無機(jī)高分子助凝劑聚硅酸鈦的制備及其特性研究.pdf

1、在混凝過程中添加合適的助凝劑有時(shí)能加強(qiáng)混凝效果?；罨杷嶙鳛橐环N無機(jī)高分子助凝劑,具有制造工藝簡單,價(jià)格低廉,無有毒有害殘留物質(zhì)等優(yōu)點(diǎn),但是其性質(zhì)極不穩(wěn)定,且其分子量與有機(jī)助凝劑相比仍有差距,因此,對活化硅酸的性質(zhì)進(jìn)行研究,試圖提高其聚合度和穩(wěn)定性并加以應(yīng)用具有重要意義。
　　本研究通過測定活化硅酸在一定 pH的水中的分散物的顆粒粒徑和 Zeta電位隨著活化時(shí)間的變化趨勢,考查了反應(yīng)初始pH及SiO2質(zhì)量濃度對其性質(zhì)的影響。結(jié)果表

2、明,合適的條件為反應(yīng)初始pH=10、SiO2質(zhì)量濃度為1％且活化48h。為了改進(jìn)活化硅酸的性質(zhì),提出了一種在活化硅酸制備過程中向其中添加TiCl4來制備聚硅酸鈦的方法,研究了 TiCl4與濃硫酸的加藥先后順序以及 TiCl4的投加量對聚硅酸鈦性質(zhì)的影響。結(jié)果表明,通過向水玻璃溶液中先添加濃硫酸再添加TiCl4,使得Si/Ti摩爾比為20且活化48h能制備得到性質(zhì)較為穩(wěn)定的聚硅酸鈦;與活化硅酸相比,其在一定pH的水中分散物的粒徑更大,Ze

3、ta電位更高。通過紅外光譜分析證明金屬鈦離子參與了聚合反應(yīng),聚硅酸鈦中有Ti-O-Si鍵生成。通過掃描電鏡及熒光顯微鏡分析對比它們的形貌發(fā)現(xiàn),固態(tài)的聚硅酸鈦的形貌為連片狀聚集分布,液態(tài)時(shí)其為長鏈狀聚集分布,其與球狀分布的活化硅酸相比能起到更好的吸附架橋作用。
　　以Si/Ti摩爾比為20條件下制得的聚硅酸鈦為助凝劑,用Al2(SO4)3為混凝劑進(jìn)行混凝試驗(yàn),考查了聚硅酸鈦在混凝除濁及除腐殖酸時(shí)的助凝效果并與活化硅酸相對比。結(jié)果表明

4、,在混凝除濁時(shí)添加聚硅酸鈦助凝劑可以顯著提高處理效果,且能拓寬混凝的有效pH范圍(在pH=6~8時(shí)候均適用)。其中在pH=7,Al2(SO4)3投加量為10mg/L,同時(shí)添加聚硅酸鈦助凝劑使得Si/Al摩爾比為2的時(shí)候能達(dá)到最優(yōu)除濁效果,其出水濁度為1.05NTU,濁度去除率為98.3%,助凝效果優(yōu)于活化硅酸。在混凝去除水中的腐殖酸時(shí),以出水的UV254和DOC為指標(biāo)考查其助凝效果并與活化硅酸作對比,結(jié)果表明,聚硅酸鈦比活化硅酸具有更強(qiáng)