無機(jī)高分子絮凝理論與絮凝劑

本書首次全面論述水質(zhì)處理無機(jī)高分子絮凝劑的現(xiàn)代理論、生產(chǎn)工藝及應(yīng)用技術(shù)。綜合論述了國際上有關(guān)無機(jī)聚合物溶液化學(xué)和絮凝工程技術(shù)多方面的研究成果和不同論點(diǎn)，集中歸納了作者所在研究集體和眾多研究生在此領(lǐng)域從基礎(chǔ)研究到生產(chǎn)工藝和水處理應(yīng)用多年來全方位的科技生產(chǎn)活動和研究成果，反映了作者提出的若干新論點(diǎn)不斷探索求證的歷程和展望。

本書適于用水與廢水處理、絮凝劑生產(chǎn)及應(yīng)用、無機(jī)聚合物化學(xué)化工等方面的研究及生產(chǎn)實(shí)踐科技人員參考研讀。預(yù)期對我國聚合絮凝劑的發(fā)展研究能起到借鑒促進(jìn)作用。

前言

第1章 無機(jī)高分子絮凝劑的發(fā)展

1.1水質(zhì)混凝處理，混凝劑，絮凝劑

1.1.1水質(zhì)混凝處理

1.1.2混凝劑和絮凝劑

1.2無機(jī)高分子絮凝劑在國外的發(fā)展

1.2.1無機(jī)高分子絮凝劑產(chǎn)生的化學(xué)基礎(chǔ)

1.2.2各國無機(jī)高分子絮凝劑的發(fā)展概況

1.3無機(jī)高分子絮凝劑在我國的發(fā)展

1.3.1利用廢棄原料生產(chǎn)時(shí)期

1.3.2走向工業(yè)化生產(chǎn)時(shí)期

1.3.3穩(wěn)定發(fā)展和提高時(shí)期

第2章 無機(jī)高分子絮凝劑的制備與鑒定

2.1絮凝劑溶液的實(shí)驗(yàn)室制備方法

2.1.1各種制備方法概要

2.1.2不同制備方法的產(chǎn)品比較

2.2羥基聚合物溶液的特征參數(shù)

2.2.1堿化度

2.2.2形成函數(shù)和水解度

2.3Ferron逐時(shí)絡(luò)合光度法

2.3.1Ferron逐時(shí)絡(luò)合光度法原理

2.3.2Ferron逐時(shí)絡(luò)合法的測定方法

2.3.3Al-Ferron法與27A1 NMR法的對照

2.4羥基鋁的核磁共振鑒定法

2.4.1基本原理

2.4.2基本測定方法

2.5激光光散射與小角度X線散射法

2.5.1激光光散射原理

2.5.2激光光散射的測定

2.5.3小角度X線散射法

2.6原子力顯微鏡

2.6.1基本原理

2.6.2原子力顯微鏡的特點(diǎn)

2.6.3實(shí)驗(yàn)儀器與應(yīng)用條件

第3章 鋁聚合物的溶液化學(xué)

3.1A1(Ⅲ)的羥基單核化合態(tài)

3.1.1鋁的水解

3.1.2鋁的溶解沉淀

3.2A1(Ⅲ)的多核羥基聚合態(tài)

3.2.1鋁溶液的滴定曲線

3.2.2羥基聚合鋁的形態(tài)與分類

3.2.3羥基聚合鋁的"六員環(huán)模型"

3.2.4羥基聚合鋁的"Keggin籠式模型"

3.3羥基聚十三鋁的形成和特征

3.3.1羥基聚十三鋁的結(jié)構(gòu)形態(tài)

