该课题主要是利用粉煤灰制备聚硅酸铝铁絮凝剂处理高浓度含磷废水的实验研究，考察粉煤灰制备聚硅酸铝铁絮凝剂的最佳方案及其聚硅酸铝铁絮凝剂在含磷废水处理最佳的投加方案，然后通过实验,明确实验最佳运行参数和控制条件，使得处理效果达到最佳。通过具体实验得到如下结论（1）粉煤灰制备聚硅酸铝铁应选用碳酸钠作为助溶剂，焙烧温度在850℃，酸浸时盐酸浓度为4mol/L，酸浸时间为1.5小时，酸浸温度为105℃，陈化时浸出液pH为5，陈化温度25℃，陈化时间24小时。（2）聚硅酸铝铁絮凝剂在含磷废水中应用时用量为120mg/L，废水的pH应在6～9之间，絮凝时间为75分钟，沉淀时间为45分钟。磷的去除率可达95.05%。关键词 粉煤灰 聚硅酸铝铁 絮凝剂 含磷废水
目录
1 绪论 1
1.1水资源污染现状 1
1.2粉煤灰概述 1
1.2.1粉煤灰的形成 1
1.2.2粉煤灰组成及性质 1
1.2.3 粉煤灰的综合利用情况 2
1.3选题目的和意义 2
1.4研究主要内容 2
2 实验部分 3
2.1实验仪器 3
2.2实验药品 4
2.3实验药品的配置 4
2.4实验指标的测定 5
3 聚硅酸铝铁絮凝剂的制备及其在含磷废水中的应用 6
3.1聚硅酸铝铁的制备 6
3.2聚硅酸铝铁制备工艺的优化 9
3.3聚硅酸铝铁絮凝剂性能表征 14
3.3.1红外光谱分析 14
3.3.2扫描电镜分析 15
3.3聚硅酸铝铁絮凝性能进行研究 16
3.4自制絮凝剂优越性的分析 19
结论与展望 21
致 谢 24
参 考 文 献 25
1 绪论
水资源污染现状
水是生命之源，但是目前的水污染问题却越来越严重，我国也不例外，随着我国经济的快速发展，人们的生活水平也越来越高，导致人们对水质的要求也越来越严格。但是因为经济的快速发展，人们的乱砍乱伐，导致水土流失，水资源的大面积污染，一些不良企业把未经 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
处理合格的污水随意排进江河湖泊，导致水源的有机成分增多，造成赤潮等现象，而且我国还是一个农业大国，所以对除草剂，杀虫剂等农药的需求量十分巨大，这也造成了水资源的大幅度的污染，与之而来的问题就是污水的处理，目前处理废水的步骤主要是混凝、沉淀、过滤、消毒等方法，但是这类方法对水体中微量污染物去除率有限。所以以上的这些情况给人们的日常饮用水带来了极大的不方便，和极大的危害，严重影响着人民的生活水平和生活健康。
粉煤灰概述
1.2.1粉煤灰的形成
粉煤灰[1]顾名思义就是煤炭在燃烧后所残留的废渣，它是从烟气中所捕捉到的细灰，粉煤灰是燃煤发电厂的主要废弃物。粉煤灰在我国排放的废渣中占有比较大的比重，同时随着我国综合国力的快速发展对电量的需求也水涨船高，粉煤灰的排放量也就变得越来越多。粉煤灰如果不处理，就会产生一系列的环境污染，排进大气中会导致雾霾、扬尘等大气问题，排进河流中会导致水体污染，河流淤塞，而且粉煤灰中含有大量的有毒物质，排进河流中会对人的生活健康造成危害。
1.2.2粉煤灰的物理组成及性质
我国发电厂产生的粉煤灰的化学组成百分比相关信息见下表1.1
表1.1粉煤灰的化学组成
成分
SiO2
Al2O3
Fe2O3
CaO
MgO
SO3
Na2O
K2O
烧失量
范围
1.30～65.76
1.59～40.12
1.50～6.22
1.44～16.80
1.20～3.72
1.00～6.00
1.10～4.23
1.02～2.14
1.63～29.97
均值
1.8
1.1
1.2
1.7
1.2
1.8
1.2
1.6
1.9
粉煤灰它是一种灰尘所以它的密度比较小大约在450～700kg/m3范围之间[2]，比表面积就比较大大约在220～590kg/m3之间。粉煤灰的外观为球形，本身多孔，所以导致它在松散状态下的渗透性十分的优越，而且粉煤灰的渗透系数是粘土的几百倍。
1.2.3粉煤灰制备聚硅酸铝铁絮凝剂的研究进展
聚硅酸铝铁絮凝剂[3]它吸收了聚硅酸沉降速率快，脱色效果好，铝盐絮体较大，铁盐絮体较密实以及吸附架桥能力强等优点。在废水的除浊、去除有机物、脱色、以及重金属离子的去除方面都比其他市面上的絮凝剂效果要好，是现在国内外废水处理剂研究方面的热点。粉煤灰本身具有制备聚硅酸铝铁絮凝剂所需要的所有元素，是用来制备聚硅酸铝铁絮凝剂最理想的原材料。在酸性的条件下，粉煤灰中的Fe2O3能够轻易的溶出 Fe3+，但是粉煤灰中的铝元素和硅元素主要是以复盐3Al2O3•SiO2的形式存在，并且极难溶于碱液和酸液。所以，需要对粉煤灰改性，而其中最主要的步骤就是打开 SiAl键，从而使铝、硅的溶出率提高。因此，通过各种方法来打开复盐中的SiAl键，来将玻璃体中的 SiO2和 Al2O3释放出来是能否成功制备聚硅酸铝铁絮凝剂的关键步骤。
郭旭颖[4]等采用单因素和正交实验法对粉煤灰制备聚硅酸铝铁的工艺进行了研究。实验结果显示，在 n(Na2CO3):n(SiO2)=0.5 时，保持温度 900℃，焙烧1 h，然后用质量分数为30%的盐酸在 100℃下搅拌浸取 1 h，过滤，再调节 pH 为 1.1。控制 n(Si):n(Fe)=l:0.3， n(Si):n(A1)=1:0.5，熟化温度为 60℃，制得聚硅酸铝铁。海等[5]采用正交实验法对制备工艺参数进行了优化分析。实验结果显示：影响絮凝效果的工艺参数主次顺序依次为酸浸时间、聚合时间、p H、焙烧时间，优化值酸浸时间为 30min、聚合时间为 2h、p H 为 3、焙烧时间为 24h，对市政合流污水的总磷去除率为 98%。
1.3选题的目地和意义
水是生命的起源，所有的生命活动都离不了水，然而现在的水污染却越来越严重，这也是我国现在所面临的一个环境问题。
粉煤灰是发电厂用煤发电所产生的废弃物粉煤灰本身具有制备聚硅酸铝铁絮凝剂所需要的所有元素[5]，是用来制备聚硅酸铝铁絮凝剂最理想的原材料。如果制备成功，那么用其处理含磷废水就是一个很好的选择，这样就能达到以废治废，实现资源的最大化利用，这样既能解决粉煤灰的废弃物，又能变废为宝达到资源的最大化利用。本文的主要研究内容就是用粉煤灰为实验原料来制备聚硅酸铝铁絮凝剂，并将聚硅酸铝铁絮凝剂运用到含磷废水中的实验研究。

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