粉煤灰制备高分子絮凝剂研究进展

总结了粉煤灰在酸碱体系中主要元素溶出行为。粉煤灰在酸性体系中主要浸出铝铁元素且铁元素浸出率远高于铝元素;在碱性体系中主要溶出硅铝元素且硅元素溶出率远高于铝元素。硅铝以非晶相状态存在,单独酸浸、碱溶对硅铝提取率较低,采用高温助熔结合酸浸、碱溶工艺可使硅铝断键提高元素提取率。对粉煤灰合成絮凝剂的种类进行归纳,根据粉煤灰制备絮凝剂的化学组分将其分为无机高分子絮凝剂和无机-有机杂化高分子絮凝剂,其中无机高分子絮凝剂按其阴离子系列所含酸根的数量和种类,分为一元酸、二元酸及多元酸系列,阴离子酸根以硅酸根、硫酸根、氯离子及磷酸根为主。对粉煤灰合成絮凝剂的发展及亟待解决的问题进行展望。

自重及加载条件下絮凝剂调理废弃泥浆的脱水效果

群桩基础、地下连续墙等施工会带来巨量的废弃泥浆,城市地下空间开发利用及盾构掘进过程会产生大量高含水率泥浆状的渣土,常规的堆场处理受限于成本和环境问题,需要对废弃泥浆进行高效脱水处理,减少废弃泥浆量。为研究絮凝剂调理废弃泥浆的脱水效果,提升泥浆脱水效率,采用单一、复合絮凝剂调理废弃泥浆,通过室内量筒沉积和小型堆载预压试验,对比研究絮凝剂类型和掺量配比对泥浆泥水分离效果的影响,并为脱水效果提供判断依据。结果表明:有机絮凝剂能够改善泥浆的脱水性能,提高泥水分离程度,且存在最优掺量;复合絮凝剂能够发挥有机、无机絮凝剂的协同作用,更进一步提升泥浆脱水程度,其中PAM类复合絮凝剂脱水性能优异,PAM与CaO复合絮凝剂组合处理泥浆时,其沉积层含水率降低程度能够达到82.75%。研究成果可为废弃泥浆的合理处置和资源化利用提供参考。

煤气化细渣基聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备与性能研究

综合利用煤气化细渣的天然成份(富含Si、Al、Fe、Ca),以酸浸+碱溶方法制备新型聚合硅酸铝铁絮凝剂(PSAFC),在优化制备条件的基础上,采用X射线荧光光谱仪(XRF)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对PSAFC进行了表征,证明PSAFC是由Si、Al、Fe、Ca等元素聚合而成非晶相、无定形的高分子无机絮凝剂。同时,以高岭土悬浊液为研究对象,对PSAFC絮凝性能进行了研究。结果表明:当PSAFC质量浓度为50 mg/L,pH为10时,高岭土悬浊液初始浊度低于1439 NTU时,PSAFC对其均具有较好的絮凝性能,浊度去除率均可达95%以上。该研究可为煤气化细渣的综合利用与高分子无机絮凝剂的制备提供新的途径与方法。

具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂研究进展

水中的细菌会对环境和人类健康造成一定的威胁,而传统的杀菌剂存在二次污染和稳定性差等问题,因此寻求更加高效、环保和可靠的细菌灭活方法,逐步替代传统消毒方式,已经成为水处理领域的重要研究方向。近年来,众多学术研究者积极探索具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂,这些材料基于天然高分子化合物如壳聚糖、淀粉和木质素等,不仅表现出环境友好、广泛来源和可再生的特性,还具备极高的改性潜力以满足复杂的实际应用需求。本综述详细阐述了近15年来具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂领域的研究进展及应用现状。内容包括基材、改性方法、接枝单体、絮凝性能及机理、抗菌性能及机理等各个方面。此外,展望未来的研究方向,探讨如何进一步优化这些高分子絮凝剂的性能,以满足日益复杂的水处理需求,同时为未来的研究提供学术性观点。为进一步探索具有抗菌功能的天然高分子絮凝剂的学术研究提供深刻的内涵和理论支持。

