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研究工业生产废弃物的资源化利用具有十分重要的意义。 本论文通过大量的试验,研究开发出了用粉煤灰及钛白废酸制取聚合硫酸硅酸铁铝(PFASS)的新工艺,其最佳工艺条件为:于沸点温度,以NaCl为助溶剂(NaCl与粉煤灰质量比为0.05:1),以钛白废酸浸取粉煤灰(固液比为1:10)中的铝1.5小时,最大浸取率可达40%;经过滤洗涤后,调节滤液pH至2.0左右,以NANO2为催化剂(NaNO2用量为滤液中FeSO4·7H2O量的3%),空气为氧化剂,于40-50℃进行常压催化氧化反应,制取聚合硫酸铁铝,催化氧化时间为2小时;将工业水玻璃稀释至3%左右,调节其pH于5-6,室温下制备活性聚硅酸;将活性聚硅酸与聚合硫酸铁铝按照一定比例复合,经熟化,即制得新型无机高分子混凝剂PFASS。经初步经济核算表明,本工艺可取得较好的经济效益和环境效益。 PFASS对垃圾渗滤液的一级混凝试验表明,PFASS的控制参数n(Fe+Al)/n(Si)摩尔比和碱化度B,PFASS投加量及渗滤液的pH对混凝效果有一定影响,PFASS产品性能可进一步优化。确定了作为渗滤液专一混凝剂时,PFASS的工艺参数为:n(Fe+Al)/n(Si)摩尔比为2:1,不用加碱调整碱化度,熟化时间为2天。PFASS投加量为60ml/L时,可以产生很好的净化效果,对渗滤液的色度、浊度、SS和CODcr的去除率均接近或达到90%,效果远远好于同条件下使用的市售PPS、PAC产品。将活性粉煤灰与PFASS复合用于混凝垃圾渗滤液,可以充分发挥物理吸附与化学混凝作用,与单一的PFASS相比,具有沉降速度快,污泥含水率低、体积小,费用低廉等优点,并且对CODcr和色度的去除率也较高。论文分析了PFASS的混凝机理和粉煤灰的吸附及助凝机理。 论文还采用了碱滴定、酸反滴定、红外光谱、紫外光谱、X射线衍射,扫描电镜及多点能谱分析等现代分析方法研究了PFASS中各物质间的相互作用及PFASS的结构形态,探讨了PFASS的化学性能。研究结果表明,聚合过程中,聚铁和聚铝离子相互影响,并与活性硅酸聚合成非晶态共聚物。PFASS的聚集态呈枝杈链状向三维空间伸展,分子链的体系封闭为一种笼状结构。且聚硅酸与聚铁、聚铝离子的水解产物的相互作用受n(Fe+Al)/n(Si)摩尔比的影响较大,随着Si含量的增加,PFASS呈现链网状结构。