)99%;pH值在6-7之間時,濁度去除率最高,基本可以達(dá)到98%,出水中鋁離子濃度也最低,僅0.049mg/L。 3)通過對幾種商品化絮凝劑絮凝處理原水的性能進(jìn)行對比知,自制新型復(fù)合絮凝劑的處理效果比其他單一無機(jī)高分子絮凝劑的處理效果要好。新型復(fù)合絮凝劑形成的絮體大且密實,同時沉降時間短,其除濁達(dá)98.6%;出水中鋁離子濃度最低僅0.0483mg/L,相對于傳統(tǒng)絮凝劑PAC,經(jīng)自制復(fù)合絮凝劑處理后的出水鋁離子含量降低了66.7%。對比兩種絮凝劑處理每噸原水的成本,新型復(fù)合絮凝劑略低于傳統(tǒng)絮凝劑PAC。 4)對新型復(fù)合絮凝劑的機(jī)理作了探析。新型復(fù)合絮凝劑中聚合氯化鋁鐵、殼聚糖和改性淀粉三組分之間互相復(fù)合,產(chǎn)生互補(bǔ)、協(xié)同效應(yīng)。先投加的聚合氯化鋁鐵通過電中和作用凝聚水中膠體顆粒。后加入的殼聚糖通過吸附橋連作用將較小的絮體連結(jié)在一起,從而形成更大更致密的絮體,提高絮凝懸浮顆粒的效率。而殼聚糖與改性淀粉通過絡(luò)合作用絡(luò)合水中的鋁離子,降低出水中鋁離子的含量,最終使得新型復(fù)合絮凝劑同時具備高效絮凝和“低鋁”的特性。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：R123.1

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本文編號：2575217