3.3.2羥基聚十三鋁的生成

3.3.3聚十三鋁單元的聚集和沉淀

3.3.4聚三十鋁A13c一的研究和發(fā)展

3.4聚合氯化鋁溶液的形態(tài)分布

3.4.1不同鋁鹽溶液化合態(tài)的形態(tài)分布

3.4.2不同條件下鋁溶液水解過程曲線

3.4.3聚合鋁溶液形態(tài)分布的變化

3.5聚合鋁投加到溶液后的形態(tài)特征

3.5.1聚合鋁投加后的形態(tài)變化

3.5.2聚合鋁的凝絮生成和沉淀

3.5.3聚合鋁的電荷與粒度變化

3.6羥基鋁溶液形態(tài)的總體模型

3.6.1羥基鋁溶液形態(tài)的研究發(fā)展

3.6.2六員環(huán)化合態(tài)的新驗(yàn)證

3.6.3Ferron法A1b的分級解析

3.6.4羥基鋁溶液的形態(tài)轉(zhuǎn)化模型

第4章 鋁系無機(jī)高分子絮凝劑

4.1聚合氯化鋁凝聚絮凝作用特征

4.1.1聚合鋁存在形態(tài)與傳統(tǒng)鋁鹽的差異

4.1.2聚合鋁在懸濁液中的吸附與絮凝

4.2聚合鋁微絮體的行為特征

4.2.1聚合鋁絮體的激光光散射表征

4.2.2聚合鋁絮體的原子力顯微鏡表征

4.2.3聚合鋁絮凝動力學(xué)表征

4.3聚合鋁的生產(chǎn)工藝流程

4.3.1生產(chǎn)工藝概述

4.3.2應(yīng)用廢棄原料生產(chǎn)聚合鋁

4.3.3氫氧化鋁凝膠生產(chǎn)聚合鋁

4.4高含量聚十三鋁的溶液化學(xué)

4.4.1羥基聚十三鋁的綜合特征

4.4.2A113的凝聚絮凝特征

4.4.3高濃度溶液中的A113

4.5高純納米絮凝劑的研制

4.5.1化學(xué)提純法制備A113研究

4.5.2化學(xué)提純產(chǎn)品的鑒定

4.5.3超濾膜法制備高純A113溶液

4.6電化學(xué)法制備高純納米絮凝劑

4.6.1電化學(xué)法制備高純聚合鋁

4.6.2電解工況條件的設(shè)計(jì)與優(yōu)化

4.6.3中間試驗(yàn)與生產(chǎn)試驗(yàn)

4.6.4電解法高濃聚合鋁的特征

第5章 鐵的聚合物溶液化學(xué)

5.1Fe(Ⅲ)的羥基單核化合態(tài)

5.2Fe(Ⅲ)的多核羥基聚合態(tài)

5.2Fe(Ⅲ)溶液的水解與聚合

5.2.2滴堿中和曲線的演變過程

5.2.3Fe(Ⅲ)連續(xù)滴定曲線的典型模型

5.3鐵聚合物的形成與結(jié)構(gòu)

5.3.1羥基聚合鐵的形成和結(jié)構(gòu)

5.3.2鐵聚合物結(jié)構(gòu)演變的儀器鑒定

5.4Fe(Ⅲ)羥基聚合物的統(tǒng)一指標(biāo)和分類

5.4.1羥基聚合物的統(tǒng)一指標(biāo)，水解度B*

5.4.2Fe(Ⅲ)羥基聚合物的統(tǒng)一分類

5.5Fe(Ⅲ)羥基聚合物的形態(tài)演變及模式

5.5.1Fe(Ⅲ)溶液羥基化的表現(xiàn)特征

5.5.2Fe(Ⅲ)溶液形態(tài)的演變

第6章 鐵系無機(jī)高分子絮凝劑

6.1聚合硫酸鐵

6.1.1聚合硫酸鐵的發(fā)展

6.1.2聚合硫酸鐵的特性

6.1.3聚合硫酸鐵的生產(chǎn)和應(yīng)用

6.2聚合氯化鐵

6.2.1聚合氯化鐵的發(fā)展

6.2.2不同濃度氯化鐵溶液的混凝性能

6.2.3聚合氯化鐵的混凝效能

6.2.4聚合鐵與其他混凝劑的比較

6.3聚合氯化鐵的穩(wěn)定化

6.3.1穩(wěn)定化聚合氯化鐵

6.3.2磷酸根與羥基鐵溶液化學(xué)

6.3.3磷酸根與羥基鐵的形態(tài)結(jié)構(gòu)

6.4聚合氯化鐵的生產(chǎn)和應(yīng)用

6.4.1穩(wěn)定化高濃聚合氯化鐵

6.4.2Fe(Ⅱ)的錳砂催化氧化法

6.4.3酸洗廢液制備聚合氯化鐵

6.4.4兩種聚合氯化鐵的應(yīng)用

第7章 硅聚合物的溶液化學(xué)

7.1硅的溶液化學(xué)

7.1.1二氧化硅與單硅酸的特性

7.1.2無定形硅的溶解度

7.1.3硅酸的溶解平衡

7.2聚合硅酸化合態(tài)

