聚硅酸金屬鹽復(fù)合混凝劑的制備與應(yīng)用研究.pdf

1、聚硅酸金屬鹽復(fù)合混凝劑的開發(fā)與應(yīng)用已有幾十年的歷史，但其在污廢水領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用，特別對(duì)污廢水的懸浮物、有機(jī)物以及氮磷的去除，研究較少。鑒于此，以高效去除污水中的顆粒物、有機(jī)物以及氮、磷為目標(biāo)，制備了聚硅酸金屬鹽系列復(fù)合混凝劑——聚硅酸鋁鐵混凝劑（Polysilicate-metal-composite coagulant,PSM）和聚硅酸鎂鹽復(fù)合混凝劑（Composite-polysilicate-magnesium coagulant,

2、CSM），優(yōu)化了制備條件，探究了其對(duì)生活污水和制藥廢水的處理性能；對(duì)其形態(tài)、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，分析了混凝機(jī)理；另外，將制備的CSM混凝劑用于化學(xué)-生物混凝工藝，優(yōu)化了工藝運(yùn)行參數(shù)，探討了反應(yīng)機(jī)理。主要研究成果如下：
　　分別以硅酸鈉、氯化鋁和硫酸鐵；硅酸鈉、氯化鋁、硫酸鐵和硫酸鎂為原料，采用共聚法，制備了PSM和CSM混凝劑，各自最佳制備條件分別為：Al:Fe:Si摩爾比為3:2:3，w(SiO2)=0.9％，酸化聚硅酸pH值為0.

3、5/1；Al:Fe:Mg:Si摩爾比為9:6:6:7，w(SiO2)=0.9%，酸化聚硅酸pH值為0.5/1。與鋁鹽、鐵鹽混凝劑PAC、PFS相比，PSM、CSM對(duì)制藥廢水、生活污水去除效果顯著提高：對(duì)制藥廢水SS和COD去除率分別為62%和25%，并提高了廢水的易降解程度；對(duì)生活污水濁度、COD、PO43--P和NH4+-N的去除率分別可達(dá)99%、65%、99%和17%。CSM混凝劑對(duì)原水pH值和水溫適應(yīng)范圍較寬；最佳投加方式為同步投

4、加。
　　Ferron逐時(shí)絡(luò)合比色法分析表明，Al/Fe摩爾比、Fe/Mg摩爾比、M/Si摩爾比、SiO2濃度以及酸化聚硅酸pH值對(duì)PSM和CSM的鋁鐵水解形態(tài)分布有很大影響。XRD和紅外分析表明，聚硅酸的引入使得混凝劑呈現(xiàn)出帶有少量晶體的無定形結(jié)構(gòu)，形成了Al-Si、Fe-Si、Mg-Si、Fe-O-Si、Al-O-Si、Mg-O-Si以及金屬-OH鍵。SEM分析表明，混凝劑呈現(xiàn)塊狀、片狀結(jié)構(gòu)，并且在主體結(jié)構(gòu)表面吸附了一些細(xì)小顆

5、粒?；炷齽?duì)污染物的去除主要依靠電性-中和和吸附-架橋作用。
　　CSM用于化學(xué)-生物混凝工藝的最佳運(yùn)行條件為：污泥活化時(shí)間0.5h，MLSS/COD=1.5；最佳反應(yīng)方式為：
　　①0.04m3/h，30min；
　?、?.08m3/h，10min。
　　該工藝對(duì)濁度、COD、SCOD、PO43-P和NH4+-N去除率分別可達(dá)：98%、75%、65%、99%和24%，優(yōu)于化學(xué)混凝。該工藝的運(yùn)行機(jī)理主要包括化學(xué)混