探究七铝酸十二钙絮凝剂的研制与废水处理应用的研究 64页

学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏大学可以将本学位论文的全部内容或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于保密囱，在乡年解密后适用本授权书。不保密口。靴做储獬：研刎≯以年6具lsEt指导教师签名：孳五商歹册石年引可，么日IIt’In^{．，●_●．1_●●-1n独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者繇研易，纱1日期：知纠形年占月，占日nn七铝酸十二钙絮凝剂的研制与废水处理应用的研究ManufacturingTheMyeniteFloccule&InvestigatingTreatmentofWastewater专业名称指导教师研究生2006年5月卫邀址HI且J堕筮』n／二一▲fn江苏大学硕士研究生毕业论文摘要论文将二级以上铝土矿和石灰石经高温煅烧生成以Cal2A114033为主要成分的絮凝剂，并确定了该絮凝剂的高温生产工艺。通过该絮凝剂对含硫酸根废水、印染废水等废水的去除效果试验，对其废水处理能力及水处理机理进行初步研究。实验结果表明，29的絮凝剂能将1L硫酸根浓度为1000mg／L的废水处理到饮用水标准；通过XRD衍射和MaterialsStudio对该絮凝剂和其水化产物及处理含硫酸根废水后的废渣进行分析，絮凝剂水化生成CaHAl206·nH20、Ca4A1207"milE0和AI(OH)3；当水化后的絮凝剂加入到含硫酸根离子的废水中，硫酸根离子瞬速进入Ca3A1206-nH20、Ca4A1207"mH20的结构中心，从而使它们的结构发生改变，生成CaHAl206·3CaS04-26H20，与水中的氢氧化铝共同沉淀，而达到对硫酸根离子的去除。该絮凝剂水处理絮凝性能好、时间短，不带入其它难处理的离子。处理1L镇江染料厂的染料废水脱色率为96．4％；COD去除率为94．5％。在一定的投药量范围内，水中残留铝量随投药量的增加而减少；在7～10的pH范围内水中残留铝量都保持在较低的范围内。水处理絮凝沉淀物可以作为水泥的生产原料回收，或改性作为其他絮凝剂，避免了二次污染。关键词：铝土矿，七铝酸十二钙，硫酸根，残留铝，印染废水厶．1n江苏大学硕士研究生毕业论文ABSTRACTInthispaper,thebauxiteandthelimestonearecalcinedtObetheflocculefullofthemayenite(Cal2Al14033)athightemperature，awaytoproducetheflocculehasbeenfound．Bytheexperimentationsdealingwithwastewaterfullofsulfate、chromateordyestuff,thecapacityandthemechanismoftheflocculatemedicamentareresearched．Theexperimentationsindicatethatthewastewaterof1000mg／Lsulfatecanbetreatedwithtodrinkwaterstandardby29oftheflocculate．WiththeXRDandMaterialSStudio，thefloccule、itshydrateproductionandthewasteresiduedealingwithwastewaterareanalyzed，andthemechanismdealingwithwastewaterisstudied．AgeneralideaisthatthemayeniteishydratedtObecomeCa3A1206·nH20Ca4A1207’mH20andAI(OH)3，thesulfateinstantaneousentersintothestructurecentreoftheCa3A1206·nH20orCa4A1207‘mH20tobecomeCa3A1206。3CAS04‘26H20，theydepositwithA1"，thenthesulfateareremoved．Thecapibilityofitspericipitationaregood，itdosenotaddotherionsdealedwithdifficultly．Andthedecoloredefficiencyofdealingwithzhenjiangdyingwastewateris96．4％，andCODisremovedof94．5％．Inamedicamentrange，therudimentalaluminumofthesolutiondecreasewithincreasingdosageofthefloccule．Butovertherangetheyincrease．whenthepHareneutral，theresidualaluminumofthesolutionarethelowest，withthepHincreasing，theresidualaluminumofthesolutionincrease．ButattherangeofthepH(7-10)，theflocculekeepalowleveloftheresidualalumium．KEYWORDS：alumsilicate，mayenite，sulfate，residualalumium，dyingwastewater．Ⅱ▲—▲n厶■江苏大学硕士研究生毕业论文目录第一章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．1我国水资源现状⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2无机絮凝剂的发展概况⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．2．1无机低分子絮凝剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一31．2．2无机高分子絮凝剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．31．2．3铝盐混凝剂的发展现状及存在问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．51．3絮凝剂絮凝机理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61．4X射线在材料结构分析中的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯71．4．1X射线的发展概述⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯71．4．2X射线的产生与特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．71．4．3X射线衍射分析的方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．81．5本课题目的与意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯91．6论文的研究主要内容⋯⋯⋯⋯⋯．：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．9第二章主要材料⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．112．1主要药品与试剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一112．2常用试剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．122．3主要实验仪器⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．13第三章絮凝剂的研制与定性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．143．1絮凝剂的研制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．143．1．1原料的选取⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯143．1．2絮凝剂的制备⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯143．2X射线在絮凝剂定性分析中的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．143．2．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯143．2．2实验原理和方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯143．2．3结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯153．3讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．17第四章絮凝剂去除矿井水的硫酸根结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．184．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．184．2实验方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．194．2．1实验用药品和试剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯194．2．2硫酸根浓度测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯194．2．3混凝实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．204．3结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．214．3．1最佳条件的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．214．3．2机理分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯224．3．3影响因素分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯23IIIn江苏大学硕士研究生毕业论文4．44．5第五章5．15．25．4第六章6．16．2山西古交煤矿矿井水处理工艺流程简图和水质检验报告⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．26讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯27絮凝剂的残留铝量研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．28引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯28‘了I云j⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯．．Z6实验部分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．285．2．1试验用水⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯285．