7.2.1硅酸的聚合及凝膠化

7.2.2無定形硅酸的聚合形態(tài)

7.2.3聚硅酸的形態(tài)結(jié)構(gòu)

7.3聚硅酸與金屬化合態(tài)

7.3.1聚硅酸與Al(Ⅲ)化合態(tài)

7.3.2聚硅酸與Fe(Ⅲ)化合態(tài)

7.4活化硅酸

7.4.1活化硅酸的制備

7.4.2活化硅酸的應(yīng)用

第8章 復(fù)合聚合絮凝劑

8.1復(fù)合聚合絮凝劑概述

8.1.1復(fù)合聚合絮凝劑的發(fā)展

8.1.2復(fù)合聚合絮凝劑的配制原則

8.1.3復(fù)合絮凝劑的形態(tài)變化

8.2聚合硅酸鋁

8.2.1聚合硅酸鋁的制備及特征

8.2.2聚合硅酸鋁的形態(tài)形貌

8.2.3聚合硅酸鋁的效能

8.3聚合硅酸硫酸鋁

8.3.1發(fā)展概況

8.3.2形態(tài)與結(jié)構(gòu)特征

8.3.3水處理絮凝特性

8.4聚合磷酸鋁

8.4.1聚合磷酸鋁的化學(xué)

8.4.2磷酸鋁溶液的聚合特性

8.4.3聚合磷酸鋁絮凝劑

8.5聚合硅酸鐵

8.5.1聚合硅酸鐵的制備

8.5.2聚合硅酸鐵的形態(tài)分布

8.5.3聚合硅酸鐵的混凝性能

8.5.4聚合硅酸硫酸鐵

8.6鋁鐵復(fù)合絮凝劑

8.6.1鋁和鐵的共聚合

8.6.2鋁鐵復(fù)合劑的制備與特征

8.6.3鋁鐵復(fù)合劑不同配比的絮凝性能

8.7有機(jī)復(fù)合絮凝劑

8.7.1有機(jī)與無機(jī)復(fù)合絮凝劑的發(fā)展

8.7.2有機(jī)復(fù)合絮凝劑的研制和表征

8.7.3有機(jī)復(fù)合絮凝劑的絮凝功能

第9章 聚合絮凝劑與水處理工藝

9.1水處理的凝聚絮凝理論

9.1.1凝聚絮凝理論的發(fā)展

9.1.2傳統(tǒng)混凝劑的凝聚絮凝理論

9.1.3近年綜合的凝聚絮凝模式

9.1.4應(yīng)用表面吸附計(jì)算的模式

9.2聚合絮凝劑的凝聚絮凝過程

9.2.1應(yīng)用絮凝劑形態(tài)分布的改進(jìn)模式

9.2.2聚合絮凝劑的凝聚絮凝機(jī)理

9.3高效絮凝集成系統(tǒng)

9.3.1F-R-D高效絮凝系統(tǒng)

9.3.2聚合絮凝劑的動態(tài)絮凝特征

9.3.3接觸絮凝攔截沉淀

9.3.4絮凝溶氣氣浮

9.3.5微絮凝深床過濾

參考文獻(xiàn)

1.英文、俄文文獻(xiàn)(References)

2.中文、日文文獻(xiàn)

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作 者: 湯鴻霄 著

叢 書 名:出 版 社: 中國建筑工業(yè)出版社ISBN:9787112084500出版時(shí)間:2006-08-01版 次:1頁 數(shù):337裝 幀:平裝開 本:16開所屬分類:圖書 > 科學(xué)與自然 > 化學(xué)

改性的單陽離子無機(jī)絮凝劑:

除常用的聚鋁、聚鐵外，還有聚活性硅膠及其改性品，如聚硅鋁(鐵)、聚磷鋁(鐵)。改性的目的是引入某些高電荷離子以提高電荷的中和能力，引入羥基、磷酸根等以增加配位絡(luò)合能力，從而改變絮凝效果，其可能的原因是:某些陰離子或陽離子可以改變聚合物的形態(tài)結(jié)構(gòu)及分布，或者是兩種以上聚合物之間具有協(xié)同增效作用。

