称 5g700 ℃焙烧后的高岭土 ,加蒸馏水 25mL , 搅拌均匀 ,再分别加不同量的 9mol/ L 硫酸 ,浸取搅 拌时间 60min ,用漏斗过滤取滤液 ,加 2mL 硅酸钠 溶液 (1mol/ L) ,经水解和调节 p H 值 ,烘干后制出絮 凝剂 , 基 本 达 1. 5g 左 右 。用 制 出 的 絮 凝 剂 处 理 50mL 废水 ,在加入 100mg 絮凝剂后 ,结果显示加 6. 5mL 硫 酸 时 处 理 效 果 好 , 但 是 从 整 体 上 考 虑 6. 0mL是合理的 。随着硫酸用量的增加 ,絮凝剂中 的铝离子浓度愈高 ,废水的吸光度和 COD 去除效果 愈好 ,但酸度增大 ,会影响水解等后续处理 ,且絮凝 效果增加幅度减小 ,所以控制硫酸用量以稍过量为 好 ,即加 6. 0mL 硫酸为佳 。 4. 2. 3 浸取时间
4 实验结果与讨论
4. 1 焙烧后高岭土对废水的影响 高岭土经 100 目筛筛选后焙烧 ,选用温度分别
为 600 ℃、650 ℃、700 ℃、750 ℃和 800 ℃。烧 后 称
0. 5g和 1g 高岭土直接放入 250mL 废水中 ,看絮凝 效果 ,结果为废水吸光度比加入焙烧后高岭土的废 水吸光度小 ,说明处理后的废水没有絮凝变清而是 更浑浊了 ,因此 ,焙烧后的高岭土没有絮凝效果 。 4. 2 絮凝剂制取的主要影响因素 4. 2. 1 焙烧温度
表 1 说明搅拌 90min ,絮凝效果较好 。浸取时 间越长 ,有效成分浸取率越高 ,吸光度处理效果越 好 。但是吸光度处理效果在 90min 后反而下降 ,原 因是时间延长 ,有硅溶胶析出 ,废水粘度增大 ,絮凝
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陶瓷研究与职业教育
第7卷
强度变小 。所以 ,综合分析选择 90min 。
分可分为无机盐类 、有机高分子类和微生物絮凝剂 。 絮凝剂的絮凝原理可分为化学絮凝和物理絮凝
两种 。无机絮凝剂主要是依靠中和粒子上的电荷而 凝聚 ,故常常被称为凝聚剂 。有机絮凝剂主要依靠 架桥作用使粒子沉降 ,故又把有机絮凝剂叫做絮凝 剂或助凝剂 。
2 聚硅酸铝
聚铝是一系列的准稳态物 ,环境条件稍有变化 就会出现脱稳即絮凝现象 。一种优良的聚铝絮凝剂 一定要满足适宜的储存性和脱稳性 。聚合铝絮凝剂 的品 种 主 要 有 聚 合 氯 化 铝 ( PAC) 、聚 合 硫 酸 铝 ( PA S) 、聚合硫 酸 氯 化 铝 ( PACS) 、聚 磷 酸 氯 化 铝 ( PPAC) 、聚合硫酸氯化铝铁 ( PA FCS) 和聚合硅酸 铝 ( PA SI) 等 。水质情况是复杂多变的 ,对不同的悬 浮物与溶解物种类 ,不同的化学耗氧量 ,水体中不同 的 p H 值范围 ,都应有最适宜的絮凝剂 。聚硅酸类 无机高分子絮凝剂具有原料来源广泛 、生产工艺简 单 、价格低廉 、絮凝效果优良的特点 。从其发展趋势 和发展方向来看 ,聚硅酸类将向多功能混凝剂方面 发展 ,使它不仅有优良的絮凝性能 ,还具有缓蚀 、杀
0 引言
随着全球工业化发展及人口的增长 ,水资源的 匮乏和污 染 已 成 为 世 界 各 国 所 面 临 的 生 态 危 机 之 一 。而利用现代科技更加合理地利用和保护水资 源 ,已成为实现可持续发展目标的必由之路 。最近 10 年各种环保水处理药剂 、水处理技术的相继应 用 ,为工业水处理技术的发展发挥了重要作用 。利 用微生物的生化作用处理废水中的有机物 ,絮凝沉 淀法是应用最广的方法之一 。絮凝剂 (混凝剂) 是工 业水处理药剂中最重要的组成部分 ,它的作用是使 水中胶体粒子脱稳而形成絮凝体 ,从而得以从水中 分离去除以达到净化水的目的 。
在 1L 烧杯中放一定量的高岭土 ,加水使其溶 解 ,静置 24h 后即可模拟废水使用 。用制出的絮凝 剂处理废水 , 并以蒸馏水为参比 , 在 550nm 处 , 用 3cm 比色皿测废水处理前后的吸光度 ,根据絮凝率 = (废水吸光度 - 处理后废水吸光度) / 废水吸光度 , 来确定絮凝效果 。
收稿日期 :2009207204 作者简介 :劳旺梅 (1964 - ) ,女 ,河北唐山人 ,本科 ,副教授 ,主研方向为有机合成 。
第 3 期
劳旺梅 ,马淑兰 ,刘 辉 :高岭土制备絮凝剂的研究与应用
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菌消毒 、阻垢等多种功能 ;聚硅酸类和其他的絮凝剂 (如微生物絮凝剂 、有机絮凝剂) 配合优化使用 ,使废 水处理后回收利用 ,以取得最佳经济效益 。而多功 能聚硅酸絮凝剂的发展与应用 ,必将对絮凝沉降法 处理水的发展有着重大的推动作用 。
称 5g700 ℃烧后的高岭土 ,加蒸馏水 25mL ,搅 拌均匀 ,再加 6mL9mol/ l 的硫酸 ,浸取搅拌时间变 化 ,用漏斗过滤取滤液 ,加 2mL 硅酸钠溶液 (1mol/ L) ,经水解和调节 P H 值 ,烘干后制出絮凝剂 ,搅拌 90min ,可使其完全均匀混合 ,产量最多 。用制出的 絮凝剂处理 50mL 废水 ,结果见下页表 1 。
