新型复合无机高分子混凝剂——聚硅氯化铝(PASC)的净水效果研究

采用共聚方法制备了系列具有不同碱化度 (B)和Al Si摩尔比的聚硅氯化铝 (PASC) ,比较了它们与聚合氯化铝 (PAC)的混凝效果及在处理后水中的残留铝含量 ,研究了B值和pH值对其残留铝含量的影响情况 .探讨了PASC的混凝效果和残留铝含量与Al Si摩尔比之间的关系 .结果表明 ,PASC较PAC具有更好的混凝效果和较低的残留铝含量 .对于高浊度水而言 ,具有适宜Al Si摩尔比的PASC才具有良好的混凝效果 ,但对中、低浊度的地表水和含油废水而言 ,在实验的Al Si摩尔比范围内 ,其值越小 ,混凝效果就越好 .PASC在水体中的残留铝含量随着Al Si摩尔比的降低和B值的升高而下降 .PASC和PAC在中性pH条件下具有最低的残留铝含量 .

聚硅氯化铝(PASC)混凝剂的混凝性能

研究Ａｌ／Ｓｉ摩尔比及制备工艺对聚硅氯化铝（ＰＡＳＣ）混凝效果的影响，比较ＰＡＳＣ和聚合氯化铝（ＰＡＣ）的混凝效果．结果表明，ＰＡＳＣ较ＰＡＣ混凝效果好．Ａｌ／Ｓｉ摩尔比和制备工艺对ＰＡＳＣ的混凝效果有影响．用共聚法制备的ＰＡＳＣ（共），Ａｌ／Ｓｉ摩尔比降低，其混凝效果提高，但复合法制备的ＰＡＳＣ（复），Ａｌ／Ｓｉ摩尔比过高或过低，均不利于其混凝效果的提高，ＰＡＳＣ（共）的混凝效果稍优于ＰＡＳＣ（复）的混凝效果．

聚硅氯化铝(PASC)的形态分布及转化规律——Ⅱ.(27)~Al-NMR法研究PASC溶液中铝的形态分布

采用^(27)Al-NMR法比较研究了PASC与PAC中铝的形态分布.实验结果表明,在PASC中,由于聚硅酸与铝水解聚合产物间的相互作用,使得铝的水解聚合形态分布及转化情况发生了变化.在相同B值条件下,PASC中Al_单和Al_(13)的含量低于PAC中相应Al_单和Al_(13)的含量,而PASC中Al_(其它)的含量却大于PAC中Al_(其它)的含量,其差值随着碱化度(B)和Al/Si摩尔比的减小而增大.共聚法制备的PASC(共)与复合法制备的PASC(复)相比较,PASC(复)具有较高的Al_单和Al_(13)含量,较低的Al_(其它).含量、这说明制备工艺对PASC中铝的形态分布具有一定的影响.

聚硅氯化铝(PASC)的形态分布及转化规律——Ⅰ.Al-Ferron逐时络合比色法研究PASC溶液中铝的形态分布及转化规律

采用Al-Ferron逐时络合比色法比较研究了PASC与PAC中铝的形态分布及转化规律.实际结果表明,在PASC中,由于聚硅酸与铝水解聚合产物间的相互作用,使得铝的水解聚合形态分布及转化情况发生了变化.在相同B值条件下,PASC中Al_a和Al_b的含量低于PAC中相应Al_s和Al_b的含量,而 PASC中Al_c的含量却大于PAC中Al_c的含量.共聚法制备的PASC(共)与复合法制备的PASC(复)相比较,PASC(复)具有较高的Al_a和Al_b含量,较低的Al_c含量.这说明制备工艺对PASC中铝的形态分布具有一定的影响.

