基本信息
- 项目名称：
- 纳米聚硅酸铝铁絮凝剂处理烟气废水效果的研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 当今纳米技术研究是一个热点，纳米技术和纳米材料的应用有着诱人的发展潜力。本文利用纳米絮凝剂处理烟气废水，实验结果表明，产品硬脂酸钠型纳米聚硅酸铝铁(Nano-PAFSI)比其他表面活性剂制得纳米聚硅酸铝铁处理废水效果更佳。对烟气废水化学需氧量去除率为52.1%，对Cd2+去除率为80.32%。铅离子几乎达到完全，无法检测其具体含量。在纳米技术利用领域上有了新的应用。
- 详细介绍：
- 聚硅酸铝铁絮凝剂是在聚硅酸和传统铝盐、铁盐絮凝剂的基础上研制出的一种新型复合型无机高分子絮凝剂．该絮凝剂综合了聚硅酸的吸附架桥能力和铝盐絮凝剂絮体大，铁盐絮凝剂絮体密实、沉降速度快等特点．在除浊、脱色和去除有机物等方面有较好的效果．絮凝剂性质的改良可以提高废水处理的效率，节省试剂用量，减少二次污染，有利于污染清运及干化处理．目前研究主要集中在此类物质的最佳制备条件，及改进操作工艺，降低生产成本。 纳米颗粒具有表面原子数多.颗粒比表面积大、比表面能高等优点阁,制备投入量小,絮凝效果显著,处理成本低的纳米颗粒絮凝剂成了研究的热点。纳米级絮凝剂研发集中于絮凝性能的优化方法，及处理废水效果的影响因素。对于烟气废水研究有，湿法烟气脱硫废水中硫化物；烟气脱硫废水排人渣水处理系统。尚欠缺对烟气废水处理工艺流程的详细介绍和研究。 目前，纳米絮凝剂处理废水技术已经逐步走向工厂，实现其实用价值。为人类造福。纳米絮凝剂的研制和应用方兴未艾，其特性和优势为水处理技术的发展展示了一个广阔的前景{2}。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 纳米聚硅酸铝铁絮凝剂作为一种新型絮凝剂，具有分子量大、带电荷多、适应范围广、环保等优点。对重金属离子去除效果较其他类型絮凝剂具有明显的优势。实验通过不同表面活性剂的选择，确立其去除的最优条件。
科学性、先进性及独特之处
- 产品硬脂酸钠型纳米聚硅酸铝铁(Nano-PAFSI)比其他表面活性剂制得纳米聚硅酸铝铁处理废水效果更佳。对烟气废水CODCr去除率为52.1%，对Cd2+去除率为80.32%。铅离子几乎处理完全，无法检测出其具体含量。整体而言处理效果较好.
应用价值和现实意义
- 当今纳米技术研究是一个热点，纳米技术和纳米材料的应用有着诱人的技术潜力。对今后绿色化学的发展将有突出贡献。相信纳米絮凝剂处理废水技术将成为处理废水领域的长足发展的一项技术。
学术论文摘要
- 以硅酸钠、氯化铁、氯化铝为原料通过超声的方法，制备纳米据硅酸铝铁絮凝剂。实验选用硬脂酸钠型 、辛基酚聚氧乙烯(10)醚(OP-10)型、脂肪醇聚氧乙烯米硫酸钠（AES）型三种形式的纳米聚硅酸铝铁处理烟气废水（含重金属Pb2+、Cd2+）。结果表明，产品硬脂酸钠型纳米聚硅酸铝铁(Nano-PAFSI)比其他表面活性剂制得纳米聚硅酸铝铁处理废水效果更佳。对烟气废水CODCr去除率为52.1%，对Cd2+去除率为80.32%。铅离子含量过低，无法检测其具体含量。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] hang Yang-Chuang，Chen Dong—Hwang．Preparation-andadsorption properties of monedisperse chitosan—bound Fe3O4 magnetic nanoparticlesfor removal of CutlI)ions．JournalofColloid and Interface Science，2005(283)：446—450． [2] 谢娟．复合絮凝剂聚硅酸铝铁的制备及应用[J]．工业安全与环保，2006，32(9)：l8—19. [3] 崔福义，张宵宇，冯琦．常规水处理混凝沉淀工艺中除浊与除铝的相关性研究[J]．哈尔滨建筑大学学报，2002，35(3)：52-55. [4] 马永梅. 聚合硅酸铝铁的制备与应用[J].四川化工与腐蚀控制,2003,1(4):16-19. [5] 赵会明,罗固源,季铁军.几种聚硅酸铝铁絮凝剂的性能比较[J].重庆大学学报（自然科学版）,2008,6(4)694-697. [6] 马同森，樊忠昌．纳米聚硅酸铝铁絮凝剂的制备和性能[J]．化学研究，2007，18(2)：24—27． [7] 吴彦瑜，陈文纳，谢跃生．聚合氯化铝锌絮凝剂的制备与性能．化工环保，2008，28(1)：8l一84. [8] 顾玲,马宇锋,李政,庄皇龙.聚硅酸铝铁絮凝剂的制备及其在印染废水处理中的应用.化工环保,2010,3(4)254-257.
