铝灰基絮凝剂的制备及其处理农村生活污水应用研究

【摘要】：以往人们把铝灰当作废渣而随意丢弃，此举不仅造成铝资源浪费还会带来严重的环境问题。本文以铝灰和废盐酸为原料，采用酸溶法通过单因子序贯优选试验和正交验证试验，获取铝灰基液体絮凝剂聚合氯化铝(PAC)关键技术参数，并根据农村生活污水的特点，分别采用铝粉和生石灰作为调节剂对粗产品进行性能优化，并进行对比分析。再以典型农村生活污水为对象，开展了室内混凝试验，通过CODCr、NH_4~+-N、TP、浊度4个指标考察了自制铝灰基絮凝剂对农村生活污水的处理效果，并与市售PAC进行对比。最终从技术、经济、社会与环境4方面对铝灰基絮凝剂制备及应用推广进行了效益分析，研究结果如下： (1)铝灰基絮凝剂最佳制备工艺条件为m_1:V_1:V_2（铝灰/g:盐酸/mL:水/mL）=10:20:40，反应时间85℃，反应时间2.5h，搅拌转速80r·min~(-1)，熟化时间30h，熟化温度60℃；在此条件下，制得的产品氧化铝含量为8.5%，盐基度为44.8%。各因素对氧化铝质量分数影响的大小顺序为：m_1:V_1:V_2＞反应温度＞反应时间＞搅拌转速＞熟化时间＞熟化温度；各因素对盐基度影响的大小顺序为：m_1:V_1:V_2＞反应温度＞反应时间＞搅拌速度＞熟化温度＞熟化时间。 (2)用铝粉和生石灰均能有效优化铝灰基絮凝剂的性能，综合经济、环境及操作等因素，用生石灰作为调节剂优于铝粉。 (3)自制铝灰基絮凝剂对农村生活污水CODCr、NH_4~+-N、TP及浊度去除的最佳投加量在24mg·L~(-1)左右，剩余浓度分别为174.6mg·L~(-1)、13.5mg·L~(-1)、0.75mg·L~(-1)、1.0NTU去除率分别达到57.5%、14.2%、72.4%及92.2%，在去除率高于市售PAC的情况下，可节约25%的投药量，因而具有较好的混凝性能。 (4)铝灰基絮凝剂的制备在生产实践中具有较强的可行性。生产原料容易获取，反应条件温和；工艺简单、流程短、节能、无二次污染，可操作性强；原料成本(就地取材)约为99.66元·t~(-1)，低于铝酸钙和铝矾土约49%。 铝灰制备聚合氯化铝（PAC）是一条高效的铝灰资源化利用途径，但目前产品制备依然存在杂质多、分离慢以及效果不及有机高分子絮凝剂等不足。以后应从除杂、缩短分离时间以及与其他有机高分子复配等方面进行深入研究。另外，还应在混凝处理后剩余铝浓度测定、铝的迁移转化、污泥的处理对农村环境的影响等方面进行进一步研究。 【关键词】：铝灰 絮凝剂 聚合氯化铝(PAC) 制备 农村生活污水
【学位授予单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：X799.3
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 铝灰综合利用研究进展10-11
• 1.1.1 铝灰来源及其危害10
• 1.1.2 铝灰综合利用研究进展10-11
• 1.2 铝灰制取无机高分子絮凝剂研究进展11-13
• 1.3 农村生活污水及其污染现状13-14
• 1.4 絮凝剂在农村生活污水处理的应用14-15
• 1.5 研究内容与技术路线15-16
• 1.6 研究特色16-17
• 2 铝灰基絮凝剂制备试验17-28
• 2.1 材料与方法17-21
• 2.1.1 试验原料与仪器17
• 2.1.2 制备方法17-18
• 2.1.3 试验方案设计18-19
• 2.1.4 分析方法19-21
• 2.2 结果与讨论21-27
• 2.2.1 单因子序贯优选试验21-25
• 2.2.2 多因子正交验证试验25-27
• 2.3 小结27-28
• 3 铝灰基絮凝剂性能优化28-32
• 3.1 材料与方法28-30
• 3.1.1 试验材料28
• 3.1.2 优化原理28-29
• 3.1.3 铝粉调节方法29
• 3.1.4 生石灰调节方法29-30
• 3.2 结果与讨论30-31
• 3.2.1 铝灰基絮凝剂性能优化结果30-31
• 3.2.2 絮凝剂调节剂性能优化对比31
• 3.3 小结31-32
• 4 铝灰基絮凝剂应用研究32-45
• 4.1 材料与方法32-37
• 4.1.1 试验材料32
• 4.1.2 试验方案设计32-33
• 4.1.3 检测项目33-34
• 4.1.4 分析方法34-37
• 4.1.5 数据处理37
• 4.2 结果与讨论37-44
• 4.2.1 废水水质37-38
• 4.2.2 铝灰基絮凝剂处理农村生活污水的混凝效果38-44
• 4.3 小结44-45
• 5 铝灰基絮凝剂制备效益分析45-48
• 5.1 技术可行性分析45
• 5.2 经济效益分析45-46
• 5.3 社会与环境效益分析46-47
• 5.4 小结47-48
• 6 结论与建议48-50
• 6.1 结论48-49
• 6.2 建议49-50
• 参考文献50-54
• 作者简介及硕士期间发表/投稿论文54-55
• 致谢55

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