2．2铝标准液配制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯285．2．3混合显色剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯295．2．4抗坏血酸(简称re)水溶液⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯295．2．5Mn．EDTA掩蔽剂⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯295：2．6pH6．30缓冲溶液⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．295．2．7残留铝含量标准盐线的制作⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯295．2．8混凝试验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯30结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．305．3．1加药量对残留铝量的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯：⋯⋯⋯⋯．305．3．2pH值对残留铝的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．305．3．3调节pH后沉渣分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．315．3．4调节pH后加药量对出水残留铝的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．32讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯33脱色性能研究⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．34引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯34实验部分⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．346．2．1处理对象⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯346．2．2重铬酸钾法CODc，的操作步骤⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯356．2．3色度的测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯356．2．4脱色率的测定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯356．2．4混凝实验⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯36结果与分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．366．3．1最佳投加量的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯366．3．2最佳搅拌速度的确定⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯386．3．2与其他药剂的比较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯396．4讨论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44结论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．46致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．47参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．48附录⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．53IV^一▲ln厶■江苏大学硕士研究生毕业论文1．1我国水资源现状第一章绪论我国是一个水资源短缺的国家，而且水资源分布极不均匀【l】。我国水资源总量居世界第4位，但按2002年人口统计，人均水资源为2220m3，仅为世界人均水资源的1／4，相当于美国的1／4，日本的1／2，加拿大的1／44，居世界第110位。而且水资源空间分布极不均匀，即南方水多北方水少，夏季水多，冬季水少，造成了南涝北旱的局面。长江流域以南地区水资源占全国80％以上，耕地只占全国的1／3；而北方地区干旱少水，耕地却占全国的60％以上，旱灾缺水已以成为农牧业主要灾害。而且由于水资源分配不均，开发利用难度大。有资料显示【2】，目前全国700多条重要河流中，有近50％的河段、90％以上的城市沿河水域污染严重，许多原本清澈的江河湖泊之水已被污染至不宜直接饮用；600多个城市中，400多个缺水，其中100多个严重缺水。严重的缺水问题将成为制约经济和社会发展的重要因素，水资源的短缺和污染已经成为我国可持续发展的瓶颈，不仅严重阻碍了国民经济的发展和人民生活质量的改善，而且在一些地区，已经威胁到了人们的生存环境，更是未来20年我国实现全面建设小康社会目标所面临的重大挑战之一【3J。造成水资源匮乏的原因【4{】主要是工业废水和生活污水的大量排放。工业科技的飞速发展，人们的生活水平、生活质量不断提高，用水量也呈逐步上升趋势，排放的大量工业废水和生活污水携带着各种污染物进入地表径流，最终汇入海洋，同时通过日积月累的渗透作用，又进一步影响了地下水源。据<(2003年中国环境状况公报》报道，2003年，全国工业废水排放量为212．4亿吨，比上年增长2．5％；城镇生活污水排放量为247．6亿吨，比上年增加6．6％；城镇生活污水中COD排放量821．7万吨，比上年增加5．0％；氨氮排放量89．3万吨，比上年增加3．0％。污染物大量增加，而水环境的容量却是有限的，这样就直接影响了水体的水质。其次，化肥、农药的大量使用和不合理的污水灌溉以及牲畜养殖，都会造成土壤中农药、化肥、重金属和病原体的大量沉积【9．171。同时，降水及其径流和渗流，又把农田、牧场、养殖场以及农副产品加工厂等附近土壤中残留的污染物带入水体，污染水资源。此外，在长期以来的经济发展过程中，部分地区存在片面追求经济效益，重开发、轻保护，先污染后治理，忽视当地水资源状况，盲目上马高耗水或高污染项目，不但加剧了我国环境的污染，而且使得部分地区水资源短缺现象日趋严重。有资料显示【l引，近年来，全国年排放污水量近600亿立方米，其中大部分是未经处理直接排入水域的。尤其在我国的西部，由于煤矿工厂排放大量的粉尘煤渣，使得水体中的S04玉、F、N02。n江苏大学硕士研究生毕业论文等阴离子严重超标，使得部分矿区的生活用水和饮用水产生困难[19’20’2¨。为节约水资源、提高水的利用率，减轻和消除水污染对人类和环境造成的危害，必须加强水处理工作。在处理工艺中，对污染物的絮凝吸附是应用较广的关键环节之一，它决定着后续流程的进行工况、最终出水水质和成本费用，因而成为环境工程中重要的研究和应用领域。吸附处理的关键取决于吸附剂的品质，所以，研制和开发新型高效、无毒、价廉的无机高分子混凝吸附剂成为水处理领域中的一项迫切的任务，是当前国内外水处理界关注的重要课题之一。1．2无机絮凝剂的发展概况凡是能使水溶液中的溶质，胶体或悬浮物颗粒产生絮状物沉淀的物质都叫做絮凝剂(或统称混凝剂)L22-23,24J。目前，对用于混凝沉淀过程的药剂的定义一般有两种。一是根据水体中胶体颗粒脱稳凝聚过程的不同阶段的作用机理，将主要通过表面电荷中和或双电层压缩而使胶体颗粒脱稳的药剂称作凝聚剂，而将使在脱稳后的胶体颗粒之间产生架桥作用以及在沉淀过程中产生卷扫作用的药剂称作絮凝剂。二是行业习惯统称，如在工业用水处理的混凝沉淀过程中，常将所用的药剂统称为絮凝剂；而在废水处理过程中，则将起凝聚作用的药剂统称混凝剂(或凝聚剂)，絮凝剂或助凝剂特指主要起架桥作用的有机高分子化合物。在同一水体中，用两种或两种以上的化学物质使其中胶体颗粒产生絮状沉淀时，又把这两种或两种以上的物质称作复合絮凝剂【20J。按照中华人民共和国化工行业标准HG2762-1996《水处理剂产品分类和命名》，将用于工业用水处理中混凝沉降过程的水处理剂统称为絮凝剂。随着经济的发展和人民生活水平的提高，我国用水量急剧增加，工业废水的产生量也日益增加。无论是饮用水、生活用水、工业用水还是工业废水都要经过处理才能使用或排放。在城市用水和工业废水处理工艺中混凝(混合、凝聚、絮凝)是应用最普遍的关键环节之一瞄】。目前国内外报道的关于水处理的方法很多，如絮凝沉淀法、电化学法、生化法、离子交换法、吸附沉淀法和膜分离法等，而在这些方法中，絮凝沉淀法是使用最广泛、最经济的处理方法。絮凝剂的优劣关系着后续流程的运行工况，出水质量和运行成本。因而高效絮凝剂成为环境工程开发研究的J—pn厶■．．江苏大学硕士研究生毕业论文机絮凝剂的使用范围。1．2．1无机低分子絮凝剂无机絮凝剂的应用历史悠久[231，明矾作为混凝剂在我国和中东地区已有几千年的历史。自1884年美国科学家发明硫酸铝(AS)絮凝剂以来，由于其原料丰富，合成简便，价格低廉一直得到广泛的应用。时至今日无机絮凝剂在饮用水、地下水、工业用水的处理以及废水处理中发挥着重要作用。目前常用的无机低分子絮凝药剂主要有：硫酸铝[A12(s04)3·18H20]、明矾[KAI(so,)2·12H20、NH4(AIS04)2·12H20]、三氯化铁(FeCl3)和硫酸亚铁(FeS04·7H20)等，其中硫酸铝是最重要的、生产量最大的无机絮凝剂之一。然而，随着工业生产的大力发展，工业废水品种繁多、成分日趋复杂。同时随着人们生活水平的不断提高，环保意识的不断增强，传统的结构简单无机低分子絮凝剂，由于在低温低浊度条件下处理效果差，处理后水中残留铝含量高，易受其它离子影响，絮体含水率高，沉降速度慢，而给后续处理带来负担，从而增加处理成本，有些絮凝剂对处理设备带来腐蚀等原因，已远远不能满足当今水处理的要求。因此，对高分子絮凝剂的研究成为重点。．1．2．2无机高分子絮凝剂1960年以来在无机低分子铝盐、铁盐絮凝剂基础上发展起来一类无机高分子絮凝剂。目前研制出的无机高分子絮凝剂种类如表1．1【231。表1．1无机高分子絮凝剂TableI．1Theinoragnicmacromoleculefloccule这类絮凝剂具有高效、适应性强、无毒、廉价等优点得到广泛应用。目前，日本、西欧、中国都有正规生产，尤其日本聚铝的产量和用量已远远超过了传统的硫酸铝，近几年美国也开始重视这方面的研究。n江苏大学硕士研究生毕业论文二十世纪六十年代，日本在前人的经验基础上确定了工业氢氧化铝转化为活性氧化铝然后溶于盐酸的PAC生产工艺，并发表一系列专利，再把生产技术传输到西欧，使PAC成为70年代划时代的絮凝剂。在它的启发下人们又开发与铝系作用机理相同的铁系高效絮凝剂。目前研制的复合铝盐主要有：聚合氯化铝铁(PAFC)、聚硅氯化铝(PASC)、聚磷氯化铝(PPAC)、聚硫氯化铁铝(PAFCS)、碱式硅酸硫酸铝(PASS)等。。聚合氯化铝铁(PAFC)是以铝盐为主，铁盐为辅的无机混凝剂[241，它的制备方法很多，较典型的方法为以煤矸石为原料高温焙烧、酸浸、回流，调pH值聚合。它兼有铁盐、铝盐的特性，反应速度快，．形成絮凝体大，沉降快。硅聚合物粒径较大【2引，它的加入增强了絮凝剂的絮凝性能。虽然硅聚合物属阴离子型，总体电荷会随其加入而降低，从而减弱了絮凝剂的电中和能力，但通过调节加入量和配比，就能得到最佳絮凝效果。如PASC在较宽的pH范围内都可获得良好的除油效果，对COD的去除效果也很好【261。在聚合氯化铝中引入适量的磷酸盐，得到聚磷氯化铝(PPAC)[271。