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摘 要

本论文用聚硅酸铝铁混凝剂处理100mg/L亚甲基蓝模拟染料废水，探究了合成聚硅酸铝铁的合成条件，确定了最佳合成条件：活化时间3h、先引入亚铁再引入铝、Al Fe/Si摩尔比为1:1、Al/Fe摩尔比为1:3、合成pH为3.11,加入金属后的搅拌速度为420r/min、搅拌时间为2h。然后用最佳合成条件下合成的聚硅酸铝铁混凝剂研究了其处理模拟亚甲基蓝废水的混凝条件。结果表明，当废水pH为10.6时，在每200mL废水中投加6mL混凝剂，然后搅拌静置各10min，在这样的条件下，亚甲基蓝的去除率可达到98.8%。

关键词：聚硅酸铝铁 亚甲基蓝 印染废水 混凝

Synthesis of Polyaluminum Ferric Silicate Coagulant and Its Application in Treatment of Simulated Methylene Blue Wastewater

Abstract

Synthesis of polysilicate aluminum ferric coagulant and its application in treatment of 100mg/L simulated methylene blue wastewater were studied. The optimum conditions for synthesizing polysilicate aluminum ferric were investigated. The optimum conditions were as follows: the activation time was 3h; ferrous iron was introduced prior to aluminum; the molar ratio of Al Fe/Si was 1:1; the molar ratio of Al/Fe was 1:3; the synthetic pH was 3.11; the stirring speed was 420r/min after adding metal ions; and the stirring time was 2h. The coagulation behavior and coagulation conditions of polysilicate aluminum ferric on simulated methylene blue wastewater were investigated. The optimum coagulation conditions were as follows: the coagulant dosage was 6 mL/200mL; the wastewater pH was 10.6; the stirring time was 10 min; and the standing time was 10min. The removal rate of methylene blue reached 98.8% under the optimum coagulation conditions.

Keywords: polysilicate aluminum ferric; methylene blue; printing and dyeing wastewater; coagulation

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1染料废水处理的国内外研究进展 1

1.1.1化学法 1

1.1.2生物法 3

1.1.3物理化学法 4

1.2聚硅酸类混凝剂研究进展 5

1.2.1聚硅酸 5

1.2.2含一元金属离子的聚硅酸盐 6

1.2.3含二元金属离子的聚硅酸盐 6

1.3 本文研究的内容和目的……………………………………………………….6

第二章 实验材料与分析方法 8

2.1实验试剂 8

2.2实验仪器 8

2.3废水水质 8

2.3.1建立标准曲线 8

2.3.2废水中亚甲基蓝浓度及去除率的计算方法 9

第三章 实验内容 11

3.1实验预备液的制备 11

3.2实验方法 11

3.2.1聚硅酸的制备方法 11

3.2.2聚硅酸亚铁铝的制备方法 11

3.2.3混凝剂混凝性能的测试方法 12

3.3影响因素探究 12

3.3.1混凝剂合成影响因素探究 12

3.3.2混凝剂混凝性能影响因素探究 14

第四章 结果与讨论 16

4.1合成条件对混凝剂混凝性能的影响 16

4.1.1活化时间对合成聚硅酸的影响 16

4.1.2合成pH对混凝剂性能的影响 16

4.1.3 Al Fe/Si摩尔比对混凝剂性能的影响 17

4.1.4 Al/Fe摩尔比对混凝剂性能的影响 18

4.1.5加入金属后的搅拌时间对混凝剂性能的影响 18

4.1.6加入金属后的搅拌速度对混凝剂性能的影响 19

4.1.7加入金属的顺序对混凝剂性能的影响 20

4.2混凝条件对混凝剂混凝性能的影响 20

4.2.1聚硅酸亚铁铝的最佳合成条件 20

4.2.2混凝剂投加量对混凝剂混凝性能的影响 20

4.2.3混凝搅拌时间对混凝剂混凝性能的影响 21

4.2.4混凝静置时间对混凝剂混凝性能的影响 22

4.2.5废水pH对混凝剂混凝性能的影响 22

第五章 结论与展望 24

5.1结论 24

5.2展望 24

参考文献 25

致谢 27

第一章 绪论

社会在不断的发展中，化学工业也随之得到发展，由化工生产中产生的工业废水日益增多。染料废因其色度高、有机物含量高、可生化性差、废水水量大、水质成分复杂、具有生物毒性等特点^[1]，使得染料废水的处理成为全世界水污染控制领域的一个重点难点问题。

1.1染料废水处理的国内外研究进展

1.1.1化学法

1.1.1.1臭氧氧化法

采用用臭氧氧化法可以实现对染料废水色度的去除。臭氧氧化法的优点：氧化能力强，对除臭、脱色、杀菌、去除有机物和无机物都有显著效果，处理过程中不产生污泥和二次污染^[2]。缺点：需要臭氧发生装置，处理成本高^[2]。

董德明^[3]等利用臭氧-超声联用技术处理印染废水。在最佳条件下，COD去除效率为86.4%，与传统臭氧氧化法相比，增加了19.4%。王宏洋采用臭氧氧化法以比臭氧消耗量为基础讨论对印染废水二级出水水质状况的改善情况，为臭氧氧化工艺的实际应用提供参考^[4]。

1.1.1.2电化学法

电化学法处理染料废水，有机污染物在阳极氧化，实现部分污染物降解或完全矿化的可能，在阴极被还原成小分子，其一部分沉淀，一部分会在气浮作用下分离^[5]。电化学的基本原理主要涉及电絮凝、电气浮、微电解和电氧化等作用，在废水处理中往往不止一种反应作用，而是几种同时存在^[6]。电气浮是电解时电极表面产生的微小气泡会上浮到反应器上方，在上浮的过程中会携带水中的杂质微粒，从而去除水中的悬浮物。微电解一般指铁/炭微电解。电氧化是废水中的污染物与阳极附近的水放电产生羟基自由基反应^[6]。电化学的优点：设备小、占地少、运营管理简单、无二次污染、处理效果明显。缺点是能耗高、电极性能有待优化。

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