PAC-P(AM-BA)杂化高分子絮凝剂制备及絮凝效能评价

针对油田化学驱污水难处理问题,采用水溶液自由基胶束聚合法,以聚合氯化铝(PAC)为无机组分,丙烯酰胺(AM)、丙烯酸丁酯(BA)为有机单体,合成一种新型无机-有机杂化高分子絮凝剂(PAC-P(AM-BA))。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)、扫描电子显微镜(SEM)和比表面积分析仪(BET)对絮凝剂进行表征。结果表明,BA以化学键连接在聚丙烯酰胺(PAM)长链中,无机组分与有机组分之间以离子键连接。PAC-P(AM-BA)热分解温度为233.93℃,比表面积为30.351m^(2)·g^(-1)。絮凝实验结果表明,PAC-P(AM-BA)最佳投加量为20 mg·L^(-1),沉降时间为10 h,其絮体分形维数为1.733。在絮凝效能对比实验中,PAC-P(AM-BA)的平均除油率为90.3%,较阳离子聚丙烯酰胺(CPAM)和复配型絮凝剂(PAC+PAM)分别高出16.4%和29.0%。

壳聚糖席夫碱类絮凝剂的制备及性能研究

以戊二醛和壳聚糖(CTS)为原料,合成了壳聚糖席夫碱(G-CTS)。通过单因素实验,探讨最佳反应条件。利用黏度法和修订的Mark-Houwink公式,得壳聚糖席夫碱的黏均分子量和产物的缩合率。通过红外光谱(FTIR),X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)表征其结构。FTIR以及XRD谱图结果均表明壳聚糖发生了接枝和交联反应,SEM观察到其孔洞结构的增加。利用紫外光谱分析改性前后壳聚糖对水溶性染料的絮凝效果。实验结果显示,用戊二醛交联壳聚糖可以生成不同缩合率的壳聚糖席夫碱,对水溶性阴离子偶氮染料有优良的选择性和吸附作用,其中甲基橙24 h去除率达82.08%,7天去除率达到98.60%。

聚合硫酸铁絮凝剂对好氧颗粒污泥处理含油废水的影响

为了明确絮凝剂PFS对好氧颗粒污泥颗粒化及运行效能的影响,以PFS和含油废水为探究对象,研究了PFS浓度对AGS处理含油废水的影响并揭示相关机制。结果表明,PFS存在利于AGS颗粒化,提高ASG内污泥浓度及大粒径污泥占比。AGS稳定性分析表明PFS提高了胞外聚合物含量,并促进了蛋白质和多糖含量,提高了Zeta电位。PFS促进了AGS处理含油废水过程内污染物、营养盐和油脂的去除,且PFS的最佳含量为50 mg/L。PFS作为骨架结构为微生物增殖提供便利条件。此外,PFS具有一定吸附能力从而提高了污染物、营养盐及油脂的去除。研究结果为AGS处理含油废水过程内快速颗粒化提供一定的数据支撑和理论依据。

高分子絮凝剂在制革废水处理的实验研究

制革废水含有大量难降解的有机污染物及有毒有害物质,直接排放将严重影响生态环境与人类健康。文章以制革废水为研究对象,使用阳离子聚丙烯酰胺(C-PAM)絮凝剂处理制革废水,对处理工艺参数进行优化。通过试验,确定制革废水处理最佳工艺条件:阳离子聚丙烯酰胺(C-PAM)投加量为1.5 mg/L,调节废水的p H值为9,沉降时间约20 min,COD去除率最高为89.6%。