通过磷酸根的增聚作用，使得PPAC中产生了新一类高电荷的带磷酸根的多核中间络合物。对含油污水、有机废水、毛纺染料废水以及受污染的河水进行混凝处理结果表明，在较少的投药量下，混凝性能优于聚合氯化铝。1989年【2引，加拿大汉迪化学品公司公布了他们历4年的研究成果，新一代的无机高分子净水剂一碱式硅酸硫酸铝(PASS)，并于1991年在加拿大魁北克省投产，年产6000T。PASS是一种碱式多核羟基硫酸铝复合物，其水溶液的碱化度为40％一60％，有较多的活性铝。因此，PASS水处理用量少，能生成高密度的絮状物，沉降迅速，处理后铝残低，很适宜饮用水的处理。聚合硅酸铝铁(PAFSC)作为一种新型无机高分子絮凝剂【28】，实际上是铝、铁、硅水解、溶胶到沉淀过程的中间产物，即A1(ⅡI)，Fe(Ⅲ)，Si(Ⅳ)的羟基和氧基聚合物。它比现在常用的混凝剂如聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁(PFC)等效能更优异，而比有机高分子絮凝剂(OPF)价格低廉。它保持了聚合氯化铝具有较好的电中和、吸附、架桥与卷扫作用，形成的絮凝体大，有较好的脱色作用和聚合氯化铁在处理过程中形成的絮凝体密实，沉降速度快的优点。克服了PAC处理的水样中絮凝体松散易碎、沉降速度较慢和残余铝含量较高的缺点和PFC处理的水样中絮凝体较小，卷扫作用差，处理后水的色度较深和稳定性较差的缺点[281。尽管聚合絮凝剂克服了传统絮凝剂的许多缺点，并大大提高了絮凝剂的絮凝效果，然而铝离子的水相转化问题，铁系絮凝剂处理后水质发黄，腐蚀设备等，使它们很少应用于饮用水处理。4J—pn、k“江苏大学硕士研究生毕业论文1．2．3铝盐混凝剂的发展现状及存在问题目前，我国聚铝的主要工业生产工艺概括于表1．2中【2¨。其生产方法多采用以酸溶废铝灰、煤矸石、铝渣或铝酸钙粉，在一定温度条件下经相当时间(数小时到十余小时)的酸化溶解反应，熟化或固化而制成具有高碱度的粗制液体或固体产品，少数厂家采用废铝屑或氢氧化铝酸压溶法制备精制产品。无论何种生产制备法，最终目的是形成含0H总当量数小于Al总当量数的羟基聚合物，其OH／A1的商值即称之为碱化度或盐基度。一般来说，聚铝的碱化度越高，其混凝效果越好，但碱化度过高将失去稳定而生成难溶解的氢氧化铝沉淀，同时又导致混凝效果降低。大量研究表明，碱化度控制在75％"--85％为佳。但由于生产要求高浓度的铝含量(通常以A1203计，15％,----17％)，因此很难得到即具有高碱化度且能迅速溶解透明的制品，多数在45％～60％左右，如提高碱化度，一般需要采用二次碱调方法，但成品多呈浑浊状态【22’29弓21。表1．2当前我国聚铝生产原料、路线及产品特征Table1．2thematerial、producedrouteandcharacterofthealumiumpolymerizercurrently近年来，铝、铁、硅复合型无机高分子铝盐混凝剂作为一种新型的水处理药剂，克服了传统铝盐和聚合铝盐水解的不稳定性问题，降低了其粒度，改善了混凝性能，在我国的供水和废水处理中发挥了重要作用。由于铝盐混凝剂的大量使用，将不可避免地给环境和生物体带来影响【坫】，但这方面的研究还不多。近几年来【33，341，人们已经认识到了自来水中铝残留量对人体的影响。目前国内用铝盐混凝剂处理的饮用水中铝含量比原水一般高出卜2倍。在我国“城市供水行业2000年技术进步发展规划"中，提出一、二类城市饮用水中铝浓度不得超过0．2mg／L。我国进入2000年以后，城市供水行业也面对技术进步发展规划的新要求。因此，如何在提高混凝剂效果的同时，有效地减少水中的铝残留量，是当前研制铝盐混凝剂时值得注意的问题。同时，酸溶生产絮凝剂的工艺复杂，一般难以制得纯度高的产品，而且生产周期长，生产过程中不可避免地又产生了部分废水和废渣，在水处理的同时或多或5n江苏大学硕士研究生毕业论文少地将一些难处理的阴离子带入水中造成二次污染。七铝酸十二钙是一种白色粉末状晶体，分子量为1386，空间群为14-3D。十九世纪欧美专家在研究高速公路风化问题时【”训】，发现在风化的路边有一种白色的粉末状物质，经研究该物质与水泥的强度和水化有关，于是人们开始对七铝酸十二钙及铝酸盐在水泥中的作用进行了一系列的研究。二十世纪中后叶，欧美的环境专家也对七铝酸十二钙等铝酸盐在废水处理中的应用进行了研究，并取得一定的成果。有报道表明【35训】，通过电厂飞灰、炼铝厂的红土、硫酸铝等铝盐与石灰在水中合成的铝酸盐，对废水的处理效果明显，尤其是对水中重金属(如硼、钼、硒、铬、砷等)的去除能达到饮用水标准；但水处理时间较长，部分废水处理时间需要几天，甚至几十天。我国对铝酸盐的研究是从二十世纪开始的，主要集中在水泥行业，对铝酸盐的水化机理的研究取得了一定的成果。而铝酸盐在环境保护中只是作为生产絮凝剂的一种原料，很少有关于铝酸盐直接应用于废水处理的报道。但是，在国内外给水及废水处理中，铝盐是技术最成熟、应用最广泛的无机絮凝剂。预测铝盐水处理剂在今后较长的时间内仍是主要的水质净化剂。然而，随着水体污染的加重，对水处理的要求愈来愈高，这就要求在新的制备工艺及配方下研制开发出高效、价廉、无毒或低毒的新型铝盐无机高分子水处理剂。这种新型铝酸盐絮凝剂不但对废水中的污染物质有良好的去除效果，而且处理后的废水达标排放，甚至能够达到饮用水标准，这是废水处理技术发展的必然趋势。1．3絮凝剂絮凝机理絮凝剂对胶体粒子的作用主要有三种M川：静电中和、粒间桥架和卷扫作用。1)静电中和：由于胶体粒子表面带有一定的电荷，在胶体粒子间产生静电排斥力，使胶体分散体系能长期保持稳定状态。如果减少或消除胶体粒子的表面电荷，使胶体粒子能发生碰撞，则在短距离内的范德华力的吸引下，胶体粒子能发生凝聚作用。许多絮凝剂都带有电荷，当它们靠近胶体粒子或吸附在胶体粒子上时，可使胶体粒子带的电荷减少或消失，从而发生凝聚。但在絮凝剂投加过量时，胶体粒子表面电荷发生逆转，重新悬浮。2)粒间桥架：高分子量或非离子型絮凝剂对待负电荷的胶体粒子通过絮凝分子不同链节或重复单元在胶体粒子上引起脱稳作用。由于一个线形高分子可以同时被几个胶体粒子吸附，因此高分子絮凝剂能起粒间桥架作用使胶粒聚沉。阳离子、阴离子高分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂及有静电中和又有粒间桥架作用。但当投6JpnIl‘．江苏大学硕士研究生毕业论文加过量时也能使胶体粒子表面电荷发生逆转，重新悬浮。3)卷扫作用：铝盐或铁盐在水中形成高聚合度的多羟基化合物的絮体，在沉淀过程中可以吸附、卷带水中的胶体颗粒共沉淀，称为絮凝剂的卷扫沉淀作用(或称作网罗捕扫作用)。当铝盐或铁盐投加过量而形成大量无定型氢氧化物时，胶体粒子可被这些无定型的絮状沉淀包裹拖带，产生卷扫作用。这三种作用主次取决于絮凝剂的种类和浓度、胶体粒子的含量以及胶体溶液的pH值。这三种作用有时同时存在，相互协同作用，使得水中胶体粒子聚沉。1．4X射线在材料结构分析中的应用1．4．1X射线的发展概述德国物理学家伦琴【42、43】(W．C．Rontagen)在1895年研究阴极射线时发现了一种奇异的射线。它不但能量高、直线传播、穿透力强，而且能杀死生物组织和细胞，并且由照相效应、荧光效应和电离效应。因当时对其知之甚少，故称为X射线。它问世以后，就在医学和工程技术上获得广泛应用，产生了X射线探伤学和放射学。1912年另一位德国物理学家劳厄(M．V．Laue)用理论和实验证实了X射线为一种能够产生衍射现象、波长为i010。Mm左右的电磁波。从此开创了X射线衍射学发展的新纪元。1912年英国物理学家布拉格父子(Bragg)提出了著名的对X射线衍射的方向作出精确描述的布拉格定律：2Ddsine=11入，它是X射线发展史上的第二个里程碑。1．4．2X射线的产生与特点图1．1X射线装置图Fig1．1TheequipmentoftheX—radial实验证明，真空中凡是高速运动的带电粒子撞击到任何物质时，均可产生X射线。7n江苏大学硕士研究生毕业论文一般的X射线发生装置为x射线管。其结构如图。首先，阴极灯丝(一般为金属w)受热后，放出自由电子。自由电子在X光管高压电场作用下向阳极运动，在与阳极(靶)激励碰撞后，电子被猝然停止，其部分动能转变为X光能，以光量子(hv)的形式表现出来。此即为X射线或X光、伦琴射线。X射线由于其存在的较高能量，形成了自己一系列的物理特性。1)波粒二象性：x射线的波长为10。12--一10一m。它是一种仅次于宇宙射线和一部分Y射线的波长很短的电磁波，因此具有波动性。又因为根据爱因斯坦方程：E=hv=hC／入，X光本身具有能量E，且具有动量P=h／入，而具有粒子性。2)直线传播：X设想具有相当强的穿透力，几乎不产生折射，因此它基本不发散产生，不改变传播方向，沿直线传播。3)具有杀伤力：它可以杀死生物的组织和细胞。4)具有光电效应：它可以使气体电离，产生电离效应；使照相机底片感光，产生感光效应；使铂氰化钾溶液发荧光，产生荧光效应：当光子能量足够大时，将使被照射原子中的电子被击出成为广电子，原子被激发，而光子本身被吸收，产生光电吸收或真吸收；当光子能量进一步升高，将使被照射物原子内层电子相碰撞，使其激发并形成空位，导致电子重排，产生二次X射线，即荧光x射线。此为X射线荧光分析的基础；若被照射物原子内层电子空位，被外层电子填补后，其多余的能量不以X射线的形式放出，而是传递给其外层电子，使之脱离原子本身。此种现象称为俄歇效应。5)散射现象：X射线与物体碰撞将使其前进方向发生改变而产生散射。6)吸收现象：X射线穿过被照射物体时，因为散射、光电效应和热损耗的影响，出现强度减弱的现象称为X射线的吸收。1．4．3X射线衍射分析的方法一、单晶体的研究法1．劳厄法采用连续X射线，照射固定的单晶体。衍射线以照相底片来记录，其上的斑点成为劳厄斑。2．转晶法以单色X射线，照射转动的单晶体。衍射线以照相底片来记录。所以衍射斑点分布在一系列平行的直线上。8●pn江苏大学硕士研究生毕业论文二、多晶体的研究法1．粉末法在劳厄发现单晶体对X射线衍射后不久，德国的德拜(Debye)和谢乐(EScherrer)、美国的胡尔几乎同时发明了粉末法。衍射线以底片来记录。2．衍射仪法此法是最主要的X射线衍射分方法。它的核心部分为测角仪。其工作过程为，从X射线焦点发出的X光，经发散狭缝成为扇形光束，照射在平板样品上。衍射线经接收狭缝进入探测器，被转换成电信号记录下来。1．5本课题目的与意义虽然随着国民经济的发展，政府环保政策不断的完善，人们环保意识的增强，我国环境质量在总体上不断得到提高。但是，我国水资源紧张的状况仍然得到缓解。为了保护水体，解决水资源紧张问题，必须进一步加强对污水、废水进行处理，因此，对作为水处理方法和处理工艺中的一个重要环节絮凝剂的研制和开发有着极其重要的意义。国家建设部，环保总局，科技部于2000年7月18日联合发布《城市污水处理及污染防治技术政策》，该政策确定一级强化处理即一级化学絮凝处理工艺为城市污水处理法定工艺之一，这充分说明絮凝剂在水处理中的重要性。论文在总结了铝酸盐水泥生产方法的基础上，将铝土矿与石灰石经高温煅烧成七铝酸十二钙絮凝剂，并确定了其的生产路线；通过对该絮凝剂的部分水处理机理和性能进行的初步研究，发现该药剂在印染废水脱色、去除COD、去除含硫酸根离子废水、去除含重金属废水的处理方面都有良好的效果，其水处理工艺能使硬水软化便于回用，不带入其它难处理的离子；某些废水处理后的水质可达饮用水水质要求，能为缺水地区提供新水源，值得尽快开发和应用推广。该药剂的创新之处在于：生产原料来源便易且广泛；通过高温煅烧铝土矿和石灰石生成七铝酸十二钙，直接应用于水处理，简化了生产工艺，缩短了生产周期，和其它湿法絮凝剂生产相比，生产过程中不产生废水和废渣；水处理工艺简单、絮凝性能好、时间短，不带入其它难处理的离子；絮凝沉淀物可以回收作为水泥的生产原料，或改性作为其他絮凝剂，避免了二次污染；价廉、无毒，具有较强的吸附架桥能力和电中和能力，因而具有较高的学术性和实用性，必将成为水处理剂界的新亮点。1．6论文的研究主要内容本论文研究的主要内容是在分析和研究了无机絮凝剂的发展概况以及未来发展9n江苏大学硕士研究生毕业论文趋势以及水泥生产工艺的基础上，以石灰石和二级铝土矿为原料，通过高温烧制而形成一种纯度较高的无机高分子化合物七铝酸十二钙，确定其生产方法，并对该絮凝剂的部分水处理机理和性能进行了初步研究。论文通过以下几个方面来研究：1．絮凝剂的制备及分析2．