聚硅氯化铝(PASC)混凝剂的颗粒大小及分子量分布

采用共聚与复合两种制备工艺，研制出碱化度（ Ｂ） 为２ ．０ 的具有不同 Ａｌ／ Ｓｉ 摩尔比的聚硅氯化铝（ 简称 Ｐ Ａ Ｓ Ｃ） 混凝剂．一种方法是将 Ｎａ Ｃｌ 加入到不同 Ａｌ／ Ｓｉ 摩尔比的 Ａｌ Ｃｌ３（６ Ｈ２ Ｏ 和聚硅酸混合液中；另一种方法是按一定的 Ａｌ／ Ｓｉ 摩尔比将聚硅酸加入到聚合氯化铝液中．应用光子相关光谱（ Ｐ Ｃ Ｓ） 和超滤膜过滤方法对 Ｐ Ａ Ｓ Ｃ 及聚合氯化铝（ Ｐ Ａ Ｃ） 的颗粒大小及分子量分布进行对比测定．结果表明，在 Ｐ Ａ Ｓ Ｃ 中，由于聚硅酸与铝水解聚合产物间的相互作用，生成了聚集体更大的聚合物，显著提高了聚集体的粒径，这种提高以共聚法最为明显； Ａｌ／ Ｓｉ摩尔比影响 Ｐ Ａ Ｓ Ｃ 的聚集度， Ａｌ／ Ｓｉ 摩尔比越小， Ｐ Ａ Ｓ Ｃ 的聚集度就越大．

高浓度PASC复合混凝剂的混凝动力学研究

以铝酸钠为碱化剂,合成了具有不同Si/Al摩尔比的聚硅氯化铝复合混凝剂(PASC),采用透光率脉动检测技术并结合混凝效能和Zeta电位的测定结果,对PASC以及聚合氯化铝(PAC)、参比PACref在混凝过程中絮集物形成和增长的变化差异作了对比研究．结果表明,混凝过程中,Zeta电位、剩余浊度以及混凝指数密切相关．采用铝酸钠为碱化剂合成并引入硅酸钠的混凝剂,有利于提高凝聚速度和絮集物颗粒大小．在Si/Al摩尔比为0．10时处理效果达到最佳．

聚硅氯化铝PASC的制备及混凝效果研究

采用共聚法制备出不同c(OH)/c(Al)和c(Si)/c(Al)的聚硅氯化铝(PASC)混凝剂,并对其进行了铝形态表征。讨论了c(OH)/c(Al)与c(Si)/c(Al)对铝形态分布的影响,比较了不同聚合时间、聚合酸碱条件下PASC的稳定性。通过混凝实验确定了最佳c(Si)/c(Al)为1:7,最佳投加量质量浓度为80mg/L,并就混凝效果与PAC进行了对比,结果表明PASC要优于PAC。

聚硅氯化铝(PASC)的形态分布及转化规律——Ⅲ.Al-Ferron逐时络合比色法与(27)~AI-NMR法的比较

本文对Al-Ferron逐时络合比色法和^(27)AI-NMR法对PASC和PAC中铝的形态分布的测定结果进行了对比分析和讨论.结果表明,在PAC中,Al_(13)和AI_b之间具有良好的对应关系,Al_(13)/Al_b比值为1.0左右 但对PASC而言,情况有所不同,在低碱化度(B)和低Al/Si摩尔比情况下,Al_(13)和Al_b之间不存在对应关系,Al_(13)和Al_b比值远远小于1.0,随着B值和Al/Si摩尔比的升高,Al_(13)/Al_b比值逐渐趋近于1.0.这意味着在低B值和低Al/Si摩尔比情况下,由于聚硅酸与铝水解聚合产物间的相互作用,形成了铝硅复合新产物,该新产物对PASC中铝的形态分布产生了影响.

聚硅酸铁去除焦化废水生化尾水有机物的效能研究

采用共聚法制备聚硅酸铁(PSF)混凝剂,与助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)搭配构成PSF+PAM混凝体系处理焦化废水生化尾水,并与PAC(聚合氯化铝)+PAM混凝体系进行有机物去除性能的对比分析。结果表明,混凝剂质量浓度为1500~3500 mg/L、PAM质量浓度为10 mg/L、初始pH=7.8的条件下,PSF+PAM混凝体系对有机物去除的性能更优;混凝剂质量浓度为3000 mg/L时,PSF+PAM体系对废水COD、色度、UV_(254)的去除率较PAC+PAM体系分别提高了8.53%、3.68%、11.17%。紫外-可见分光光谱分析结果表明,PSF+PAM体系对尾水中单环芳香族化合物、多环芳烃与含氮杂环化合物的去除效果优于PAC+PAM体系;三维荧光光谱表征结果表明,PSF+PAM体系对尾水中色氨酸等类芳香性蛋白质、类富里酸、类腐殖酸的去除效果优于PAC+PAM体系。PSF+PAM体系对焦化废水生化尾水有机物有较好的去除性能。

以TEOS为硅源的聚硅氯化铝絮凝剂的制备及其物化特征

采用TEOS为硅源合成制备了新型的聚硅氯化铝PASC(A) ,并与传统方法合成的聚硅氯化铝PASC(B)做了比较 ,探讨了产品的 pH值和Zeta电位随B值和Si/Al摩尔比的变化关系 ,并利用酸解反应和2 7AlNMR研究了硅引入对PASC分子结构和铝形态的影响 .结果表明 ,由于采用了特殊的合成方法 ,与PASC(B)相比 ,PASC(A)具有更高的聚合度 ,分子量分布并且分子中铝硅分布均匀 ,不易被酸解聚 ,而且有利于Al13 形态稳定性 .

