摘 要

由于脱硫废水具有含盐量高、悬浮物含量高、水质变化大以及重金属含量高等特点，而成为火电厂中难以处理的污水。为解决这些问题，本文将无机高分子聚硅酸铝铁(PSAF)与天然有机高分子壳聚糖(CTS)进行复配，制备成新型的无机一有机复合絮凝剂PSAF/CTS。该复合絮凝剂既具有无机高分子絮凝剂的电中和能力，又具备有机高分子絮凝剂的吸附架桥作用，从而对对脱硫废水的絮凝效果更好。本文考察了PSAF/CTS复合絮凝剂的制备方法、原料配比m(PSAF)/m(CTS)、药品投加量、絮凝体系pH对脱硫废水絮凝效果的影响；对重金属离子的去除效果以及反应前后物质结构的变化。结果表明：

（1）通过共聚复合法制备的PSAF/CTS复合絮凝剂当配比m(PSAF):m(CTS)=5:1，加入量为320mg/100ml，pH控制在9.0时脱硫废水的絮凝效果最好，30min内其剩余浊度最低能到6.025NTU。（2）对Cu² 、Zn² 去除率达到99.99%。（3）红外光谱谱图显示PSAF与CTS聚合形成多核配位化合物，扫描电镜显示反应后PSAF、CTS结构发生了变化。

关键词：脱硫废水；聚硅酸铝铁；壳聚糖；复合絮凝剂

Abstract

Due to the characteristics of high salinity, high suspended solids content, great water quality change and heavy metal content, FGD wastewater is difficult to be treated in thermal power plants. In order to solve these problems, inorganic polymer aluminum ferric silicate (PSAF) and natural organic polymer chitosan (CTS) were mixed together to prepare a new inorganic organic compound flocculant PSAF/CTS. The composite flocculant not only has the electric neutralization ability of the inorganic polymer flocculant, but also has the adsorption bridging effect of the organic macromolecule flocculant, thereby the flocculation effect of the desulfurization wastewater is better. This paper investigates the PSAF/CTS composite flocculant preparation method, the ratio of raw materials m (PSAF) /m (CTS), drug dosing quantity and flocculation system pH flocculation effect on desulfurization wastewater; removal of heavy metal ions on the microstructure change before and after effect and reaction. The results showed that:

(1) the PSAF/CTS composite flocculant copolymer composite prepared when the ratio of M (PSAF): m (CTS) =5:1, adding 320mg/100ml, pH control the best flocculation effect of desulfurization wastewater in 9, 30min in the residual turbidity could reach 6.025NTU. (2) the removal rate of Cu² and Zn² reached 99.99%. (3) infrared spectra showed that PSAF and CTS were polymerized to form polynuclear coordination compounds. Scanning electron microscopy showed that the structure of PSAF and CTS changed after reaction.

Key word: desulfurization wastewater；polysilicate aluminum ferric；chitosan；flocculant

目录

摘要 I

Abstract II

目录 3

第一章 绪论 1

1.1课题背景 1

1.2絮凝剂的概述 1

1.2.1无机高分子絮凝剂 1

1.2.2有机高分子絮凝剂 2

1.2.3无机-有机复合絮凝剂 3

1.2.3.1无机一合成有机复合絮凝剂 3

1.2.3.2无机一天然有机复合絮凝剂 4

1.3聚硅酸铝铁絮凝剂概述 4

1.4壳聚糖在水处理中的应用 5

1.5本研究课题的意义及内容 5

1.5.1研究意义 5

1.5.2研究内容 6

第二章 实验材料及方法 7

2.1实验材料与仪器 7

2.1.1实验试剂 7

2.1.2实验仪器 7

2.2 实验方法 8

2.2.1聚硅酸的制备 8

2.2.2聚硅酸铝铁的制备 8

2.2.3壳聚糖溶液的制备 8

2.2.4聚硅酸铝铁-壳聚糖絮凝剂的制备 8

2.2.5絮凝性能实验 9

2.2.6浊度的测定 9

2.2.7对重金属离子的去除效果测试 9

2.2.8红外光谱分析 9

2.2.9扫描电镜（SEM）分析 10

第三章 聚硅酸铝铁-壳聚糖的制备及絮凝性能的研究 11

3.1聚硅酸铝铁-壳聚糖复合絮凝剂的制备 11

3.2聚硅酸铝铁-壳聚糖絮凝性能的研究 11

3.2.1不同制备方法对PSAF-CTS复合絮凝剂絮凝效果的影响 11

3.2.2m(PSAF)/m(CTS)对PSAF-CTS复合絮凝剂絮凝效果的影响 12

3.2.3复合絮凝剂加入量对其絮凝效果的影响 12

3.2.4絮凝体系pH对絮凝效果的影响 13

3.2.5复合絮凝剂对重金属离子的去除效果 14

3.3聚硅酸铝铁-壳聚糖絮凝剂的结构表征 14

3.3.1红外光谱分析 14

3.3.2扫描电镜分析 16

第四章 结论与展望 18

4.1结论 19

4.2展望 19

参考文献 20

致谢 22

第一章 绪论

1.1课题背景

湿法脱硫是当前我国燃煤电厂烟气脱硫工程中使用最为广泛的一种技术。在其运行过程中为了保持脱硫设备中浆液中物质的平衡，防止烟气中氯离子浓度过高而影响石膏质量，所以往往需要排放出一定量的废水，这种废水正是需要处理的脱硫废水。废水基本来自于石膏脱水以及清洗系统。脱硫废水具有以下特点：（1）含盐量高，变化范围很大，一般在30000～60000mg/L；（2）悬浮物含量高，大多在10000mg/L以上；（3）硬度高导致易结垢其中钙、镁离子含量高；（4）腐蚀性强；（5）水质随时间和工况不同而变化^[1-3]。

化学沉淀是处理脱硫废水最主要的方法，包括中和、沉降、絮凝、浓缩澄清等工序^[3]。但是化学沉淀法处理过程比较繁琐、处理不彻底，所以需要对该工艺进行改进和升级。本论文就以脱硫废水作为被处理对象，研制出PSAF-CTS复合絮凝剂，通过对脱硫废水中悬浮颗粒以及相应胶粒的絮凝作用达到对该污水的净化效果。