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摘 要

混凝是一种常用的化学处理方法，混凝剂能够加速水中胶体微粒凝聚和絮凝成大颗粒。常用的混凝剂分为无机盐类和有机高分子类，目前使用广泛的无机盐混凝剂如铁盐、铝盐类在水体污染严重情况下混凝效果不佳。因此如何研制新的混凝剂成为研究热点。

含硼聚硅酸铁镁混凝剂是在聚硅酸盐的基础上引入铁镁两种金属盐、硼所制得，具有制备方法简单，来源广泛的优点，同时混凝效果优良且稳定，是一种新型的无机高分子混凝剂。

本文通过单因素法研究合成含硼聚硅酸铁镁混凝剂时各元素的配比，由实验结果得出最佳元素配比为：B/Si=0.15，（Mg Fe）/Si =0.4，Mg/Fe=3。在此合成条件下，2mL混凝剂投加量处理100mL的200mg/L中性红溶液的去除率达到82.14%。通过单因素法研究混凝的影响因素，由实验结果得出最佳混凝条件为：pH=8，混凝剂投加量为60mL/L，搅拌时间为30min。

关键词：含硼聚硅酸铁镁 中性红 混凝 水处理

Synthesis of polysilicate iron magnesium coagulant containing boron and its coagulation in simulated neutral red wastewater

Abstract

Coagulation is a normal chemical process in water treatment. Coagulants can accelerate the coagulation and flocculation of colloidal particles into large particles. The coagulants are commonly divided into inorganic salts and organic polymers. At present, the widely used inorganic salt coagulants, such as iron salt and aluminum salt, may have poor coagulation effect in the condition of sever water pollution. Therefore, how to develop a new coagulant has become a research hotspot.

The boron contained polysilicate iron magnesium coagulant is made by introducing boron and two metal salts of iron and magnesium on the basis of polysilicate. It has the advantages of simple preparation method and wide sources, excellent and stable coagulation effect, and is a new type of inorganic polymer coagulant.

In this paper, the single factor method is used to study the optimum element proportion of the coagulant, which is B / Si = 0.15, (Mg Fe) / Si = 0.4, mg / Fe = 3. Under this condition, the removal rate of 200mg / L neutral red solution treated by this coagulant is 82.14%. The single factor method was used to study the influencing factors of coagulation. The best coagulation conditions were obtained from the experimental results: pH = 8, the dosage of coagulant was 60mL/L, and the stirring time was 30min.

Keywords: boron contained polysilicate iron magnesium coagulant; neutral red; coagulation; water treatment

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 综述 1

1.1 偶氮染料废水简介 1

1.2混凝剂的分类 1

1.2.1 无机混凝剂 1

1.2.2 有机高分子混凝剂 1

1.3聚硅酸盐类混凝剂的研究进展 2

1.3.1 单阳离子聚硅酸类 2

1.3.2 双阳离子聚硅酸类 3

1.3.3多阳离子聚硅酸类 4

1.3.4含硼聚硅酸类 4

1.4 本文研究的内容和目的 5

第二章 实验部分 6

2.1 实验试剂、仪器及准备 6

2.1.1 实验试剂 6

2.1.2 实验仪器 6

2.1.3 实验准备 7

2.2 标准曲线的建立 7

2.2.1 标准溶液的配制 7

2.2.2 标准曲线的建立 7

2.3 含硼聚硅酸铁镁混凝剂的合成 8

2.3.1 聚硅酸的合成 8

2.3.2 含硼聚硅酸铁镁混凝剂的合成 8

2.4 混凝剂中各元素配比的研究 8

2.4.1 实验方法 9

2.4.2 B/Si比的研究 9

2.4.3 (Mg Fe)/Si比的研究 9

2.4.4 Mg/Fe比的研究 9

2.5 混凝影响因素的探究 10

2.5.1 实验方法 10

2.5.2 实验准备 10

2.5.3 废水初始pH对混凝效果的影响 10

2.5.4 混凝剂投加量对混凝效果的影响 10

2.5.5 搅拌时间对混凝效果的影响 10

第三章 结果与讨论 12

3.1 混凝剂中的元素配比对混凝性能的影响 12

3.1.1 B/Si比对混凝性能的影响 12

3.1.2 (Mg Fe)/Si比对混凝性能的影响 12

3.1.3 Mg/Fe比混凝性能的影响 13

3.2 混凝条件对混凝效果的影响 14

3.2.1 废水初始pH对混凝效果的影响 14

3.2.2 混凝剂投加量对混凝效果的影响 15

3.2.3 搅拌时间对混凝效果的影响 16

第四章 结论与展望 18

参考文献 19

致谢 22

综述

1. 偶氮染料废水简介

偶氮染料是一种被广泛使用的合成染料，并大量应用于印染、纺织、日化产品等领域中，改变着人们的生活，但产生的染料废水带来水体环境污染，甚至部分偶氮染料有致癌性^[1]。偶氮染料废水属于高浓度难降解的有机废水，它具有可生化性能差、水质变化大、高COD_Cr浓度等缺点^[2]，中性红染料为偶氮染料的一种。高效低成本的偶氮染料废水处理技术成为迫切需要，混凝既能降低水质浊度，絮凝有机物，还能脱色，不失为一种处理偶氮染料废水的好方法。

1. 混凝剂的分类

水和废水中往往含有悬浮颗粒和胶体污染物，净化这类原水首先投加化学药剂使悬浮颗粒和胶体聚集为絮凝体沉降去除，这一类化学药剂便称为混凝剂。混凝是一种常用的水处理技术，因其处理成本低及效率高而得到广泛应用。

1. 无机混凝剂

（1）无机低分子混凝剂

这类研究起步最早，最常见的有铁盐混凝剂（硫酸铁、氯化铁），铝盐混凝剂（硫酸铝、明矾）^[3]。其混凝原理为铁盐或铝盐在水中溶解后，生成各种羟基配合物或氢氧化铝溶胶态物，达到良好的混凝效果。然而铁盐使用会有残留的颜色影响水质，同时铝盐因为产生的铝离子而有毒性，因此低分子混凝剂逐渐被淘汰。

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