1 絮凝和絮凝原理
絮凝是胶体脱稳后 (或由于高分子物质的吸附 桥作用) 聚结成大颗粒絮体的过程 。混凝剂入水反 应使胶体颗粒脱稳后 ,从形成微小絮凝物到微小絮 凝物之间互相吸附长大而沉降分离的过程为絮凝过 程 。絮凝过程是目前国内外众多水处理工艺中应用 最广泛、最普遍的单元操作之一 ,絮凝剂按其化学成
( Tangshan Polytechnic College , Tangshan 063020 ,China) Abstract : This t hesis int roduces a met hod which is used fo r p reparing a highly2effective compo site flocculant by use of kao2 line as raw materials and t hen uses t his new type ino rganic high polymer flocculant ———poly2alumino silicate to deal wit h
高岭土经不同温度焙烧后 ,分别取 5g 焙烧后高 岭土 , 加 蒸 馏 水 25mL , 搅 拌 均 匀 , 再 加 6mL 的 9mol/ L 硫酸 ,浸取搅拌时间 60min ,用漏斗过滤取 滤液 ,加 2mL 硅酸钠溶液 (1mol/ L ) ,经水解和调节 P H 值 ,烘干后制出絮凝剂 ,产量都很接近 1g ,即 5g 高岭土产 1g 左右 絮凝 剂 。用 制出的 絮凝 剂处 理 50mL 废水 ,在加入量相同时 ,700 ℃絮凝效果比其 他温度下效果好 。高岭土的焙烧是提高 Al2 O3 浸取 率的关键 。焙烧温度是活化过程的关键控制参数 。 焙烧温度低 ,脱水太少 ,高岭土活性差 ;焙烧温度过 高 ,无定型的偏高岭石容易发生重结晶 ,生成活性差 的莫来石 。 4. 2. 2 硫酸用量
分光光度计 、恒温磁力搅拌器 、真空干燥箱 、马 弗炉 、多功能调速器 。 3. 1. 2 实验所用主要原料
高岭土 、硅酸钠 (分析纯) 、硫酸 (分析纯) 、氢氧 化钠 (分析纯) 。 3. 2 实验操作 3. 2. 1 絮凝剂的制备
a. 高岭土经 100 目筛网筛分 ,首先除掉矿物和 植物杂质 ,然后将粉状高岭土装入大号瓷坩埚中 ,放 入马弗炉内焙烧 2h ,然后将物料降温到室温备用 。
关键词 :絮凝 ;絮凝剂 ;高岭土 ;聚铝 ;聚硅酸铝 中图分类号 : TQ174 文献标识码 :B 文章编号 :167222965 (2009) 0320020203
Study and Application of the Flocculant Made by Kaoline
LAO Wang2mei ,MA Shu2lan ,LIU Hui
再加 6mL 硫酸 ,浸取搅拌时间 60min ,再过滤取滤 反向电荷的离子 ,使原来电荷变号 ,排斥力变大 ,发
o us experimental researches , t he optimal p roducing p rocess has been selected , and t he main f unctio ning factors in making t his
kind of flocculant and dispo sing t he wastewater by using t he flocculant are co nfirmed. Key Words : flocculatio n ;flocculant ; Kaoline ;poly aluminum ;poly2alumino silicate
b. 将焙烧后的高岭土放入烧杯内 ,加水并维持 水 :高岭土 = 5 ∶1 的比例 ,搅拌均匀后 ,加硫酸浸取 活性 Al2 O3 ,在恒速下搅拌 ,开始计时 ,使浸取反应 达到规定时间要求 。
c. 将浸取过的高岭土过滤 ,取其滤液 ,加 2mL 硅酸钠 (1mol/ L) 在硫酸酸化的条件下 ,经水解和调 节 P H 值 ,制备出聚硅酸铝絮凝剂 ,干燥备用 。 3. 2. 2 废水的制备与处理
wastewater , and by t his way , st udy to apply t his flocculant to dispo se wastewater. This flocculant has many advantages : it is adso rpted well and cheap ; t he p reparing technology of t he flocculant is simple ; after t he ext ractio n , t he amount of aluminum is low ; it can generate high2density flocs which fall quickly ; it has little co rro sio n to equip ment and so o n. On t he basis of numer2