同类课题研究水平概述
- 纳米絮凝剂有纳米级颗粒组成。纳米颗粒具有颗粒比表面积大、比表面能高等优点,制备投入量小,絮凝效果显著等优点。絮凝剂性质的改良可以提高废水处理的效率，节省试剂用量，减少二次污染，有利于污染清运及干化处理。目前国内对纳米絮凝剂的研究主要表现在以下几个方面： 1）纳米絮凝剂制备及性能 罗序燕等[31以铁、锌、铝盐为原料制备了含硼聚硅酸铝铁锌(PSAFZB)新型无机高分子复合絮凝剂。确定了最佳制备工艺条件：硅酸聚合pH为3.5，最佳n(Fe)：n(Si)=0.5、n(Zn)：n(Si)=4.0、n(A1)：n(Si)=2.0、n(B)：n(si ) =0.4。并对其絮凝机理进行了初步探讨。 2）聚硅酸类絮凝剂制备及处理废水效果研究 2.1 顾 玲等[21利用制得的聚硅酸铝铁絮凝剂对印染废水进行处理，并确定了絮凝剂的最佳投加量。通过煅烧法制备聚硅酸铝铁的最佳条件。同时这方面还有魏宏亮等以油页岩灰渣为原料制备了高效无机高分子絮凝剂聚合硅酸铝铁( PFAS)，研究了聚硅酸(Ps)稳定性及PFAS的混凝效果。 2.2 樊忠昌[31也在纳米型无机高分子絮凝剂的制备及性能方面进行了研究。以硅酸钠、氯化铁、氯化铝为原料通过超声的方法制备了无机高分子纳米型聚硅酸铝铁絮凝剂(Nano—PAFSI)，实验表明：纳米型聚硅酸铝铁(Nano-PAFSI)处理废水的效果优于普通型硅酸铝铁(PAFSI)。 此外，纳米絮凝剂处理废水正在走向工厂实用阶段。浙江三鼎科技有限公司和浙江大学联合研发的“纳米絮凝剂”，对不同药剂及工艺进行改性与优化组合，系统开发了更加高效、经济、节能的印染废水处理药剂及方法。处理后的水达到国家二级排放标准可直接排放。 3）结论 聚硅酸类絮凝剂有不同的合成工艺，目前，研究包括确定其最佳合成条件。絮凝效果的影响因素。对于纳米级絮凝剂，研究主要对其性能的影响因素，增加处理效果的方法这些方面。同时，纳米级絮凝剂也正在走向工厂实用阶段。可以预见，纳米絮凝剂将有广阔的发展前景。 参考文献 【1】罗序燕，徐祥斌，张玲文 新型含硼聚硅酸铝铁锌絮凝剂的制备及絮凝性能，工业水处理 Vo129 No.8 Aug.2009 【2】顾 玲 ,马宇锋 聚硅酸铝铁絮凝剂的制备及在印染废水处理中的应用，化工环保，vol30 No3.2010
