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絮凝过程是水处理工艺中应用最普遍的环节之一,在使用该法处理废水时,药剂费用占处理成本的50%以上。聚硅酸盐絮凝剂作为一种新型的无机高分子絮凝剂,其效果好,成本低,电性中和及吸附能力强,受到研究和开发絮凝剂人员的关注。本文制备了新型的无机高分子絮凝剂聚硅酸硼铁锌(PSBFZ),并对其合成工艺、性能、应用及絮凝机理进行了研究,得出结论如下:1、采用共聚法制得了聚硅酸硼铁锌(PSBFZ)絮凝剂,并与制得的聚硅酸铁(PSF)、聚硅酸铁锌(PSFZ)、聚硅酸硼铁(PSBF)絮凝剂进行色度、浊度、稳定性的比较,表明了PSBFZ絮凝剂良好的性能,考察了硅酸钠溶液浓度、硅酸聚合时间、聚合pH值、Fe/Si、Zn/Si、B/Si对絮凝效果和稳定性的影响。通过正交实验和单因素实验确定了制备最佳工艺条件:硅酸钠溶液浓度为0.5mol/L,聚合时间为130分钟,聚合pH值为2.2,陈化时间为48小时,B/Si为0.4 ,Fe/Si为1.5,Zn/Si为1.5。2、将PSBFZ絮凝剂与聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚硅酸铁(PSF)相比:(1)该产品稳定性好,自然状态下存放4个月形态及性能几乎没有变化。(2)在水样pH为5~10的范围,有良好的除浊、除色能力。pH为8时,去除率最好,浊度去除率为99.6%,色度去除率为99.4%。(3)处理水的最佳温度为5~40℃。(4)该产品所形成的絮体粗大而且密实,较PAC和PFS絮凝剂的絮体沉降速度快。(5)PSBFZ絮凝剂较其他三种絮凝剂投加量小,絮凝效果好。3、分别考察了PSBFZ对印染废水、微污染景观水、垃圾渗滤液等水样的絮凝效果。在最佳处理条件下,对于印染废水污染,脱色率为95.4%,COD去除率达到92.2%;对于城市微污染景观水,COD去除率为88.1%,除浊率达到99.3%;对于垃圾渗滤液废水,脱色率达到90.1%,COD去除率达到67.4%。PSBFZ的絮凝效果优于PFS、PAC和PSFS,是一种高效低耗的无机高分子絮凝剂。4、用红外光谱和X-射线衍射分析仪对PSBFZ絮凝剂进行了结构分析。红外光谱分析表明,铁、锌、硼离子通过氧桥或羟桥与聚硅酸成键,形成长链的带正电的大分子,提高了絮凝性能,延长了凝胶时间。X-射线衍射图谱分析表明,PSBFZ絮凝剂并非简单的共混物,而是与硅酸酸共同形成了无定形聚合物。