絮凝剂处理含硫酸根矿井水研究，对其去除硫酸根离子的机理及其部分影响因素进行初步研究3．絮凝剂水处理后的残留铝量研究4．絮凝剂脱色性能研究IOn～q江苏大学硕士研究生毕业论文2．1主要药品与试剂第二章主要材料表2．1主要药品与试剂Table2．1Theprimarymateriamedicaandreagent名称级别生产厂家重铬酸钾K2Cr207分析纯AR国药集团化学试剂有限公司铬酸钾K2Cr04分析纯AR国药集团化学试剂有限公司硫酸亚铁铵分析纯AR国药集团化学试剂有限公司(NH4)2Fe(s04)2"6H20无水硫酸钠Na2S04分析纯AR国药集团化学试剂有限公司氧化钙Ca0分析纯AR国药集团化学试剂有限公司氯化钡BaCl2分析纯AR上海泗联化工厂硅酸钠Na2Si03分析纯AR上海化学试剂有限公司氯化铁FeCl3分析纯AR上海振欣试剂厂氯化镁bigCl2分析纯AR国药集团化学试剂有限公司硫酸锌ZnS04分析纯AR国药集团化学试剂有限公司尿素(NH)2CO分析纯AR国药集团化学试剂有限公司亚硝酸钠NaN02分析纯AR国药集团化学试剂有限公司高锰酸钾KMn04分析纯AR国药集团化学试剂有限公司硫酸银A92S04分析纯AR国药集团化学试剂有限公司氢氧化钠Na0H分析纯AR国药集团化学试剂有限公司硫酸钙CaS04分析纯AR国药集团化学试剂有限公司·硫酸汞HgS04分析纯AR国药集团化学试剂有限公司四水乙酸锰分析纯AR国药集团化学试剂有限公司二水乙二胺四乙酸二钠分析纯AR国药集团化学试剂有限公司试亚铁灵分析纯AR国药集团化学试剂有限公司邻苯二甲酸氢钾分析纯AR国药集团化学试剂有限公司明矾KAl(s04)2·12H20分析纯AR国药集团化学试剂有限公司聚合氯化铝市售抗坏血酸分析纯AR国药集团化学试剂有限公司硫酸铝分析纯AR上海美兴化工有限公司lln江苏大学硕士研究生毕业论文2．2常用试剂1．(1+1)盐酸：取等体积的HCl和蒸馏水混合均匀。2．2．5mol盐酸：将253ml浓盐酸缓慢加入到500ml蒸馏水中搅拌均匀后，在1000ml容量瓶中定容至刻度线。3．(1+1)氨水：将相同体积的氨水和蒸馏水混合均匀。4．(1+1)硫酸：将等体积的硫酸溶液缓慢倒入蒸馏水中混合均匀。5．50％乙醇：将等体积无水乙醇倒入蒸馏水中混合均匀。6．(1+1)磷酸：将等体积的磷酸溶液倒入蒸馏水中搅拌均匀。12n_～江苏大学硕士研究生毕业论文2．3主要实验仪器表2．2主要实验仪器Table2．2Theprimaryinstrumentn江苏大学硕士研究生毕业论文第三章絮凝剂的研制与定性分析3．1絮凝剂的研制3．1．1原料的选取1．铝土矿铝土矿原料取至河南省某地区的铝土矿，经日本理学D／Max2500PC全自动粉末X射线衍射仪分析和化学分析，经测定，原矿中的主要化学成分三氧化二铝含量达到二级以上。2．石灰石石灰石原料取至溧阳市某矿，经测定，原矿的主要化学成分为碳酸钙，含量在．95％以上。3．1．2絮凝剂的制备将二级以上铝土矿(A1203>72％，Si02QO％)和石灰石按专利公开书：CNl709825A的要求经高温煅烧后冷却，粉碎，过200目筛后密闭保存，即为絮凝剂。3．2X射线在絮凝剂定性分析中的应用3．2．1引言X一射线研究理论的深入和发展【431，使得它在材料微观结构分析领域中的应用日趋广泛。它所涉及的范围从金属到非金属，从无机材料到有机高分子材料，无论是对天然材料还是人造材料，都显示出它独特的研究优势。3．2．2实验原理和方法3．2．2．1原理每一种晶体都有自己独特的化学组分和晶体结构‘42'431。当被X射线照射时，入射线将经过物质内部的原子或离子，依照布拉格公式发生衍射，每一种晶体根据固有的化学成分和晶体结构都将产生独有的XRD图谱。因此，与人的指纹相似，可以根据每种晶体都具有自己独特的X射线衍射图谱进行鉴定分析。而且混合晶体的衍射图谱为其各自晶体衍射峰的叠加、互不影响。因此可以对任意组合的晶体样品进行定性分析。14n江苏大学硕士研究生毕业论文3．2．2．2样品置备将絮凝剂和其水化后的滤渣烘干，在玛瑙钵中充分细磨，使细度达到250----300目左右。然后采用专用样品盒和压制工具，反面压制成型。3．2．2．3测定参数设定①扫描方式：连续扫描；②单色器：固定的石墨单色器；③发散狭缝：自动发散狭缝；④接收狭缝：一般选O．1mm；⑤扫描速度：O．050／s；⑥扫描范围：50一750(20值)；⑦操作电压：40kV；⑧操作电流：20mA。3．2．3结果与分析3．2．3．1絮凝剂的定。陛分析由图可知絮凝剂的主要成分为七铝酸十二钙(Cal2A114033)，d值为：1．6105、2．1954、2．4551、4．9076。和少量的硅酸钙、铝酸三钙。～．h川小～．kL小L．bJ。J5152535455565，I王29图3．1药品A的XRD衍射图Fig3．1theXRDfigoftheflocculen江苏大学硕士研究生毕业论文3．2．3．2絮凝剂水化产物分析将19絮凝剂在50ml去离子水中搅拌20min后，在60。C烘干，磨细进行XRD衍射分析(如图3．2)。152535455565752Therta图3．2絮凝剂水化XRD衍射图Fig3．2theXRDfigofthehydringhydrateproductionofthefloccule由图3．2可见，20min后絮凝剂已基本水化，因此在衍射途中出现无定形物质的衍射特征，Cal2A114033水化后的主要产物为Ca3A1206·11H20、AI(OH)3和C乱甜207·mH20。由于水化产物将Cal2A114033颗粒包裹起来，阻止了Cal2A114033进一步水化，因此图中仍然有Cal2All4033的衍射峰出现。3．2．3．3絮凝剂处理含硫酸根废水沉渣分析2Thrate图3．3絮凝剂处理含硫酸根废水后沉渣XRD衍射图6575Fig3．3theXRDfigofthewasteresidueafterdealingwiththewastewaterfullofsulfe16n江苏大学硕士研究生毕业论文由图3．3可知，絮凝剂处理含硫酸根废水沉渣的主要成分为Ca3A1206"3Ca504·26HEO和铝胶。3．3讨论结果表明，絮凝剂的主要成分位Cal2AIl4033，絮凝剂水化速度较快，20min后絮凝剂已基本水化，水化产物主要是CaaAl206·nH20、AI(OH)3、Ca4烈207·mH20和被水化产物包围的Cal2A114033。处理硫酸根废水的沉渣主要成份为Ca3A1206·3CAS04·26H20和铝胶。。17n江苏大学硕士研究生毕业论文第四章絮凝剂去除矿井水的硫酸根结果与分析4．1引言煤炭是我国的支柱能源，占我国总能源的70％。目前，由于煤炭的生产和使用所带来的环境污染已成为我国的主要环境问题之一。随着煤炭洗选加工等多种经营的发展、坑口电站及煤化工企业的建设，以煤炭为中心的各种污染问题已有扩大的趋势，引起了人们的密切关注。尤其在我国的西部，由于煤矿工厂排放大量的粉尘煤渣，使得水体中的S042。、F。、N02-等阴离子严重超标，对矿山排水设备、钢轨及其他机电设备均有较强的腐蚀性；利用它们灌溉，会使土壤板结，农作物死亡；矿工长期接触会使手脚皮肤破裂、眼睛疼痒，影响身体健康；矿区居民的饮用水源受到威胁【删。．国内现有的有关净水剂的技术中，类如聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚硅酸铝等虽然有着较好的絮凝作用，但对水体中的5042‘等阴离子的去除没有明显的效果，同时也将会给处理水带入部分难处理的阴离子。传统的石灰中和法、石灰石中和滚筒过滤法、石灰石～石灰联合处理法等工艺的严重弊端是中和产生的巨大量的难处置的固体废弃物硫酸钙(石膏)，同时，硫酸钙在纯水中的浓度达1083mg／L，导致处理过后肺水肿硫酸根离子相对偏高，远远大于地表水环境质量标准GB3838．83。使用电渗析、反渗透或离子交换等技术，由于高浓度硫酸根易引起膜的堵塞，提高了预处理、管理和维护等技术要求，引起运行费用增大等弊端【451，而且处理浓缩液又造成二次污染。湿地法是国内外近年来研究的一种新型处理工艺。一种是表面水流型，废水以浅水和漫流的形式缓慢流过介质表面和介质上的水生植物；另一种是地下水流型，废水是以渗滤流的形式在介质表层之下缓慢流动，穿过介质和植物的根系[45】。但由于湿地法占地面积大，处理时间长，易受气候变化的影响处理程度不是很稳定，而且由于土壤中微生物产生硫化氢逸出污染大气环境，因此湿地法在应用上也有很大的局限性。七铝酸十二钙絮凝剂能将矿井水中的硫酸根离子浓度去除达到饮用水标准，水处理工艺能使硬水软化，不带入其它难处理的离子；处理废水后的沉渣回收可以作为水泥的生产原料，避免了二次污染。18n江苏大学硕士研究生毕业论文4．2实验方法4．2．1实验用药品和试剂4．2．1．1实验用废水的配制称取1．47869无水硫酸钠加到500ml去离子水中，搅拌，然后定容至1L，配制成含硫酸根离子浓度为1000mg／L的溶液(作为模拟废水)。4．2．1．2硫酸根分析药剂的配制称取19．449铬酸钾与24．449黝t461，分别溶入1L蒸馏水中，加热至沸腾。将两种液体到入3L烧杯内，生成黄色铬酸钡沉淀。待沉淀下降后，倒出上层清夜，然后每次用1L蒸馏水洗涤沉淀，共洗涤5次左右。最后加蒸馏水至1L，使成悬浮液，每次使用前混匀。4．2．2硫酸根浓度测定4．2．2．1硫酸根浓度标准曲线的制作分别在八个250ml锥形瓶加入0、1、2、4、5、6、8、10ml配制好的好硫酸根1000mg／L标准溶液【461，加入蒸馏水至50ml后，加入lml2．5mol／L盐酸溶液，煮沸5min。取下后加入2．5ml铬酸钡悬浮液，再煮沸5min。取下锥形瓶稍冷后，加入1+1氨水至柠檬黄色，再多加2滴。待溶液冷却后用慢性滤纸于50ml比色管内。用蒸馏水洗涤锥形瓶和滤纸三次，收集于比色管内，用蒸馏水稀释至标线。用723分光光度计用10mm比色管在波长420nm处测吸光度(结果如表4．2．1)，根据表4．2．1作图4．2．1，建立硫酸根浓度标准曲线。表4．1硫酸根浓度与吸光度关系Table4．1therelationshipeofthesulfeconcentrationandabsorbency19n江苏大学硕士研究生毕业论文《蜊买签O12345678910ll加入的硫酸根溶液(m1)图4．2．1硫酸根浓度与吸光度曲线Fig4．2．1therelationshipeofthesulfeeoncengationandabsorbency硫酸根浓度标准曲线为：Y=O．0947X+0．0047(4．1)相关系数R2=0．9998式中Y：为吸光度A，X：为硫酸根浓度(m1)4．2．2．2水样硫酸根浓度计算公式取适量待测水样按4．2．2．1方法测定硫酸根浓度。硫酸根浓度按下式计算：硫酸根浓度(rag／L)=(M／V)X1000(4—2)M：表示由标准曲线查得的硫酸根量(mg)；V：表示所取水样体积(IIll)。4．2．3混凝实验分别称0．4、0．8、1．2、1．6、2．O、2．4、2．89絮凝剂在50ml去离子水中搅拌20min后，加入到1000ml配制的废水中搅拌，用PHB．2便携式酸度计对溶液的pH值变化进行监测，定时取样测定硫酸根浓度。20n●江苏大学硕士研究生毕业论文4．3结果与分析4．3．1最佳条件的确定0481216202428323640时间t饥in)图4．3．1搅拌时间与pH值曲线Fig4．3．1TherelationshipoftimeandpH由图4．3．1可见，搅拌开始时，溶液的pH值上升较快，10min后溶液的pH值变化趋缓，搅拌时间为20min后，溶液的pH值基本达到稳定状态。但加药量为2．49的溶液pH值较加药量为1．6和2．Og的高很多。＼i000≥800县萎600掣篓400麓*蔼200O10203040搅拌时间(min)图4．3．2搅拌时间与出水硫酸根浓度曲线Fi94．3．2Therelationshipoftimeandthesulfeconcentration2153525l50591l32l09l戛}茁n江苏大学硕士研究生毕业论文盲800翅矮600璀鬻400{：|蓥长丑200OO．40．81．21．622．42．83．23．6加药量(g)图4．3．3加药量与出水硫酸根浓度曲线Fig4．3．3Therelationshipofthedosageandthesulfeconcentration由图4．3．2与图4．