关于机制砂絮凝剂残留值对混凝土性能影响以及其测定和处置方法的研究

通过对机制砂中絮凝剂残留值的检测及清除方法以及絮凝剂残留值对混凝土性能影响的系列研究,提出了机制砂絮凝剂使用浓度的控制方法,使制砂企业能够合理有效使用絮凝剂,做到科学使用,精细控制。同时,经系列研究提出利用臭氧离心搅拌分离法清除机制砂中的絮凝剂(即,机制砂的“二次分拣”),从而根除机制砂絮凝剂残留值对混凝土性能的影响,进一步规范和提高混凝土骨料生产质量。

超支化絮凝剂对废弃油基钻井液的絮凝效果评价

油基钻井液受地层土等劣质固相的不断侵入,流变性能严重恶化,采用溶剂萃取、热蒸馏等技术难以有效处理,会造成资源浪费。为实现对废弃油基钻井液的再生利用,本文选取超支化聚合物作为絮凝主剂,进行季铵化和疏水改性,制得具备良好选择性的油溶性絮凝剂;通过红外光谱、热重分析等方法测定了絮凝剂分子的结构与热稳定性,探究了絮凝剂加量对钻井液密度、固相含量和流变性能的影响,通过zeta电位和矿物组分分析,进行了絮凝剂的絮凝机理分析。结果表明:絮凝剂加量1.0‰时,可有效絮凝、沉淀钻井液体系中的劣质固相,对两种油基钻井液废液处理后固相清除率可达到80.6%和63.8%,处理后钻井液密度分别为0.733g/cm^(3)和0.745g/cm^(3),其配伍性和流变性能满足钻井要求,可实现钻井液的再生循环利用。

基于农作物秸秆的絮凝剂制备及其效果研究

为研发基于农作物秸秆的新型天然高分子絮凝剂,通过硝酸-乙醇法提取玉米、水稻和小麦3种作物秸秆中的纤维素,并在均相水溶液中(反应温度为30、40、50和60℃)与甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride,DMC)接枝共聚生成秸秆纤维素接枝DMC絮凝剂(straw cellulose grafted methacryloxyethyltrimethyl ammonium chloride flocculant,SC-g-DMC)。结果显示,3种作物秸秆提取后纤维素含量最佳为(69.8%±1.7%),样品的接枝率最佳为(36.9%±3.1%)。红外光谱和扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)间接证实了单体成功接枝到秸秆纤维素表面。SC-g-DMC对奶牛场污水的絮凝效果表明,在不同反应温度下污染物去除效率随反应温度的升高呈先升高后下降趋势,反应温度为40℃时制备的SC-g-DMC的絮凝效果最佳,100 mg·L^(-1) SC-g-DMC对奶牛场污水的化学需氧量去除率为(13.9%±2.3%),浊度去除率为(30.6%±5.6%),总悬浮固体去除率为(33.8%±0.9%)。以上结果表明该絮凝剂具有良好的应用前景,可为新型天然高分子絮凝剂的应用提供基础数据。

蛋白絮凝剂去除水中新兴污染物研究进展

蛋白絮凝剂是一类由动植物或微生物产生的,可使液体中不易降解的固体悬浮颗粒聚集和沉淀的特殊高分子物质。蛋白絮凝剂因具有良好的吸附性能和絮凝性可被直接作为某些地区的净水剂。近年来,随着天然水处理剂的蓬勃发展,蛋白絮凝剂作为高效、绿色、环保的絮凝剂广受科研人员的青睐。总结蛋白絮凝剂的提取纯化方法、分子结构和有效官能团等特性,概括蛋白絮凝剂用于去除水中新兴污染物的研究现状、性能和机理,并对蛋白絮凝剂去除水环境中的新兴污染物进行展望。蛋白絮凝剂作为水处理药剂具有一定优势,未来可通过对蛋白絮凝剂进行深入研究,发掘其在去除水中新兴污染物的潜在价值,为提高水环境安全提供一种新途径。

