高岭土无机矿物材料絮凝剂的制备与应用

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传统的絮凝剂聚合氯化铝PAC是一种普遍的无机高分子絮凝剂,其优点是水解速率快、吸附力强,但其絮体易上浮易松散、沉落性能差,在水中仍有一些残留,仍需改进。因此,开发一种廉价高效、安全且低廉的絮凝剂,是当前水处理技术的关键突破点。本研究选取天然无毒的无机矿物材料高岭土(MK)为原料,经过25%的硫酸改性,制备絮凝效率优质的高岭土絮凝剂(MKF),并与PAC对比,处理模拟废水。实验结果表明:未改性的MK无絮凝作用,酸改后制备的MKF具有显著的絮凝效果,浊度去除率可高达96.9%,上清液明净透彻。MKF在沉降速度和絮体体积上远优于PAC,经Zeta电位的测定,验证了MKF是以电中和脱稳起始,颗粒物的质量力团聚为协同效应来加速絮凝速度的。MKF絮体体积是PAC絮体体积的六分之一,是一种优良的矿物絮凝剂。使用改性MKF对排污废水预处理,与PAC和MKF与PAM复配絮凝剂比较,结果表明:当MKF投加量为800mg/L时,上清液的浊度、SS、COD、TP和NH4+-N分别为13.5NTU、13.0mg/L、56.0mg/L、0.21 mg/L和36.1mg/L,去除率分别为73.1%、48.0%、70.3%、96.4%和10.1%,达到预处理排放标准。将MKF与C-PAM复配,投加量分别为400mg/L和4ppm,除污效果仍然很好,上清液的浊度、SS、COD和TP分别可达7.2NTU、7.3mg/L、67.0 mg/L和0.48 mg/L;絮体矾花更大,沉降速度更快,絮凝体积更少,便于分离。在絮凝沉降速度和絮体体积方面,MKF和由它与C-PAM复合的絮凝剂的絮凝效果优于传统絮凝剂PAC。使用MKF对养猪废水进行一级强化絮凝预处理,分析了其对养猪废水除浊除污的絮凝效果,结论表明:MKF处理养猪废水中的NH4+-N、COD、SS、TP和浊度的去除率分别为17.21%、36.42%、94.9%、96.6%和74.3%,有力降低了后续的生化处理负荷,MKF絮凝45min后的上清液与絮体体积之比达到4:1,絮体体积比PAC的絮体体积低2.7倍,絮体密实。MKF处理后的上清液和絮体沉积物中的重金属含量都在标准范围内,是一种友好的天然矿物絮凝剂,絮凝产物不会产生二次污染。
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