文档介绍：粉煤灰制备聚硅酸铝铁絮凝剂处理废水的研究
摘要
粉煤灰是燃煤电厂和燃煤锅炉排出的主要的固体废弃物,我国每年数以亿吨的粉煤
灰堆积量对周围居民环境造成很大影响。如果能对粉煤灰进行回收利用,使其变废为宝,
将能产生重要的社会价值和环保效益。近年,随着水资源污染已经成为全球性的问题,
废水的处理与净化已是迫在眉睫。粉煤灰本身具有处理废水的潜质,因此在废水处理中
的应用与研究越来越多。本文以粉煤灰为主要原料,制备出聚合硅酸铝铁絮凝剂来处理
生活废水,可以达到以废治废,综合利用资源的目的。
(1) 通过对粉煤灰进行焙烧、酸浸、陈化 3 步得出聚硅酸铝铁絮凝剂产品。
以铝、铁离子浸出率为指标,对助溶剂 NaF 和 Na2CO3 的助溶效果进行分析,选择
了对铝、铁离子浸出情况较好的 Na2CO3 为助溶剂。在 Na2CO3/SiO2 摩尔比为时助溶
效果最佳,此时 Al3+、Fe3+浸出率分别为 %与 %。
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以生活废水的透光率为指标,设计 L16(4 )正交实验优化焙烧、酸浸阶段工艺,设计
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L9(3 )正交试验优化陈化阶段的制备工艺,以此得出了粉煤灰制备聚硅酸铝铁絮凝剂的
最佳工艺条件。确定了粉煤灰制备聚硅酸铝铁的最佳工艺条件为:焙烧温度为 860℃,
m(Na2CO3):m(粉煤灰)为 ,酸浸温度为 105℃,盐酸浓度为 30%,溶出时间为 ,
浸出液 pH 为 ,熟化时间 24h,熟化温度 25℃,氯化铁加入量为 2g。此时,处理完
废水的透光率最好,能够达到 %。
(2)运用单因素水平实验法,分别改变絮凝剂加入量、废水 pH、废水温度、絮凝
时间四个条件来考察聚硅酸铝铁对废水各项水质参数(包括化学需氧量(COD)、色度、
总氮、总磷、氨氮)的去除效果。结果得出,在各个条件最佳的情况下,该絮凝剂对废
水 COD 的去除率达到 %,色度去除率达到 %,总氮去除率达到 %,总
磷去除率达到 %,氨氮去除率达到 %。
(3)通过比较市售聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)和自制聚硅酸铝铁絮凝
剂(PAFSi)三种絮凝剂对废水各水质参数(化学需氧量(COD)、色度、总氮、总磷、
氨氮)的去除情况,表明自制絮凝剂的絮凝性能好于市售絮凝剂。其中,PAFSi 对 COD
的去除率比 PAC 和 PFC 提高了 %和 %;对色度的去除率比 PAC 和 PFC 提高
了 %和 %;对总氮的去除率比 PAC 和 PFC 提高了 %和 %;对总磷
的去除率比 PAC 和 PFC 提高了 %和 %。在氨氮的处理方面,与 PFC 的处理效
果相当,比 PAC 也提高了 %。
(4)运用红外光谱和扫描电镜等测试手段对聚硅酸铝铁絮凝剂的形态进行研究。
从结构上证实了 PFASi 中部分铝离子、铁离子及水解络合铝离子、铁离子可与共存的聚
硅酸起螯合(络合)反应生成铁铝硅聚合物。从形貌上证实了聚硅酸铝铁絮凝剂整体呈现
出立体、多孔、交迭以及延伸的结构特征,由于这种结构特征,增大了 PAFSi 的表面积
及吸附容量,因此显示出较强的絮凝能力。
关键词:粉煤灰,聚硅酸铝铁,絮凝剂,废水处理
Preparation of ulant Polysilicate Aluminium Ferrric from
Fly Ash and Its Application in Wastewater Treatment
Abstract
Fly ash is a solid waste discharged by coal-fired power plants and coal-fired boilers, very
year one hundred million tons of fly ash piled up in our country caused great impact on the
environment. The waste utilization use of fly ash, turning waste into treasure, has far-reaching
significance in land conservation and environmental protection. In recent years, more and
more fly ash in wastewater treatment and resea