基于图像处理和模糊控制的絮凝剂智能投加系统设计

净水处理工艺中,混凝过程是一个大滞后、非线性的复杂系统。针对其特点并结合目前国内外加药控制研究现状,开发了一种基于絮凝体图像处理、模糊逻辑控制的前馈-串级智能加药系统。通过水样图像采集与处理提取絮凝体特征关键参数,计算絮凝体等效直径,建立投加模型确定絮凝剂投加量,再通过模糊PID控制及前馈补偿实现絮凝剂的全自动调节和精准投加。系统监控及性能分析显示,与传统手工投加对比,智能投加系统沉淀后出水浊度标准偏差降低27%,与设定值的相对误差控制在10%以内,絮凝剂的投加量节省11.04%,在絮凝剂投加量和处理效果上具有显著优势,表现出良好的可行性和推广潜力。

水电站砂石冲洗系统SS废水回用中絮凝剂的累积效应

水电站砂石骨料加工系统会产生大量含有固体悬浮物(SS)的废水,由于生产环境的要求,废水经过循环处理后需要回用,而絮凝剂的累积和离子溶出情况极大地影响了后续生产的混凝土的性能。以旭龙水电站的砂石骨料冲洗废水为研究对象,对聚合氯化铝(PAC)和阳离子型聚丙烯酰胺(CPAM)絮凝处理砂石骨料冲洗废水回用过程中的絮凝效果以及絮凝剂和离子的累积效应进行了研究。结果表明:回用过程中PAC、CPAM的累积导致体系Zeta电位快速增加,从原有的负电位(-9、-4 mV)逐渐增加到正电位(0、4 mV),增加的正电荷使溶液中SS难以结合而沉降,导致絮凝效果变差;絮凝剂及絮凝剂溶出的Cl^(-)在回用过程中均出现显著累积,Al3+、CPAM、Cl^(-)累积浓度分别在1.96~3.47、3.10~9.37、160~55 mg/L范围内波动;利用构建的絮凝剂累积效应模型,可对废水回用中絮凝剂的累积情况进行预测。该研究结果可为水电站砂石冲洗废水的回用工艺提供理论指导。

聚硅酸铁高分子絮凝剂的制备及其在废水处理中的应用

随着环境保护要求的提高和节约水资源的迫切性,行业对工业废水深度处理用絮凝剂的处理效率和综合成本提出了更高的要求。文章以硅酸钠为原料,制备了一种低成本、高效能的无机高分子絮凝剂聚硅酸铁,并研究了絮凝剂制备过程中的影响因素,找到了最佳的制备条件;在处理废水时,考虑反应条件的影响,优化反应条件以达到最佳效果。主要研究内容及结果如下:最佳制备条件为Fe与SiO_(2)的质量比为1∶2,pH值为2.5,反应温度45℃,在反应器中熟化30 min;最佳反应条件为污水pH值为7,絮凝剂添加量为1.0 g/L,絮凝时间为20 min,此时除浊率可达98.8%、COD去除率84.5%、脱色率97.5%。处理后水质符合国家规定的印染废水一级出水标准。

新型有机絮凝剂处理磷酸铁母液试验研究

针对加氨水后的磷酸铁生产母液在处理过程中生成沉淀颗粒小且长时间难以沉淀的问题,采用絮凝沉淀法提高沉淀效率。通过对PFS+APAM和GFL49+GFA98共2种絮凝剂组合进行对比,选出最优组合,并在最优药剂组合条件下确定絮凝剂投加量、搅拌转速和搅拌时间。结果表明:GFL49+GFA98为最优絮凝剂组合,GFL49和GFA98的最佳投加量分别为280、2.2mg/L。当水温25℃、搅拌转速100r/min、搅拌时间90s、沉淀1min后母液上清液浊度为2.1NTU,浊度去除率为99.475%。实验证明:相较于传统絮凝剂PFS+APAM,GFL49+GFA98具有生成絮体更大、投加量小、产生污泥量少的优点。