3．3可知：搅拌时间为20分钟后，溶液中的硫酸根浓度变化不大；当加药量低于29时，出水硫酸根浓度不能达到饮用水标准；加药量达到2．Og时，出水硫酸根浓度基本达到饮用水标准；但由图4．2．2可知加药量高于29时，出水pH值增高很多，将增加后处理调节pH值所需C02的用量及成本。因此可以确定最佳搅拌时间为20min，最佳投药量为29／L。4．3．2机理分析由图3．2可知Cal2A114033水化后的主要产物为Ca3A1206-nil20、Ca4A1207"mH20和A1(OH)3。由沉渣的XRD衍射分析(图3．3)，可知其主要成分是Ca3A1206"3CAS04·26H20和铝胶；通过XRD衍射及MaterialsStudio计算后得知Ca3A1206·3CAS04·26H20是四棱六面体，具有两个主要的结构中心：六面体{Ca。[AI(OH)6]2·24H20}6+和[(S04)3·2H20]昏通道，六面体周围覆盖有(0H)一和H20(如图4．3．4)。当水化后的絮凝剂加入到含硫酸根的溶液中后，在药剂进一步水化的同时，CaS04迅速进入Ca3A1203·nil20和Ca4A1207·mH20结构中心，使Ca3A1203·nil20和Ca4A1207"rnH20结构发生变化，在pH值10．5以上的范围内较稳定地形成Ca3A1206"3CAS04·26H20四棱六面体[47,48】，达到对硫酸根离子的吸附。溶液中A13+和Ca3A1206·3CAS04·26H20形成络合物，充分发挥絮凝剂的吸附架桥和卷扫作用【49’501，而使药剂具有良好的絮凝性能。／7n～絮凝反应过程可能为：2H，0+Ca2++so；。一CaS04。2HzOCatzMl4033+xH20一Ca3A1206‘nH20+aAl(OH)3Cat2M14033+InH20———_Ca4A1207。砷H20+bM(OH)3Ca3A1206’nit20卜一Ca4Alz07‘mHzO+Ca2AIz04。yH20Ca3M206‘nH20+3CaS04一Ca3Mz06。3CaS04。26HzOCa4AlzOT"I【IH20+s西一一Ca3A1206．3CaS04‘26Hz0图4．3．4Ca3A1205·3CaS04·26H20的空间结构图(4．3)(4．4)(4．5)(4．6)(4．7)(4．8)Fig4．3．4ThestructureofCa3A12063CaS0426H20由于反应过程较为复杂，目前关于反应机理的研究尚没有一个定论，有待进一步研究。4．3．3影响因素分析4．3．3．1铁对硫酸根去除效果的影响称取19FeCl3加入到lOOml蒸馏水中搅拌，配制成浓度为lOmg／ml溶液。在含硫酸根浓度为1000mg／L的溶液中分别加入不同量配制的FeCl3溶液。加入奄化后的絮凝剂2．09搅拌20min后，测定出水硫酸根浓度，记录数据，作图4·3·3·l。n江苏大学硕士研究生毕业论文250—200一＼"E刨150聪掣蓬100*羽50024681012141618202224氧化铁用量(m1)图4．3．3．I铁离子对出水硫酸根浓度的影响Fig4．3．3．1Theeffectionofthesulfeconcen仃ationbyFe3+实验表明，铁离子的加入提高了絮凝剂对硫酸根的去除效果，同时也使絮凝剂的絮体增大，提高沉淀速度。由图4．3．3．1可知，FeCl3的加入硫酸根去除效果明显提高。JuajMajzlan[51】等认为Fe3+和S042‘形成高分子复合物，与灿3+共同沉淀，增强了絮凝剂对硫酸根的去除作用，因此加入铁离子可以适当减少絮凝剂的用量。4．3．3．2硅对硫酸根去除效果的影响称取29硅酸钠加入到100ml蒸馏水中，配制成浓度为20mg／ml的溶液。在模拟废水中分别加入不同量配制的Na2Si03溶液。加入2．09絮凝剂，搅拌20min后，测定出水硫酸根浓度，记录数据，作图4．3．3．2。600’,-、-1500＼"5400赵鬟300藿200*羽10002468101214161820硅酸钠量(m1)图4．3．3．2硅酸根对出水硫酸根浓度的影响Fig4．3．3．2TheeffectionofthesulfeconcentrationbySi042·24n江苏大学硕士研究生毕业论文虽然溶液中的硅酸离子能使絮体增大，增强了絮凝剂的絮凝性，但由图4．3．3．2可知，硅酸钠加入量大于6ml以上时，出水硫酸根浓度不能达到饮用水标准。一般认为硅酸根与铝结合，占据Ca3A1206"1TH20四棱柱中心【32’33'52’531，阻止了硫酸根进入四棱柱中心形成Ca3A1206"3CAS04·26H20。因此，一定浓度的硅酸根对药剂去除硫酸根有阻碍作用。4．3．3．3镁离子对硫酸根去除效果的影响。称取O．59MgCl2加入到200ml蒸馏水中搅拌，配制成浓度为2．5mg／ml溶液。在模拟废水中分别加入不同量配制的MgCl2溶液。加入水化后的絮凝剂2．09，搅拌20min后，测定出水硫酸根浓度，记录数据，作图4．3．3．30乏善醚嶷掣镒霎羽280200DlZrJq氯化镁的用量图4．3．3．3镁离子对出水硫酸根浓度的影响Fig4．3．3．3TheeffectionofthesulfeconcentrationbyM92+由图4．3．3．3可知镁对药剂的影响较为明显，水中加入的MgCl2大于2ml以上时，出水的硫酸根浓度就高于250mg／L。A．M．Cody【52’54’551等认为镁离子的大小与钙离子的大小很接近，溶液中的镁离子能取代Ca3A1203"nH20中的钙离子，而破坏了Ca3A1206"3CAS04-26H20结构的形成和稳定性。n江苏大学硕士研究生毕业论文4．4山西古交煤矿矿井水处理工艺流程简图和水质检验报告蟹4．4山西古重量裹矿承盘醋堑工艺漶穰掏豳Fig4．4ThetechnicsflowofShanXi在调节池中加石灰乳调节矿井水的pH值到10左右，使矿井水中的煤粉等悬浮颗粒在初沉池中沉淀，消除这些物质对药剂的干扰，产生的污泥排放。本工艺处理剂投加方式采用湿投法，即在处理剂在进入混凝罐与废水进行反应之前，先搅拌20min，使絮凝剂水化。待絮凝剂充分水化之后，使药品在管道中与处理废水充分混合后，进入混凝罐进行混凝反应，过后进入沉淀罐l进行沉淀，处理剂与废水反应后的生成的固相和液相的分离主要是在这里进行。由沉淀罐1进入沉淀罐2的过程中，吹入C02气体，此法主要是为了降低由沉淀罐1出水的pH值，同时吹入C02气体后生成的C032-与废水中反应生成的钙离子ca2+的反应沉淀。沉淀罐1的出水进入沉淀罐2，沉淀罐2内装有一定量的填料，去除沉淀罐1内未沉淀的SS，然后出水。各罐产生的污泥进行污泥回收，调节池产生的少量淤积污泥外排表3．4．1山西古交煤矿矿井水处理水质检验报告(摘录)Table3．4．1ThereportoftestedShanXiwaterqualityn江苏大学硕士研究生毕业论文4．5讨论①絮凝剂水化生成Ca3A1206·nil20、CaL4舢207·mH20和铝胶，加入到含硫酸根离子的溶液中后，水中的硫酸根迅速进入Ca3A1206·nH20和Ca4A1207·mH20的结构中心，形成Ca3A1206"3CAS04·26H20，并与水中的础3+共同沉淀，达到对硫酸根离子的去除。②水中的一定浓度M92+、si032‘对絮凝剂去除硫酸根有阻碍作用；而铁离子增强了絮凝剂对硫酸根的去除作用。其它离子对絮凝剂水处理效果的影响有待进一步研究。‘③絮凝剂对硫酸根的去除能力较强，处理含硫酸根矿井废水使其出水硫酸根等离子浓度达到饮用水标准，处理工艺简单，克服了其他水处理剂及处理方法的弊端，为缺水地区提供一个新的水源，对解决我国西北等缺水地区的饮用水问题有重要意义；水处理工艺使水质软化，循环利用；水处理后不带入其它难处理的离子，处理后的沉渣可以回收作为水泥的生产原料，避免了二次污染。27n江苏大学硕士研究生毕业论文5．1引言第五章絮凝剂的残留铝量研究铝是人体不需要的一种元素[56】，是低毒物质，随饮食进入人体后会在一些组织中积蓄，达一定剂量后会引发多种疾病。大量的研究显示，铝是一种对人体健康有害的元素，可在人体内蓄积并产生慢性毒性。铝可在脑组织中蓄积，引起中枢神经功能紊乱，透析性脑病。Moore、Campbell等【57】研究表明：对铝的过量接触和蓄积可能是导致老年性痴呆原因之一。铝能直接作用于骨组织，引起骨病理改变；铝可以引起红细胞低色素性贫血，影响多种酶系统的活性，对造血系统产生毒性；铝对人体的免疫功能有明显抑制作用；铝还具有对胚胎毒性和导致胎儿畸性等。欧、美国家的饮用水水质标准已对铝的许可含量作了严格限制，要求不超过0．05mg／L[46]，故已普遍改用三价铁盐作混凝剂。我国自来水中的铝残留量超过0．05mg／L的好几倍，铝盐絮凝剂在处理低温低浊度水的铝残留量更高。我国“城市供水行业2000年技术进步发展规划”中，明确提出一、二类城市饮用水中的残留铝浓度不得超过0．2mg／L。城市饮用水中铝浓度的现状如何、是否能满足上述规定的要求、采取那些技术措施解决铝残留量问题，都是人们所关心的问题【58’591。不仅如此，我国不少自来水厂采用的聚合氯化铝主要是以废铝灰为原料制成的，重金属含量高，这些重金属离子免不了会在水处理时被带入水中，使得铝系絮凝剂在饮用水处理中的应用受到极大的限制。在混凝处理工艺中，水处理药剂占有很重要的地位，药剂的选择、使用直接关系到处理效果和处理成本。目前，各种絮凝剂层出不穷，有无机絮凝剂、有机絮凝剂、复合絮凝剂等，详细了解药剂的性能对其实际应用具有重要意义。因此，水处理剂处理后水中的铝残量也是判别水处理剂优劣的一个重要指标。我们通过以C02调节出水pH的方法，考察了絮凝剂处理含硫酸根废水后的铝残留量。5．2实验部分-，n江苏大学硕士研究生毕业论文5．2．3混合显色剂用50％的乙醇(C2HsOH)配29／L浓度的指示剂CAS，0．05mol／L的CTMAB和509／LTritonX-100水溶液。将以上各液按体积bLlO：2：5混合，贮棕色瓶，两周内使用。5．2．4抗坏血酸(简称Vc)水溶液称lOg抗坏血酸溶解至rJ400ml水中后定容到1000ml，配制成浓度为10g／L的溶液，贮棕色瓶，盖紧，一周内使用有效。5．2．5Mn—EDIA掩蔽齐0．称取12．39四水醋酸锰和9．59二水乙二胺四乙酸二钠，溶入400ml水中，再定容到500ml。5．2．6pH6．30缓冲溶液称取51．19邻苯二甲酸氢钾和8．09氢氧化钠，加水配制成约400ml溶液。再滴加2mol／L氢氧化钠溶液至pH=6．30。定容至500ml。5．2．7残留铝含量标准曲线的制作。于25m1比色管中分别加O．5mlVc溶液f60。621，适量铝标准工作液，1．7ml混合显色剂(其中含1．0mlCAS、O．2mlCTMAB、0．5mlTritonX一100)，2mlMn—EDTA，3ml缓冲溶液，用水稀至刻度，摇匀。室温下15min～2h内，在618rim波长处i以试剂空白(即上述不加铝标准液的溶液)为参比，用lcm比色皿，测吸光度A。作含残留铝量与吸光度曲线(图5．1)。00．10．150．2残留铝量(mg／L)．图5．1残留铝标准曲线Fig5．1thestandandcurveoftheremnantalumium29251S0，鹾求昏。n江苏大学硕士研究生毕业论文曲线曲线关系式为：Y=0．2114+7．0089X(5．1)R2=0．9995式中：X为25ml溶液中的铝含量(mg／1)；Y为吸光度；R2为相关系数。5．2．8混凝试验在1000ml的模拟废水中加入不同量的絮凝剂，搅拌20min后，沉淀10min，取样测定残留铝量。将上层清液取出，通入C02调节pH值至7．0左右，过滤，取清夜测定残留铝量。记录数据。5．3结果与分析5．3．1加药量对残留铝量的影响2．32．29≤2．28凹昌蚓2·27舔基2·262．252．24O．2O．30．4O．5O．6O．7O．8O．9加药量(g／L)图5．2加药量与残留铝曲线Fig5．2theeffectionoftheresidualaluminumbythedosage由图5．29知，在一定的投药量范围内，水中残留铝量虽投药量的增加而减少，超过一定的量，残留铝又明显增加。5．3．2pH值对残留铝的影响以C02调节的pH值，投加O．69药剂，测定残留铝量。30n江苏大学硕士研究生毕业论文o≥3碰芷=幕钿鼷32．521O．504．55．56．57．58．59．5lO．511．5pH值图5．