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聚硅钛铁净水剂制备及其对腐殖酸模拟水的混凝实验

聚硅钛铁净水剂制备及其对腐殖酸模拟水的混凝实验

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作者：王景芝济南大学

学位级别：硕士

本文以钛白粉生产过程的“偏钛酸废料”为主要原料,以活性硅酸(PS)为添加剂,采用共聚法制备聚硅钛铁(PTFSi)净水剂,同时采用扫描电镜(SEM)对其外观形貌进行表征,并以腐殖酸模拟水为实验水样,以已研制成功的聚合钛铁(M-PTF)、聚合氯化铝... 详细信息

本文以钛白粉生产过程的“偏钛酸废料”为主要原料,以活性硅酸(PS)为添加剂,采用共聚法制备聚硅钛铁(PTFSi)净水剂,同时采用扫描电镜(SEM)对其外观形貌进行表征,并以腐殖酸模拟水为实验水样,以已研制成功的聚合钛铁(M-PTF)、聚合氯化铝铁(PAF)混凝剂为参比,采用烧杯搅拌实验考察了PTFSi的稳定性以及混凝性能,并研究了PTFSi的较佳混凝工艺条件,初步分析了PTFSi的净水机理。根据制备过程的正交实验结果及分析可知:当钛硅摩尔比、聚硅酸p H值、碱聚p H分别为46、2、0.5时,PTFSi对浊度、色度及COD去除率均较高。PTFSi有较大且复杂的空间网状结构,因此能更好地吸附水中杂质颗粒物,形成较大絮体,净水效果更好。与M-PTF相比,PTFSi稳定性提高。以浊度、UV254、DOC为指标研究了投药量、水样初始p H、腐殖酸浓度以及高岭土浓度下PTFSi净水效果。结果表明:PTFSi较佳投药量为0.5mmol/L,其浊度、UV254、DOC去除率的最大值分别为93.8%、67.0%、52.5%。PTFSi无论在酸性还是碱性条件下均有较好的净水效果,适用p H范围较宽,在p H=7时净水效果较好,另外与M-PTF相比在酸性条件下净水效果大幅提高。在腐殖酸浓度为40mg/L时,与M-PTF、PAF相比,PTFSi对DOC的去除率较高;向水中投加一定量的高岭土均可提高PTFSi、M-PTF和PAF三种混凝剂的净水效果,尤其是对浊度的去除明显提高,但当高岭土浓度大于75mg/L时,三种混凝剂的UV254、DOC去除率都有一定程度的下降。采用正交实验法对PTFSi的混凝工艺条件进行研究,由正交实验结果可知,聚硅钛铁净水剂在快搅速度、快搅时间分别为250r/min、120s以及慢搅梯度为60r/min,3min;40r/min,9min;20 r/min,3min时,PTFSi净水效果较好。由正交实验结果分析可知,PTFSi最佳水利条件为快搅时间、快搅时间、分别为250r/min、120s以及慢搅梯度为60r/min,4min;40r/min,7min;20 r/min,2min。PTFSi对DOC的去除效果较好,可能与PTFSi中钛、铁和硅酸离子或水解生成的聚钛、聚铁和聚硅钛铁高分子聚合物充分发挥压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥以及网捕卷扫作用有关。

关键词：聚硅钛铁净水剂腐殖酸净水效果工艺条件

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