改性淀粉絮凝剂链结构形态对石材废水絮凝性能的影响

石材废水具有高浊度特征,混凝/絮凝工艺是降浊净水的有效手段.本研究以绿色环保且价格低廉的天然高分子材料淀粉为原材,分别通过醚化和接枝共聚技术,合成了两种电荷密度相近,但链结构形态与电荷分布不同的阳离子改性淀粉絮凝剂:3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵改性淀粉(St-CTA,直链型)和淀粉接枝共聚丙烯酰胺-聚甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(St-g-PAM-co-PDMC,接枝型).以泉州某石材加工厂废水为研究对象,详细考察并比较了两种阳离子改性淀粉絮凝剂对石材废水的絮凝性能,同时结合絮凝后上清液zeta电位、絮体结构的动态监测结果以及扩展DLVO理论等,探究其絮凝机理.研究结果表明,两种改性淀粉絮凝剂均表现出优于传统无机混凝剂聚合氯化铝的絮凝性能;除高效降低水体浊度,其对COD、氨氮、总磷及总氮均具有一定去除效果;改性淀粉絮凝剂絮凝过程主要是电中和与黏结架桥作用协同作用的结果.此外,St-g-PAM-co-PDMC由于具有丰富的接枝链结构,且阳离子基团随机分布在接枝链上,具有较高的阳离子基团利用效率及电中和混凝效果,表现出优于直链型St-CTA的除浊效果,具有较低的絮凝剂投加量、较大的絮体尺寸、较快的絮体生长速度、较高的絮体强度及更佳的破碎后絮体恢复性能.扩展DLVO理论结果也表明,St-g-PAM-co-PDMC的总相互作用低于St-CTA,有着更为高效的电中和混凝作用及降浊效果.两种电荷密度相近的改性淀粉絮凝剂絮凝性能的差异主要是由于其不同的链结构与电荷分布造成的,但其均具有优良的降浊净水效果及绿色环保等显著特征,其在石材废水等行业废水处理中应有着良好的应用前景.

絮凝剂除铅性能及分子动力学模拟吸附机理

针对铅在环境中不断富集后会产生不良影响的问题,基于黄原酸化反应得到的具有螯合作用的絮凝剂成为研究的热点。对聚乙烯亚胺基黄原酸钠(PEX)、二硫代羧基化羟甲基聚丙烯酰胺(DTMPAM)和二硫代羧基化丙烯酰胺(PDTAM)3种絮凝剂进行了性能比较试验,得到3种絮凝剂在不同铅离子(Pb^(2+))质量浓度、不同pH值以及共存阳离子影响的条件下的去除能力由高到低的顺序为PEX、DTMPAM、PDTAM。并运用分子动力学模拟计算出主要发挥螯合作用的基团二硫代羧基和Pb^(2+)之间的相互作用能以及径向分布函数,得到3种絮凝剂和Pb^(2+)间的作用稳定性及强度大小,明确了絮凝剂吸附机理,分析了去除效果存在差异的原因。

有机-无机复合絮凝剂应用研究进展

有机-无机复合絮凝剂不仅克服了单一絮凝剂吸附效果不佳、使用量大且有絮凝剂残留等不足,而且还可以实现不同成分在性能上的互补,广泛应用于废水、污水处理等领域。介绍了聚丙烯酰胺类复合絮凝剂、壳聚糖类复合絮凝剂以及聚二甲基二烯丙基氯化铵类复合絮凝剂的应用研究进展,提出了加强基础研究,开发絮凝效果好、成本低且环境友好的复合絮凝剂等建议。

污水处理中常用絮凝剂综述

絮凝在污水处理中扮演着关键角色,它直接影响最终的处理水的质量,因此该领域已经成为环境保护中一个重要的科技发展领域。絮凝剂主要包括无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂和复合絮凝剂,主要介绍了絮凝剂的概念、现状、分类、特点,以及其中一些常用于污水处理的絮凝剂。