近年來國內(nèi)相繼研制出復(fù)合型無機(jī)絮凝劑和復(fù)合型無機(jī)高分子絮凝劑。聚硅酸絮凝劑(PSAA)由于制備方法簡便，原料來源廣泛，成本低，是一種新型的無機(jī)高分子絮凝劑，對油田稠油采出水的處理具有更強(qiáng)的除油能力，故具有極大的開發(fā)價(jià)值及廣泛的應(yīng)用前景。聚硅酸硫酸鐵(PFSS)絮凝劑，發(fā)現(xiàn)高度聚合的硅酸與金屬離子一起可產(chǎn)生良好的混凝效果。將金屬離子引到聚硅酸中，得到的混凝劑其平均分子質(zhì)量高達(dá)2×105，有可能在水處理中部分取代有機(jī)合成高分子絮凝劑。聚磷氯化鐵(PPFC)中PO43-高價(jià)陰離子與Fe3+有較強(qiáng)的親和力，對Fe3+的水解溶液有較大的影響，能夠參與Fe3+的絡(luò)合反應(yīng)并能在鐵原子之間架橋，形成多核絡(luò)合物;對水中帶負(fù)電的硅藻土膠體的電中和吸附架橋作用增強(qiáng)，同時(shí)由于PO43-的參與使礬花的體積、密度增加，絮凝效果提高。聚磷氯化鋁(PPAC)也是基于磷酸根對聚合鋁(PAC)的強(qiáng)增聚作用，在聚合鋁中引入適量的磷酸鹽，通過磷酸根的增聚作用，使得PPAC產(chǎn)生了新一類高電荷的帶磷酸根的多核中間絡(luò)合物。聚硅酸鐵(PSF)它不僅能很好地處理低溫低濁水，而且比硫酸鐵的絮凝效果有明顯的優(yōu)越性，如用量少，投料范圍寬，礬花形成時(shí)間短且形態(tài)粗大易于沉降，可縮短水樣在處理系統(tǒng)中的停留時(shí)間等，因而提高了系統(tǒng)的處理能力，對處理水的pH值基本無影響。

改性的多陽離子無機(jī)絮凝劑:

聚合硫酸氯化鐵鋁(PAFCS)在飲用水及污水處理中，有著比明礬更好的效果;在含油廢水及印染廢水中PAFCS比PAC的效果均優(yōu)，且脫色能力也優(yōu);絮凝物比重大，絮凝速度快，易過濾，出水率高;其原料均來源于工業(yè)廢渣，成本較低，適合工業(yè)水處理。鋁鐵共聚復(fù)合絮凝劑也屬這類產(chǎn)品，它的生產(chǎn)原料氯化鋁和氯化鐵均是廉價(jià)的傳統(tǒng)無機(jī)絮凝劑，來源廣，生產(chǎn)工藝簡單，有利于開發(fā)應(yīng)用。鋁鹽和鐵鹽的共聚物不同于兩種鹽的混合物，它是一種更有效地綜合了PAC和FeCl3的優(yōu)點(diǎn)，增強(qiáng)了去濁效果的絮凝劑。

隨著人們對水處理認(rèn)識的不斷提高，殘留鋁對生物體產(chǎn)生的毒害作用倍受人們的關(guān)注，如何減少二次污染的問題已經(jīng)越來越引起重視。國內(nèi)現(xiàn)有生產(chǎn)方法制得的飲用水中鋁含量比原水一般高1-2倍。飲用水中殘留鋁等含量高，原因可能是絮凝過程不完善，導(dǎo)致部分鋁以氫氧化鋁的微細(xì)顆粒存在于水中。采用強(qiáng)化絮凝凈化法，改善絮凝反應(yīng)條件，延長慢速絮凝時(shí)間等可有效地降低鋁等含量?？紤]到無機(jī)工業(yè)水處理絮凝劑具有一定的腐蝕性和毒性對人類健康和生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生不利影響，人們研制開發(fā)出了有機(jī)高分子絮凝劑。

絮凝劑主要分為:有機(jī)高分子絮凝劑和無機(jī)高分子絮凝劑。其中有機(jī)高分子絮凝劑以聚丙烯酰胺為代表，聚丙烯酰胺及其共聚物占有有機(jī)高分子絮凝劑市場的大部分份額;無機(jī)高分子絮凝劑以聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵為主。

高分子絮凝劑一般具有:澄清凈化、沉降促進(jìn)、污泥脫水、造紙助劑、過濾促進(jìn)的作用。