3pH值对残留铝量的影响Fig5．3theeffectionoftheresidualaluminumbypH由图5．3可知，在pH值为中性时，絮凝剂的残留铝含量最低，随着pH值的升高，残留铝量又升高；在7～10的范围内都保持在较低的范围内。铝是两性金属元素，在低pH值条件下【26’56’631，高聚态的聚合铝转化为带更多正电荷的络离子[A18(oH)204+、A113(OH)345+]，这些粒子由于带上了正电荷而产生了不同程度的再稳定，使其絮凝能力下降，同时水中不能形成稳定沉淀物，因此水中残留铝量增加；在高pH值条件下，部分聚合铝向溶解态的偏铝酸形式转化，所以在高pH值和低pH值时，处理后的水样中铝含量都较高。随着pH的增加，絮凝剂水化生成的Ca3A1206CaCOynH20吸附了大部分的一0H，使水中游离的自由铝离子或低聚合度的羟基铝络合物增加，而这类物质的絮凝作用较差，所以作为残余铝被测出，表现为水样中残余铝含量增加。5．3．3调节pH后沉渣分析将C02调节pH之后的沉渣，过滤，在60"C烘干，磨细后进行XRD分析，结果如图5．4。由图5．4可知，沉渣的主要成份为Ca3A1206CaCOy2H20和CaC03。由此可知当在水样中通入C02后，可能存在以下反应：Ca2++C02+20H．一CaC03+H20(5-2)CaaAl206‘nH20+CaC03一Ca3A1206CaC03·2H20(5—3)31n江苏大学硕士研究生毕业论文、√。以5152535455565752therta图5．4调节pH后滤渣的XRD衍射图Fig5．4theXRDfigofthewasteresidueafteradjustedpHbyC025．3．4调节pH后加药量对出水残留铝的影响O．2O．19鼍0．18富嘲0．17非襄0．16燃O．150．140．40．81．21．622．4加药量(gZL)图5．5加药量对残留铝量的影响Fig5．5theeffecfionoftheresidualalumiumbydosageafteradjustingpH由图5．5可知，调节pH值后，虽然水中的残留铝量随着加药量的增加而增加，但在加药范围内水中的残留铝量能够保持在较低的范围内。随着絮凝剂的水化，絮凝剂的电中和能力和吸附架桥能力都增强，凝剂本身含带的铝以沉淀的形式除去。了絮凝剂的吸附架桥能力，从而增强了对水中残留铝的影响不大。-，n江苏大学硕士研究生毕业论文5．4讨论1、在一定的投药量范围内，水中残留铝量虽投药量的增加而减少，超过一定的量，残留铝又明显增加。2、在pH值为中性时，絮凝剂的残留铝含量最低，随着pH值的升高，残留铝量又升高；在7～10的范围内都保持在较低的范围内。3、调节pH值后，虽然水中的残留铝量随着加药量的增加而增加，但在加药范围内水中的残留铝量能够保持在较低的范围内。因此，调节pH后，加药量的变化对水中残留铝的影响不大。n江苏大学硕士研究生毕业论文6．1引言第六章脱色性能研究印染行业是工业废水排放大户哗’651，据不完全统计，我国每天排放的印染废水约为300"--'400万吨，年排放量约为6．5亿吨。虽然印染废水的治理已经在目前取得了卓有成效的研究，但大部分还是着眼于末端治理的开发，没有从整体的角度对污染工序的全过程进行治理。我们必须着手解决在对排放的印染废水做了末端处理之后，还要进一步考虑当它们排放到环境中是否会对自然环境、社会乃至人类产生影响；同时，还要考虑到目前的社会条件从而提高废水处理的经济合理性。不言而喻，印染废水的危害很大：印染废水中残存的大量浆料使废水呈胶体状态[66删，若直接排放，会不利于受纳水体中水生植物的光合作用，降低水中的D0，减少水生动物的食物来源，间接对水中的某些水生动物造成危害。印染废水中的偶氮染料能使生物致畸、致癌、致突变。这些染料初步降解后的产物多为联苯胺等一些致癌的芳香类化合物，毒性很大。人类若不慎饮用这些水造成的后果不堪设想。印染废水中还有些染料、固色剂、媒染剂、氧化剂等都含有有害重金属离子，它们一旦进入自然环境就会长期存在，并通过食物链等危及人体健康，如Cr6+己被确认能致癌，汞能毒害人的神经系统。废水中一般的酸、碱、盐等相对无害，但许多含氮、磷的化合物排放后会使水体富营养化；大量的硫酸盐在土壤中转化为硫化物，引起植物根部腐烂，使土壤性质恶化。我国是水资源短缺和水污染比较严重的国家之一。随着水资源危机的加剧，有必要在印染废水的治理中使用清洁生产技术，防止二次污染和污染物的转移，并实现废水处理后的回用。这些对缓解水资源危机、实现印染行业的可持续发展有重大的意义。6．2实验部分6．2．1处理对象本文所处理的废水来自于镇江某印染厂染料的废水。该废水黏稠，颜色显深，带有较强烈的臭味(废水1)。将活性艳兰KGL和活性艳红分别配制成400mg／L的水溶液(模拟废水2、3)。n江苏大学硕士研究生毕业论文6．2．2重铬酸钾法CODcr的操作步骤测定步骤【46】：1．用20ml水样和10rrdK2Cr207溶液润洗磨口锥形瓶，过后在瓶中加入少量的玻璃珠2．加入掩蔽剂硫酸汞后，再加入20ral水样和lOmlK2Cr207溶液3．安装连接回流装置，加入H2S04-A92S0430ml4．自沸腾起开始计时，加热回流2h5．待冷却后加入90ml蒸馏水；再次冷却后加入试亚铁灵几滴，用标准的硫酸亚铁铵溶液滴定，记录所用的体积数空白实验：其具体操作与上述步骤相同，仅是用蒸馏水代替水样计算公式：c∞一=!堡二坠竺竺竺·毫L厂矿式中，c：硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol／L)；，Vo：滴定空白时硫酸亚铁铵标准溶液用量(m1)；VI：滴定水样时硫酸亚铁铵标准溶液的用量(m1)；V：水样体积(m1)；j8：氧(1／20)摩尔质量(g／m01)。6．2．3色度的测定论文中采用稀释倍数法测定水样的色度，主要目的是为了以后方便的计算色度去除率。操作步骤：取一定量的水样，用蒸馏水稀释，盛于比色管中，在比色管的底部要衬一白瓷板。由上向下观察稀释后水样的颜色，并与蒸馏水比较，直至稀释到看不出颜色，记录此时的稀释倍数。此倍数就是所要的色度值。6．2．4脱色率的测定采用分光光度法测定水样的脱色率，利用723分光光度计测定分光光度法原理：分光光度法是利用物质对不同波长的光波具有选择性吸收的特点而建立的分析方法。分光光度计利用入射光散射光谱，并通过狭缝分成连续变化并且具有一定波长的单色光，使单色光连续的一次通过溶液，测量该溶液对每段波长辐射的吸收，从而得到吸收光谱曲线。35n江苏大学硕士研究生毕业论文计算公式：采用723分光光度计测得原水的入m瓤，然后在该波长下测定处理水样的吸光度，再按下式计算脱色率：脱色率(％)=(舢--A)／aoX100％(6．1)式中，～：未经处理的原水实测吸光度A：混凝处理后水样的吸光度6．2．4混凝实验取已配制好的絮凝剂加入到1000ml的废水中，快速搅拌(400r／min)2min后在250r／min搅拌30min，利用pH计测定溶液酸度，最后静置沉降10min。取上清液，测定CODc，和脱色率及色度。同时与一些其他常用的处理剂作比较，选择的比较药剂是聚合硫酸铁(PFS)和聚合氯化铝(PAC)。与这两种比较可以看出研制药剂的优劣。6．3结果与分析’6．3．1最佳投加量的确定投加不同的加药量，先以400r／min的搅拌速度搅拌3min；然后以200r／min搅拌速度搅拌20min：最后以100r／min搅拌速度搅拌5min；沉淀10rain后取上层清夜测定吸光度。实验结果见表6．1表6．1确定最佳投加量的实验结果Tble6．1Thereportofthebestdosageexperiment这些数据处理后如图6．1及图6．2：36n江苏大学硕士研究生毕业论文0．5Fi96．10．950．弱翳篮0．75稍口ouO．65o．550．45吼下0．9I1．522．533．5。加药量(g／L)图6．1加药量与脱色率曲线Theeffectionofthedecolorratiobythedosage0．5a．70．911．522．533．5加药量(g／L)图6．2加药量与COD去除率曲线Fig6．2TheeffectionoftheCODremovedratiobythedosage由实验可以知：1．当投加量在一定的范围内时，随着投加量的增加脱色率也显著增加，两者几乎是直线关系；而CODcr的去除率也是如此。但投加量的增加对脱色率的提高要明显好于CODc，的去除率。’这种现象产生的原因，可能与絮凝剂对废水的作用机理有关。在待处理的废水中有一些杂质颗粒形成胶粒，其表面的电荷与周围介质中的与之电荷平衡的反离子构成双电层。在废水中加入这种无机絮凝剂后【68】，就改变了胶体的表面电势，或改变分解介质中混凝剂的浓度与价态，最终影响胶体间的排斥位能并且压缩双电层，从而增加颗粒间的吸引能，使颗粒聚集而沉降。当投加量控制在一定范围内时这种作用就更加强烈，所以曲线呈现的随着投加量的增加处理效果显著提高；但是超过这个范围后双电层的压缩达到了极限，即使再增加投加量处理效果也没有显著提高，甚至会破坏溶液37l98T6S吼饥仉阱脚凄n江苏大学硕士研究生毕业论文的电荷平衡，使得溶液中的电性逆转，导致已经沉降的胶粒重新悬浮【21'55’561。2．处理废水1和废水3时，当投加量超过了1．5g／L后，随着投加量的增加脱色率增加缓慢，尤其在2．0g／L以后，增加投加量对脱色率的提高已经没有多大的作用；在CODcr的去除率曲线中同样。但处理废水3的效果明显不如废水1和废水2的好。处理废水2时，加药量超过0．99／L后随着投加量的增加脱色率增加缓慢。3．鉴于以上两点，基本确定处理废水1和3的最佳投加量为1．5g／L；处理废水2的最佳投药量为O．99／L。6．3．2最佳搅拌速度的确定因为搅拌速度不同，产生的处理效果也不同。在这组实验中通过废水1的实验考察搅拌速度的影响作用，取投加量为2．09／L，搅拌时间为30min。实验结果见表62表6．2最佳搅拌速度确定的实验结果(注：搅拌速度单位为r／min)Table6．2Thereportofthebestpaceofthemixing1．210．8锝卸0．6舀0．40．20O100200300400搅拌速度(r／min)图6．3搅拌速度与脱色率曲线Fig6．3Theeffectionofthedecolorratiobythemixingpace500n江苏大学硕士研究生毕业论文1．2l褂0·8婚-Hi0．6口ou0．4O．2O100200300400搅拌速度(r／min)图6．4搅拌速度与COD去除率曲线500Fig6．4TheeffectionoftheCODremovedratiobythemlxangpace观察以上两图，可以总结出以下几点结论：1．与以上研究的投加量与脱色率以及投加量与CODc，的去除率之间的关系曲线相比较，搅拌速度与脱色率以及与CODcr的去除率之间的关系曲线与前者是有很大不同的：两者呈现了不同的相关性，前者呈现的是普通的线性关系，而后者则呈现是复杂的二次函数关系；2．观察搅拌速度与脱色率之间的关系曲线(图6．3)，发现这条二次曲线在搅拌速度为240r／min～310r／min脱色率变化不大；并且在这个范围还有一个极大值出现：是在搅拌速度大约为280r／min，此时脱色率可达97．8％。当然在这个情况下处理效果是非常理想的；3．观察搅拌速度与COD。，去除率之间的关系曲线(图6．4)，发现这条二次曲线在搅拌速度为240r／min---320r／min时，CODc，的去除率变化不大；而这条曲线的最大值大概出现在270r／min，在这个搅拌速度下CODc，的去除率已经达到96．8％。图6．3和图6．4之所以有这种情况的产生是因为在药剂投加到处理废水中后，当搅拌速度控制在一定的范围内时，提高搅拌速度会加速胶体颗粒的凝聚，加快絮体的形成，呈现的就是随着搅拌速度的提高处理效果显著提高；当超过某个极限后，加快搅拌速度反而会使得已经形成的絮体被打碎，尽管胶体颗粒发生再稳，但是处理效果有所下降。6．3．2与其他药剂的比较在烧制并研究了这种药剂之后，为了更加全面透彻的掌握这种药剂在实际运用时所产生的一些有利和不利方面的情况，还有必要与一些目前较常用的混凝剂做一39n江苏大学硕士研究生毕业论文番比较。在论文中选择了两种目前正在被广泛使用的药剂：聚合硫酸铁(PFS)和聚合氯化铝(PAC)。6．3．2．1与聚合硫酸铁(PFS)的比较聚合硫酸铁是一种多羟基、多核络合体的阳离子无机高分子絮凝剂[25’69’701。