聚硅氯化铝的混凝效果及在处理水中的残留铝研究

采用共聚与复合两种工艺，制备出了具有不同碱化度（Ｂ）和Ａｌ／Ｓｉ摩尔比的聚硅氯化铝（ＰＡＳＣ）混凝剂。试验结果表明，ＰＡＳＣ较ＰＡＣ具有更好的混凝除浊效果和较低的残留铝含量；共聚法制备的ＰＡＳＣ又较复合法制备的ＰＡＳＣ具有更好的混凝效果和低的残留铝含量。Ｂ值的升高和Ａｌ／Ｓｉ摩尔比的降低均有利于降低混凝剂在水体中的残留铝含量；ｐＨ值对ＰＡＳＣ混凝剂在水体中的残留铝量有一定的影响，在中性条件下，ＰＡＳＣ在水体中的残留铝量最低。

聚硅氯化铝混凝剂的混凝效果研究

比较了聚硅氯化铝（ＰＡＳＣ） 和聚合氯化铝（ＰＡＣ） 处理各种地表水的混凝效果，结果表明，ＰＡＳＣ 较ＰＡＣ具有更好的混凝效果。制备工艺和ＡｌＳｉ 摩尔比对ＰＡＳＣ 的混凝效果有影响，在相同ＡｌＳｉ 摩尔比下，共聚法制备的ＰＡＳＣ（ 共） 的混凝效果优于复合法制备的ＰＡＳＣ（ 复） 。对ＰＡＳＣ（ 共） 而言，在一定的ＡｌＳｉ 摩尔比范围内其比值越小，混凝效果就越好。但对ＰＡＳＣ（ 复） 而言，只有具有合适ＡｌＳｉ 摩尔比的产品其混凝效果最好，比值过高或过低，其混凝效果下降。与ＰＡＣ相比，温度对ＰＡＳＣ的混凝效果影响较小。

聚硅氯化铝混凝剂中Al(Ⅲ)水解聚合历程及铝硅作用特性研究

采用共聚与复合两种制备工艺,制备出了系列具有不同碱化度(B)和不同Al/Si摩尔比的聚硅氯化铝(PASC)混凝剂,分析研究了PASC中Al(Ⅲ)的水解聚合历程以及聚硅酸与铝水解聚合产物间的相互作用,探讨了PASC溶液的酸化解聚.结果表明,聚硅酸与铝的水解聚合产物间存在着相互作用,并影响铝的水解聚合历程;聚硅酸与铝的水解聚合产物间的相互作用强度取决于Al/Si摩尔比,Al/Si摩尔比越小,聚硅酸与铝的水解聚合产物间的相互作用就越强;制备工艺和Al/Si摩尔比对PASC的酸解反应稍有影响.

以TEOS为硅源的聚硅氯化铝中铝及硅形态分布

以正硅酸乙酯 (TEOS)为硅源 ,合成了新型的聚硅氯化铝 (PASC) ,利用Al Ferron逐时络合比色法和Si Mo逐时络合比色法分别研究了其Al形态及Si形态分布 ,并与常规方法 (以硅酸钠为硅源 )合成的聚硅氯化铝做了比较 .实验结果表明 ,新方法合成的PASC具有铝硅分布均匀 ,分子量较大 ,产品重现性好的优点 .两种方法合成的PASC具有相同的Al形态分布规律 ,即高分子量Al形态含量随B值 (碱化度 )和Si Al摩尔比的增大而增加 ,Al形态随Si Al摩尔比的变化程度随B值的增大而增大 .另外通过新方法发现 ,Si形态分布也具有规律性并和Al形态具有相似的分布特征 ,但Si形态随Si Al摩尔比的变化程度随B值的增大而减小 .

