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摘 要

对聚硅酸絮凝剂的研究从很早就开始了，但是它很不稳定，很容易凝胶，所以它的应用也受到影响。聚硅酸金属盐是一种新型的无机高分子复合絮凝剂，相比而言，聚硅酸金属盐絮凝剂它分子量高，絮凝性能好，成本低，逐渐成为当前无机高分子絮凝剂中的一个研究重点。

本实验研究了以Na₂SiO₃、Al₃SO₄、ZnSO₄、H₂SO₄和NaOH等为原料制备的无机高分子絮凝剂聚硅酸铝锌（PSAZ）对模拟废水的处理效果。考察了Zn、Al、Si摩尔比、聚合初始pH、反应温度、硅酸钠浓度、絮凝剂的投加量等因素对去除模拟废水效果的影响。通过冷场发射扫描电镜、傅里叶红外光谱仪、X射线衍射仪对絮凝剂结构进行表征，通过烧杯絮凝试验对絮凝剂的絮凝性能进行表征。

结果表明：n(Al)/n(Zn)=1、n(Al Zn)/n(SiO₂)=1，聚合初始pH=3，硅酸钠浓度为0.5 mol/L，反应温度为30 ℃，PSAZ投加量为0.6 mL时，PSAZ对模拟废水的浊度和色度有比较好的去除效果。

关键词：聚硅酸铝锌；絮凝剂；浊度；稳定性；水处理

ABSTRACT

Poly - acid is the first study of the flocculant, But it is limited in application since polysilicic is unstable and easy to form gel.Metal-polysilicate flocculants is a new type of inorganic polymer flocculants. This flocculants has become a research hotspot of inorganic macromolecule flocculants because of its high molecular weight, excellent flocculation performance and low cost.

Experimental study of sodium silicate, aluminum sulfate, zinc sulfate, sulfuric acid and sodium hydroxide, process for preparation of inorganicpolymer coagulant polysilicate aluminum zinc(PSAZ) on the effects of simulated waste water treatment research. Molar ratio of inspection Zn, Al, Si, aggregation initialization pH, reaction temperature, concentration of sodium silicate, flocculant dosage effect on removal result of turbidity and chromatic. Through the ice by scanning electron microscopy, Fouriertaans form infraredspectrometer, x-ray diffractometer characterize the structure and morphology of the flocculant by a jar flocculation test of flocculant in flocculating properties were characterized.

Results show that: n(Al)/(Zn)=1, n(Al Zn)/(SiO₂)=1, aggregation initialiation pH=3, concentration of sodium silicate is 0.5 mol/L , temperature 30 ℃, when PAFS dosage is 0.6 mL, PSAZ turbidity and chromatic of waste water with good effect.

Key Words: Polysilicate aluminum zinc; Flocculant; turbidity; Stability; Water treatment

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1絮凝剂的简介及发展现状 1

1.2 絮凝剂机理 1

1.2.1压缩双电层 1

1.2.2吸附电中和 1

1.2.3吸附架桥 2

1.2.4沉淀物卷扫网捕 2

1.2 絮凝剂的分类 2

1.2.1无机絮凝剂 2

1.2.2有机絮凝剂 3

1.2.3微生物絮凝剂 3

1.2.4复合絮凝剂 4

1.3 聚硅酸及其金属盐类复合絮凝剂简介 4

1.4锌盐在废水处理中的应用 5

1.5本课题主要研究内容 5

第二章 实验仪器及实验步骤 6

2.1 实验仪器和材料 6

2.2 聚硅酸铝锌絮凝剂的制备 7

2.2.1 实验准备工作 7

2.2.2 聚硅酸铝锌絮凝剂制备的详细步骤 7

2.2.3絮凝实验 8

2.2.4 废水水质的检测 8

2.2.5 表征 8

第三章 实验结果与讨论 10

3.1 聚硅酸的稳定性分析 10

3.1.1 不同pH下聚硅酸凝胶时间分析实验 10

3.1.2 不同硅酸钠浓度下聚硅酸胶凝时间分析实验 11

3.1.3 不同温度下聚硅酸凝胶时间分析实验 12

3.1.4 不同酸化剂下聚硅酸凝胶时间分析实验 13

3.1.5加入不同金属离子下聚硅酸凝胶时间分析实验 14

3.2 聚硅酸铝锌絮凝剂对废水的处理效果 15

3.2.1 聚合初始pH值对聚硅酸铝锌的影响 15

3.2.2 硅酸钠浓度对聚硅酸铝锌的影响 15

3.2.3 n(Al Zn)/n(Si)对聚硅酸铝锌的影响 16

3.2.4 n(Al)/n(Zn)对聚硅酸铝锌的影响 17

3.3聚硅酸铝锌絮凝剂絮凝性能研究 18

3.3.1水样pH对絮凝效果的影响 18

3.3.2 絮凝剂投加量对絮凝效果的影响 18

3.3.3 温度对絮凝效果的影响 19

3.4 絮凝剂的表征 19

3.4.1 冷场发射扫描电镜（SEM）对聚硅酸和聚硅酸铝锌内部形态的分析 20

3.4.2傅里叶红外光谱仪对聚硅酸和聚硅酸铝锌形态的分析 20

3.4.3 X射线衍射仪 21

第四章 结论 22

4.1 结论 22

参考文献 23

致谢 26

第一章 文献综述

1.1絮凝剂的简介及发展现状

随着工业的发展，人口数的增多，水资源越来越少。70年代以来，人们越来越关注环境问题，废水处理的问题也得到越来越多的关注，用于废水处理的絮凝剂也得到了很多的研究^[1]。

如今，各种各样的絮凝剂在国内发展迅速，其中无机高分子絮凝剂有相对较好的絮凝能力，被广泛用于水处理行业中，但是具有生物难降解等缺点，所以近几年来研制各种新型复合型絮凝剂已逐渐成为混凝剂不断研发的主要趋势^[2]。

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