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摘 要

现有的无机混凝剂虽然处理效果较好、使用范围较广及使用成本较低，但大都存在二次污染，且对人体及水环境中微生物存在长期的负面影响。镁盐作为一种混凝剂，具有絮体形成快、颗粒大而致密、絮体沉降速度快、脱色除浊效果好、可回收利用等优点。因此，对于镁系高分子混凝剂合成的探究不但能降低混凝成本，还可以减少混凝工艺带来的二次污染。

本文以氧化镁和质量分数为20.4%的盐酸为原料制备镁系高分子混凝剂，通过正交实验探究了反应温度、盐酸与氧化镁的摩尔比和反应时间对混凝剂制备反应结果的影响，确定了制备混凝剂反应的最佳条件。再次由正交实验讨论了投加量、快搅时间和慢搅时间对自制混凝剂COD去除率的影响，确定了自制混凝剂的最佳投加条件。将自制混凝剂用于实际果汁废水的处理，其COD去除率最高达到11.98%。

关键词：高分子混凝剂；镁系；COD

Study on the Synthesis of Magnesium High Polymer Coagulants

Abstract

Although the existing inorganic coagulants have good treatment effect， wide use range and low cost of use， most of them have secondary pollution， and have a long-term negative impact on human and the microorganisms in water environment. As a coagulant， magnesium salt has the advantages of fast forming， large and dense flocs， fast settling of flocs， good decolorization and turbidity removal， good results and recyclability. Therefore， the research on the synthesis of magnesium based polymeric coagulants can not only reduce the coagulation cost， but also reduce the secondary pollution caused by the coagulation process.

In this paper， magnesium based high polymer coagulant was prepared with Magnesium Oxide and 20.4% hydrochloric acid as raw material. Through orthogonal experiment， the influence of reaction temperature， molar ratio of hydrochloric acid to Magnesium Oxide and reaction time on the result of preparation of coagulant was investigated. The optimum conditions for preparation of coagulant were determined. The effect of adding amount， quick stirring time and slow stirring time on the COD removal rate of self-made coagulant was discussed by orthogonal experiment， and the optimum adding conditions of the self-made coagulant were determined. The highest COD removal rate of the self-made coagulant was 11.98%.

Keywords: polymer coagulant； Magnesium；COD

目 录

摘要 I

Abstract II

第一章 文献综述 1

1.1常见无机高分子混凝剂 1

1.1.1聚铝类高分子混凝剂 1

1.1.2聚铁类高分子混凝剂 2

1.2.镁系混凝剂的研究进展 2

1.2.1.对染料废水的脱色处理 2

1.2.2重金属脱除 3

1.2.3废水除氮脱磷 4

1.3混凝 4

1.3.1混凝的影响因素 4

1.3.2混凝的机理 5

1.4研究内容及目的 6

1.4.1内容 6

1.4.2目的 6

第二章 实验部分 8

2.1实验仪器及试剂 8

2.1.1仪器 8

2.1.2药品 8

2.2实验方法 8

2.2.1混凝剂制备 8

2.3废水处理 9

2.3.1步骤 9

2.4 COD测定 9

第三章 结果与讨论 10

3.1混凝剂制备条件优化 10

3.2单因素对处理结果的影响 11

3.2.1投加量 11

3.2.2快搅时间 12

3.2.3慢搅时间 13

3.3正交实验 14

3.4实际果汁废水处理 15

第四章 结论与展望 17

4.1结论 17

4.2展望 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 文献综述

1.1常见无机高分子混凝剂

现今混凝剂在生活饮用水净化和工业废水处理中都有着广泛应用^[1]，常见的无机高分子混凝剂主要分为聚铝和聚铁两大类^[2]。无机高分子混凝剂不仅降低了成本，且大大提高了混凝效率。

1.1.1聚铝类高分子混凝剂

（1）聚合氯化铝

聚合氯化铝絮凝剂在水处理中应用广泛，是水处理药剂研究的热点之一^[4]。它最早发展于日本，并于1960年代投入工业生产，是目前最常用的混凝剂之一。PAC具有絮凝快速、沉淀好、碱度低的优点， pH值、水温、浊度以及有机质含量对pH的影响较小^[5]。PAC投加量少，浊度去除率高，污泥产量少且对出水pH影响小。我国自1970年代以来一直在研制聚合氯化铝。近年来，随着实验研究的不断突破，我国PAC已具备良好的工业生产能力。

聚合氯化铝是目前应用最广泛，学者研究最多的混凝剂之一，其生产方式以有多种，包括铝土矿法、氢氧化铝法、氯化铝法和金属铝法。除此之外，章小芬^[6]在制备聚合氯化铝时用到了废分子筛、多晶硅渣和赤泥，是一种全新的制备方式。刘丹等^[7]将聚合氯化铝用于高浓度废水的预处理，废水化学需氧量浓度在5000mg/L以上，他们的研究结果表明，聚合氯化铝对废水的各项污染物都有所去除效果，且效果比较显著。并且废水在经聚合氯化铝预处理过后会更容易被生物降解，即废水的可生化性有所提高。任晓静等人^[8]在废水的深度处理中也用到了聚合氯化铝，研究结果显示其有着较好的处理效果。

（2）聚硅酸铝

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