用透射电镜研究聚硅氯化铝混凝剂的结构形貌

用透射电镜观察比较了聚硅氯化铝(PASC)与聚合氯化铝(PAC)混凝剂的结构形貌,探讨了碱化度(B)、Al/Si摩尔比、及制备工艺对PASC结构形貌的影响。研究结果表明,PASC较PAC具有更大的聚集度和枝化度。PASC的聚集度随B值的升高和Al/Si摩尔比的降低而增大;共聚法制备的PASC较复合法制备的PASC具有更大的聚集度。

用流动电流技术研究聚硅氯化铝混凝剂的电动特性

采用流动电流（ＳＣ）技术，研究比较了聚硅氯化铝（ＰＡＳＣ）与聚合氯化铝（ＰＡＣ）的电动特性．研究结果表明，在ＰＡＳＣ中，由于带负电荷的聚硅酸与铝水解聚合产物间的相互作用，使得ＰＡＳＣ的电中和能力较ＰＡＣ有所下降，其下降程度与ＰＡＳＣ的碱化度（Ｂ）和Ａｌ／Ｓｉ摩尔比密切相关，Ｂ值和Ａｌ／Ｓｉ摩尔比越小，则ＰＡＳＣ的电中和能力就越弱．制备工艺对ＰＡＳＣ的电中和能力略有影响.

硅酸聚合度对聚硅氯化铝絮凝特征的影响

聚硅酸铝盐是一类新型无机高分子絮凝剂 ,是在聚硅酸和聚铝絮凝剂的基础上发展起来的复合产品。以蒸馏水稀释硅酸钠至含SiO2 3.0 % ,用硫酸调节pH值至 4 .5 ,放置不同时间使其聚合 ,得到不同聚合度聚硅酸。以制备得到的聚硅酸和氯化铝为原料 ,通过共聚法制备了不同硅酸聚合度、碱化度(B)、铝硅摩尔比 (Al Si)的聚硅氯化铝 (PASC)絮凝剂。采用Al-Ferron逐时络合比色法 ,测定了絮凝剂水解铝的形态分布特征 ,研究了其影响因素 ,分析探讨了不同聚合度的硅酸与铝水解聚合产物间的相互作用。将其用于商品砼废水的处理 ,当硅酸聚合时间为 14 5min时 ,所制备的聚硅氯化铝 (PASC)絮凝剂的除浊率高达 97%。

新型高浓度聚硅氯化铝水解形态与絮凝基础理论研究

以铝酸钠为碱化剂,采用缓慢滴碱法合成了高浓度(2.0mol·L-1左右)具有不同Si/Al摩尔比γ(Si/Al)的聚硫氯化铝,研究了铝的水解聚合形态和除浊效果.AlFerron和AlNMR分析结果表明,随着γ(Si/Al)的增加,Al13/Alb形态的含量逐渐减小,Al单体和Al高聚体形态含量逐渐增大.烧杯实验结果表明PASC浓度高、最佳投加量低,絮凝效果好,pH适用范围广,可显著降低处理成本.Al水解形态与絮凝效果的研究表明以铝酸钠为碱化剂制备的高浓度絮凝剂的絮凝效果不宜用Al13/Alb含量高低来表征.

纳米聚硅氯化铝复合絮凝剂的制备、表征与应用研究

通过溶胶-凝胶法制备纳米聚硅氯化铝复合絮凝剂,运用傅立叶红外光谱、X-Ray粉末衍射、扫描电镜、透射电镜等对制得的产品进行了表征,研究了纳米聚硅氯化铝复合絮凝剂的分子结构与形态。结果表明,复合过程不是简单的物理混合,部分铝离子及水解络合铝离子可与共存的聚硅酸通过羟基结合,发生络合反应生成铝硅聚合物。为了检测样品的絮凝性能,采用镇江段长江水作为絮凝水样,选用传统的絮凝剂聚氯化铝和聚硅酸作对比实验。结果表明,在最佳絮凝条件下,纳米聚硅氯化铝的CODCr去除率和浊度去除率可分别达到83.6%和93.5%,比聚氯化铝和聚硅酸絮凝剂具有更好的絮凝性能。

聚硅氯化铝混凝剂除油效果的试验

制备不同碱化度(B)和不同Al/Si摩尔比的系列聚硅氯化铝(PASC)作为混凝剂,实验考察了B、Al/Si摩尔比及pH值对除油效果的影响,并考察了PASC去除COD的效果。结果表明,B对PASC混凝除油效果影响较大,随B值增大,除油效果提高;Al/Si摩尔比对PASC混凝除油效果影响较小;在较宽的pH范围内PASC都可获得良好的混凝除油效果;PASC混凝去除COD的效果也很好,当PASC药剂投加量为2.0mg/L时,COD去除率可达84％以上。