其分子式为：[Fe2(OH)。(s04)3一加】m，其中：n<2，m--f(n)。聚铁可以与水以任意比例快速混合，在其水溶液中有大量的[Fe2(OH)3]3+、[Fe(H20)6]6+等聚和铁络合离子，它比一般的无机混凝剂有较大的分子量与传统铁盐相比，有以下特点【24J：有效pH值范围宽，可达4—11；药剂用药量较少，矾花生成快，沉降速度快；适应性强，一般对各种废水都有一定的处理效果等。论文研究了聚合硫酸铁的投加量变化对染料废水1的脱色及CODc，去除的影响。在做了一组实验后得出的实验结果见表6．3：表6．3PFS投加量变化对处理效果的影响Table6．3theeffectionofthePFSdosage根据表6．3的结果绘图如下：褥蟹粕oU投加量(g／L)图6．5投加量疑oD去除率曲线Fig6．5theeffectionoftheCODremovedratiobythedosageO0On江苏大学硕士研究生毕业论文1．21O．8{》{}翘0．6定瞳0．4O．2O投加量(g／L)图6．6投加量与脱色率曲线Fig6．6theeffectionofthedecolorratiobythedosage图6．6显示聚合硫酸铁的投加量与脱色率在投加量小于1．1g／L的范围内有线性关系。在这个范围增加少量的药剂用量可以显著提高脱色效率；在1．1g／L这个点上的脱色率已达91．6％；而在1．2g／L时，脱色率已经超过93％。所以在实际情况中，可以根据原水的色度在1．1～1．2g／L之间选择最佳投加量。与药品A相比，聚合硫酸铁虽然使用量较少，但是脱色率却是不如药品A。对于CODc，的去除率在投加量小于1．19／L范围内两者也存在线性关系(图6．5)。同样的，在投加量小于1．19／L的范围内增加少量的投加量会显著提高CODc，的去除率；超过1．19／L后投加量的增加对CODc，的去除率影响却不大。实际情况中，根据原水CODc，的值可在1．1～1．29／L之间选择最佳投加量。此外，也可以发现聚合硫酸铁在去除CODc，时投加量仍然少于本课题所研制的药剂，但在最佳投加量上的处理效率却不及后者。综合比较这两张图，发现在相同的投加量下PFS对CODc，的去除率效果要好于脱色率。但是应该看到，聚合硫酸铁在投加量较少的情况下，不论时脱色率还是CODCr的去除率都非常小，不合适处理的原水色度以及CODcr的指标高的废水，因为这要相应的大量的添加药剂用量来达到要求，在经过后面的经济性比较后就可以发现这是非常困难的。对于聚合硫酸铁而言，虽然处理过程中生成的絮体大、沉降速度快、絮凝效果不受水温影响，但还存在以下几个问题【26】：1．铁离子本身有颜色，而对于无机高分子絮凝剂投加量是主要因素，这样往往在混凝沉淀后若出水放置时间过长色度变大。此外，由于它呈酸性氧化性强对输水管道具有腐蚀性，在加矾的管道中会结垢。41n江苏大学硕士研究生毕业论文2．有些印染废水中含有硫化物，能够将聚合硫酸铁中的三价铁离子还原为二价铁离子，从而形成胶体难以凝聚去除影响处理效果【52’59’711。3．在实际处理中为了投药方便经常使用液态药剂，聚合硫酸铁液态药剂的pH值一般在0．2,-一0．5之间，经稀释配制后，pH值仍在2左右，这对投药系统的选型带来不便。6．3．2．2与聚合氯化铝(PAC)的比较聚合氯化铝(PAC)是一种多羟基多价电解质。聚合氯化铝可以看成是三氯化铝水解的氢氧化铝的中间产物[23、241，集无机高分子聚合氯化铝(PAC)、聚合氯化铁的特性于一体。化学通式为A12(OH)nCl(6．n)m·Fe(OH)nCl(6-nlm，式中：蛏5，m_<10。它的基本特点是：1．在常温下化学性质稳定，久贮不变质，无毒无害。2．反应快，矾花大，滤性好，可提高设备利用率；耗药少，水处理成本低。3．适应水体pH值范围为4"--14，但最佳处理pH值范围为6．8【26J。．表6．4PAC的投加量对处理效果的影响!垒垒!兰鱼：兰!垒!呈垡!里!i2呈211垒兰￡垒g垒21呈竖呈投加量(g／L)0．10．20．30．40．50．60．70．80．91．0将这些实验数据作图6．7，6．8。1．000．90O．80O．70褥0．60q婆0．500．40O．30O．200．i0L—————J_—————_l——————L—————L—————．L—————一--_—————J_—————j————一0．1O．20．30．40．50．60．70．80．9l投加量(g／L)图6．7投加量与脱色率曲线Fig6．7theeffectionofthedecolorratiobythedosage42n江苏大学硕士研究生毕业论文O．1O．2O．30．40．50．60．70．80．9l投加量(g／L)图6．8投加量与COD去除率曲线Fig6．8theeffectionoftheCODremovedratiobythedosage观察两张图，发现：1．在图6．7中聚合氯化铝的投加量与脱色率之间呈现的是一种线性关系；在投加量达到0．8g／L之前，增加少量的聚合氯化铝用量就可以显著提高脱色效率，可以看到脱色效率由不到20％到超过95％这其中药剂的增加量只有0．79／L,在投加量达到或超过0．8g／L之后，随着药剂用量的增加脱色效率几乎不再提高；2．在图6．8中聚合氯化铝的投加量与CODc，的去除率之间也是一种线性关系；并且它所表现的关系与图6．7十分相似；只是对CODc，的去除在0．89／L时所达到的效果不及对色度的去除率；3．由以上两张图可以得出在实际应用时选择的投加量可以在0．7,-一0．89／L，这个最佳投加量相对于聚合硫酸铁而言比较少，相对于论文所研制的药剂而言就更少。可以说，对于一般的印染废水聚合氯化铝是比较合适的。但是聚合氯化铝也有一些无法克服的问题[271，它虽然没有以上讲到的聚合硫酸铁的情况，但聚合氯化铝处理过程中形成的絮凝体沉降速度慢；而且因为聚合氯化铝的生产工艺复杂使得生产成本偏高；残留的Cl一也有腐蚀性；而残留的铝更是一种慢性毒物。经过聚合氯化铝处理后的水其中有相当多的残留铝是易被人体吸收和结合的。铝进入人体后，能在一些组织和器官中积蓄，引发多种疾病：铝积蓄于中枢神经中后会杀死神经元，使人的记忆力减退或丧失，引发早老性痴呆症等疾病；铝易取代钙而进入骨质中，引起骨质疏松软化变形；铝还有细胞遗传毒性，对体细胞及生殖细胞有致突变作用等。．43∞∞∞伯∞∞如∞加加lO0O铬篷Nooun江苏大学硕士研究生毕业论文6．3．2．3经济性比较通过实验，我们估算论文的絮凝剂是以铝土矿和石灰石煅烧而成，其成本大约为600元／吨，而市售的聚铝和聚铁大约在1200元／吨以上。虽然聚铝和聚铁在处理某些废水时，加药量小于论文的絮凝剂，但由6．3．2．1和6．3．2．2可知所少的加药量不能弥补药品成本的差距。因此，从水处理成本上看，论文研制的絮凝剂比聚铝和聚铁有明显的优势。6．4讨论1．絮凝剂处理染料废水l、3的最佳投加量为1．59／L。在投加量小于这个数值时，投加量与脱色率以及CODcr的去除率是一种线性关系：脱色率或CODcr的去除率随着投加量的增加而增加，并且增加少量的投加量就可以使以上两个量迅速增加。当投加量达N1．59／L时，脱色率已经达到了96．1％，而CODer的去除率也已经达到了94．5％；当投加量超过这个最佳值后，随着投加量的增加以上两个量基本没有变化了；所以最佳投加量选择在1．59／L。并且观察投加量与脱色率以及CODc，的去除率之间的关系曲线可以看到，处理废水1、2时，当投加量仅为0．59／L时，脱色率已经超过了60％，而CODc，的去除率也将近60％。但由实验也可以发现絮凝剂对活性艳红的处理效果不是很好，说明药品A对染料废水的处理有一定的局限性。2．投加量与脱色率以及与CODCr去除率之间的关系所呈现的是一定的线性关系；对废水l在投加量小于1．59／L这个范围内脱色率以及CODc，去除率随着投加量的增加而迅速的增加，脱色率已经达到96．8％，CODc，去除率也达94．8％，并且在这个范围内即使是0．59／L这样少的投加量脱色率也超过了60％而CODcr去除率也将近60％，并且在这个范围内投加量与脱色率以及与CODc，去除率之间有非常好的线性关系。而处理废水2的效果更好。3．与聚合硫酸铁PFS比较。研究聚合硫酸铁的投加量与脱色率的关系：在聚合硫酸铁投加量小于1．1g／L的范围内两者之间有很好的线性关系，在这个范围内，增加少量的药剂用量可以显著的提高脱色效率；在1．1g／L这个点上，脱色率已经达到了91．6％；而在1．2g／L时，脱色率已经超过93％。在实际情况中，可以根据原水的色度在1．1～1．2g／L之间选择最佳投加量。类似的，在投加量小于1．19／L投加量与CODcr的去除率之间存在着线性关系：在投加量小于1．19／L的范围内增加少量的投加量也会显著提高CODc，的去除率；当投加量超过1．19／L后投加量的增加对CODcr去除率的提高影响不大，在投加量为1．19／L这个点上，CODc，的去除率达到了91．6％，而在投加量为1．29／L时CODCr的去“n江苏大学硕士研究生毕业论文除率超过了93％。所以在实际情况中，根据处理原水的CODc，值可在1．1--'1．29／L之间选择最佳投加量。综合比较聚合硫酸铁投加量对脱色率以及CODc，的去除率的影响发现：在相同的投加量下PFS对CODcr的去除率效果要好于对色度的去除率。但是，聚合硫酸铁在投加量较少的情况下，不论是脱色率还是CODc，的去除率都非常小，在处理的原水色度以及CODcr的指标都较高的废水中使用这种药剂就非常的不合适，因为这要相应的添加大量的药剂来达到出水要求，在作过经济性比较后就可以发现这是非常不合算的做法。4．与聚合氯化铝比较研究聚合氯化铝投加量与脱色率以及COD的去除率的关系发现：聚合氯化铝的投加量与脱色率的关系陷线上两者所呈现的也是一种线性关系；在投加量达到O．8g／L之前的范围内，增加少量的聚合氯化铝用量就可以显著提高脱色效率，并且脱色效率由不到20％迅速增加并超过95％而其中药剂的增加量却只有0．79／L，这个范围内两者之间有着非常好的线性关系；在投加量达到或超过O．8g／L之后，随着药剂用量的增加脱色效率几乎不再提高；聚合氯化铝的投加量与COD的去除率之间也是一种线性关系；并且它所表现的关系与脱色率的曲线相似；只是对COD的去除率在0．89／L时所达到的效果不及对色度的去除率；在实际应用时选择的投加量可以在0．7～O．89／L，这个用量要视具体的原水色度来选择。虽然聚合氯化铝的最佳投加量比聚合硫酸铁和研制的药剂都要少，但是在经过经济性分析后就可以发现这种有点在实际使用后就基本不起作用了。而且聚合氯化铝还有一些无法克服的问题：聚合氯化铝的生产工艺复杂，所以生产成本高；在对印染废水处理的过程中所形成的絮凝体沉降速度慢；同时处理后的水中常残留的C1一也有腐蚀性；而残留的铝更是一种慢性毒物。5．通过经济比较，在水处理成本上，论文研制的絮凝剂比聚铝和聚铁有明显的优势。45n江苏大学硕士研究生毕业论文结论1．二级铝土矿和石灰石经高温煅烧生成絮凝剂的主要成分为Cal2All4033，少量的硅酸钙和铝酸三钙。该絮凝剂水化的主要产物为CaaAl206·nilE0和A1(oH)3。处理含硫酸根废水的沉渣主要成分为CaaAl206"3CAS04-26H20和铝胶。2．絮凝剂水化生成CaaAl206·nil20、Ca4A1207"mH20和AI(OH)3，加入到含硫酸根离子的溶液中后，水中的硫酸根迅速进入CaaAl206·nH20和Ca4A1207"mH20的结构中心，形成Ca3趾206·3CAS04·26H20，并与水中的A13+共同沉淀，达到对硫酸根离子的去除。水中的一定浓度M92+、sio；2。对絮凝剂去除硫酸根有阻碍作用；而铁离子增强了药剂对硫酸根的去除作用。其它离子对药剂的影响作用有待进一步研究。絮凝剂对硫酸根的去除能力较强，29絮凝剂处理1L含硫酸根离子1000mg／L的矿井废水使其出水硫酸根等离子浓度达到饮用水标准，处理工艺简单，水处理不带入其它难处理的离子，为缺水地区提供一个新的水源，对解决我国西北等缺水地区的饮用水问题有重要意义；使水质软化，循环利用。絮凝沉渣可以作为水泥的生产原料回收，避免了二次污染3．在一定的投药量范围内，絮凝剂水处理后水中残留铝量随投药量的增加而减少，超过一定的量，残留铝又明显增加。絮凝剂水处理调节pH后，水中残留铝量在7～10的pH范围内都保持在较低的范围内。4．絮凝剂处理镇江染料厂染料废水的最佳投加量为1．59／L，处理配制的活性艳蓝KGL废水为0．99／L。当投加量超过这个最佳值后，增加投加量的脱色率和COD去处率变化较小。由实验也可以发现絮凝剂对活性艳红的处理效果不佳，说明絮凝剂对染料废水的处理有一定的局限性。有关该絮凝剂的其他方面的水处理机理及性能有待进一步研究。n江苏大学硕士研究生毕业论文致谢值此论文完成之际，要感谢在硕士阶段给予我指导、帮助和关心的人。首先要感谢我的导师李龙海副教授。在学术上，他强调原创性；在实验中，他倡导团队精神。他不仅为我的实验倾注了巨大的心血，而且时刻鼓励我向更高的人生目标迈进。在此，向他表示崇高的敬意。在校学习期间，得到了许多老师的大力帮助，特向郑铭老师、储金宇老师、‘朱红力老师、皱小波老师以及材料学院的陈康民老师等表示诚挚的谢意!特别感谢本实验室的盛祥、王玉春、苗现华同学及03环境硕士班的同学在学习和生活中所给予的大力帮助与支持。感谢所有给予过我帮助和支持的老师和同学!父母一直为我默默奉献，在我人生的高潮与低谷始终充满了他们的鼓励与爱护，对于他们的感激之情只言片语难以表达。感谢我的爱人蔡凤，她对于我工作的关心、理解和帮助是我不断前进的动力。47n江苏大学硕士研究生毕业论文参考文献[1】吴季松．全国节水规划纲要及其研究[M】南京：河海大学出版社，2003．186～190．[2】姜文来，唐曲．水资源管理学导论[M]北京：化学工业出版社，2005．64"-"68．[3】．金子，李怡庭，李青山．浅淡中国水资源与可持续发展[J]东北水利水电2001，19(11)：9-10．[4】张永波，时红，王玉和．地下水环境保护与污染控制[M】北京：中国环境科学出版社，2003，8第1版．[5】国家环保总局．1998年中国环境状况公报[J】环境保护，1999．【6]洪阳．中国本世纪的水安全叨环境保护，1999，(10)：110．[7]陈红书．浅析我国水资源与水污染治理现状阴云南环境科学2003，3：66．69．[8】刘兆昌等．地下水系统的污染与控制[M]北京：中国环境科学出版社，1991．[9]王礼茂，朗一环．中国资源安全研究的进展及问题叨地理科学进展，2002，21(4)，333．340．[10】李泽红，汤尚颖，许志国．水资源安全的内涵及其评价——以湖北省为例[J】安全与环境工程，2005，12：38—41．【11】陈志恺．西北地区水资源配置生态环境建设和可持续发展战略研究[M]北京：科学出版社，2004．[12]蒋耀新．水环境现状及水污染防治[J】甘肃环境研究与监测，2003，16(4)：454-455．[13】白晓慧，陈英旭．我国水环境污染成因分析及控制技术对策研究川中国人口·资源与环境，2001，11(51)59"-'61．【14】周歆听，程新华．完善水污染物排放标准服务环境管理[J】环境科学与技术2006，1：63·66．[15】马兰，刘如琳，戴星．我国污水资源化存在问题及其对策叨云南环境科学，2003，3：63-65．[16】王惠勇．中国污水资源化问题及对策川环境保护，2000(4)：35．nf．?‘江苏大学硕士研究生毕业论文[17】张听．关于我国重点流域水污染防治问题的思考叨环境保护，2001，34(2)：1．【18】灵舜泽，夏青，刘鸿亮．中国流域水污染分析[J】环境科学与技术，2000，89(2)：1．【19]甲亮，姜军，王亚博．煤矿矿井水资源化与循环经济[J]能源与环境保护，2004，1(18)：20—22、26．[20]吴耀国，沈照理，钟佐．淄博煤矿区矿井水的化学形成及其模拟[J】环境科学学报2000，20(4)：401—405．[21】李龙海，缪应祺．酸性矿山废水生化处理及其资源化的探索[J】江苏理工大学学报．1998，2(19)：69-73．[22】刘鸿志．新时期全国水污染防治工作的分析和建议[J]环境保护，2001，(1)：35．．[23】姚重华．混凝剂和絮凝剂[M】北京：中国环境科学出版社，1991．[24]汤鸿霄．无机高分子复合絮凝剂的研制趋向[J]中国给水排水，1999，15(2)：8-10．【25】王士才等．聚合硫酸铝絮凝剂的研究及其在水处理上的应用【J】工业水处理，1997，17(2)：17．19．【26]高宝玉，于慧，韩尚富．聚硅氯化铝混凝剂除油效果的试验叨上海环境科学，1998，17(8)：22．24．[27]刘万毅，吴尚芝．复合絮凝剂PAFCS的絮凝研究[J】．工业水处理，1996，16(4)：29-30．【28]姚重华．聚合氯化铝在低温下絮凝性能的研究【J]上海环境科学，1988，7(12)：9—11．[29】于尔捷．高分子絮凝剂和絮凝反应[J]国外环境科学技术，1995，(1)：11．14．【30]田宝珍，张云．铝铁共聚复合絮凝剂的研制及应用[J]工业水处理，1998，18(1)：17·19．【31]吴早春，胡勇有，王忠民等．新型混凝剂聚磷氯化铝在污水处理中的特性叨工业水处理，1996，16(5)：15—17．[32】MinZhangAndericj．RemovalofB，Cr，Mo，andSefromWastewaterbyIncorporationintoHydrocalumiteandEttringite．Environ．Sci．Techn01．2003，49n江苏大学硕士研究生毕业论文37，2947-2952【33]MoorePB，DayJP，TaylorGAetc．Absorptionofaluminium一26inAlzheimer7Sdisease，measuredusingaccel2eratormassspectrometry[J]DementGefiatrCognDis20rd，2000，11(2)：66----69．[34】何炜光，李卓美，林森树．PASS．1的特征及其净水性能的研究[J]水处理技，1999，25(3)：10．14．[35】于衍真，李国忠，傅兴华等．粉煤灰混凝剂的性能研究川环境科学学报，1998，18(4)：431-434．[36】黄彩海，苏广路，杨丽娟．粉煤灰基混凝剂的制备及应用研究阴环境科学，1995，16(2)：47．49，64．[37】崔蕴霞，肖锦．铝盐絮凝剂及其环境效应忉工业水处理，1998，18(3)：6—9．[38】H．SonerAltundogetc．Arsenicremovalfromaqueoussolutionsbyadsorptiononredmud[J]WasteManagement，2000，20：761—767．[39】IsabelleDoye，JoseeDuchesne．Neutralisationofacidminedrainage丽thalkalineindustrialresidues：laboratoryinvestigationusingbatch—leachingtests[J]AppliedGeochemistry，2003，18：1197-1213．【40]IsabelleMoulinetc，RetentionofZincandChromiumIonsbyDifferentPhasesofHydratedCalciumAluminate：ASolid-State27A1NMRStudy[J]Phys．Chem．B，2000，104：9230-9238．[41】B．R．Reddy)，S．K．Mishraetc．Kineticsofleachingofagibbsiticbauxite诵thhydrochloricacid[J]Hydrometallurgy，1999，51：131-138．[42]E．J．Smitha，W．Davisonb，J．Hamilton-Taylorb．Methodsforpreparingsyntheticfreshwaters[J】WaterResearch，2002，36：1286--1296．[43】祁景玉．X·射线结构分析[M]同济大学出版社．[44]汤鸿宵．羟基聚合氯化铝的絮凝形态学[J】环境科学学报．1998，18(1)：1—10．【45】吴晓磊．人工湿地废水处理机制【J】环境科学，1994，16(3)：83-86．[46]国家环保局《水和废水监测分析方法》编委会水和废水监测分析方法【M】第3版，中国环境科学出版社，1989．[47】王燕谋，苏慕珍，张量．硫铝酸盐水泥[M】北京工业大学出版社．【48】严生，蔡安，周际东．C2S．C12A7．CaS04·2H20．H20系统水化机理[J】硅酸盐通报，2004，32(4)：520．523．’JI‘■nr(et江苏大学硕士研究生毕业论文【49]赵三银，余七俊．11Ca07A1203CaF2水化及水化动力学过程研究【J]武汉理工大学学报，2002，8(24)：23—27．【50】Satish．C．B．Myneni，Samuel．J．Traina，Terry．J．Logan，et．a1．Oxyanionbehaviorinalkalineenvironments：Sorptionanddesorptionofarsenateinettringite[J]．Environ．Sci．Techn01．1997，31：1761一1768．【51】E．Alvarez—Ayuso，H．W．Nugteren．Synthesisofettringite：awaytodeal晰ththeacidwastewatersofalnmimnmanodizingindustry叨WaterResearch，2005，39：65-72．[52】王炳建，高宝玉，岳钦艳．无机高分子絮凝剂聚合硅酸铝铁的研究[J]环境化学，2002，6：533．538．．[53】A．M．Cody，H．Lee，R．D．Cody．Theeffectsofchemicalenvironmentonthenucleation，growth，andstabilityofettringite[Ca3Al(OH)612(SOa)326H20[J】CementandConcreteResearch，2004，34：869—881．【54】A．M．Cody，R．D．Cody．Calcuimoxalatetrihydratephasecontrolbystructurally—specificcarboxylicacids叨CrystGrowth，1994，135：235—245．[55】TorbenR．Jensen，AxelNbrlundChristensen，JonathanC．Hanson．HydrothermaltransformationofthecalciumaluminumoxidehydratesCaAl204·101-120andCa2A1205’8H20toCa3A12(OH)12investigatedbyinsitusynchrotronX-raypowderdiffraction．CementandConcreteResearch35(2005)2300-2309．[56】IsabeUeMoulin，WilliamE．E．Stone，JesusSanz，Jean-YvesBottero，FrancisMosnier，andClaudeHaehnel．RetentionofZincandChromiumIonsbyDifferentPhasesofHydratedCalciumAluminate：ASolid—State27A1NMRStudy．J．Phys．Chem．B2000，104，9230-9238．[57]CampbellA，HamaiD，BondySC．Differentialtoxicityofaluminumsaltsinhumancelllinesofneuralorigin：implicationsforneurodegeneration[J]Neurotoxicology，2001，22(1)：63--。71．[58]田秀君，张葆宋．聚合铝混凝水处理中残留铝测定方法的研究[J]工业水处理，1995，15(2)：23．24，26．【59】庄玉贵，叶瑞洪，颜文强等．饮用水中微量铝测定方法的改进[J]中国卫生检验杂志2005，10：1260．1263．【60】王林，鲁化永．铝试剂．双波长分光光度法测定水中微量铝[J】工业水处理，1996，16(6)：34．35．51n江苏大学硕士研究生毕业论文[61]敖登高娃，刘晓琳，王玉辉．9一(3，5一二溴)水杨基荧光酮．铝．CTMAB---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