无机高分子絮凝理论与絮凝剂

本书首次全面论述水质处理无机高分子絮凝剂的现代理论、生产工艺及应用技术。综合论述了国际上有关无机聚合物溶液化学和絮凝工程技术多方面的研究成果和不同论点，集中归纳了作者所在研究集体和众多研究生在此领域从基础研究到生产工艺和水处理应用多年来全方位的科技生产活动和研究成果，反映了作者提出的若干新论点不断探索求证的历程和展望。

本书适于用水与废水处理、絮凝剂生产及应用、无机聚合物化学化工等方面的研究及生产实践科技人员参考研读。预期对我国聚合絮凝剂的发展研究能起到借鉴促进作用。

前言

第1章 无机高分子絮凝剂的发展

1.1水质混凝处理，混凝剂，絮凝剂

1.1.1水质混凝处理

1.1.2混凝剂和絮凝剂

1.2无机高分子絮凝剂在国外的发展

1.2.1无机高分子絮凝剂产生的化学基础

1.2.2各国无机高分子絮凝剂的发展概况

1.3无机高分子絮凝剂在我国的发展

1.3.1利用废弃原料生产时期

1.3.2走向工业化生产时期

1.3.3稳定发展和提高时期

第2章 无机高分子絮凝剂的制备与鉴定

2.1絮凝剂溶液的实验室制备方法

2.1.1各种制备方法概要

2.1.2不同制备方法的产品比较

2.2羟基聚合物溶液的特征参数

2.2.1碱化度

2.2.2形成函数和水解度

2.3Ferron逐时络合光度法

2.3.1Ferron逐时络合光度法原理

2.3.2Ferron逐时络合法的测定方法

2.3.3Al-Ferron法与27A1 NMR法的对照

2.4羟基铝的核磁共振鉴定法

2.4.1基本原理

2.4.2基本测定方法

2.5激光光散射与小角度X线散射法

2.5.1激光光散射原理

2.5.2激光光散射的测定

2.5.3小角度X线散射法

2.6原子力显微镜

2.6.1基本原理

2.6.2原子力显微镜的特点

2.6.3实验仪器与应用条件

第3章 铝聚合物的溶液化学

3.1A1(Ⅲ)的羟基单核化合态

3.1.1铝的水解

3.1.2铝的溶解沉淀

3.2A1(Ⅲ)的多核羟基聚合态

3.2.1铝溶液的滴定曲线

3.2.2羟基聚合铝的形态与分类

3.2.3羟基聚合铝的"六员环模型"

3.2.4羟基聚合铝的"Keggin笼式模型"

3.3羟基聚十三铝的形成和特征

3.3.1羟基聚十三铝的结构形态

3.3.2羟基聚十三铝的生成

3.3.3聚十三铝单元的聚集和沉淀

3.3.4聚三十铝A13c一的研究和发展

3.4聚合氯化铝溶液的形态分布

3.4.1不同铝盐溶液化合态的形态分布

3.4.2不同条件下铝溶液水解过程曲线

3.4.3聚合铝溶液形态分布的变化

3.5聚合铝投加到溶液后的形态特征

3.5.1聚合铝投加后的形态变化

3.5.2聚合铝的凝絮生成和沉淀

3.5.3聚合铝的电荷与粒度变化

3.6羟基铝溶液形态的总体模型

3.6.1羟基铝溶液形态的研究发展

3.6.2六员环化合态的新验证

3.6.3Ferron法A1b的分级解析

3.6.4羟基铝溶液的形态转化模型

第4章 铝系无机高分子絮凝剂

4.1聚合氯化铝凝聚絮凝作用特征

4.1.1聚合铝存在形态与传统铝盐的差异

4.1.2聚合铝在悬浊液中的吸附与絮凝

4.2聚合铝微絮体的行为特征

4.2.1聚合铝絮体的激光光散射表征

4.2.2聚合铝絮体的原子力显微镜表征

4.2.3聚合铝絮凝动力学表征

4.3聚合铝的生产工艺流程

4.3.1生产工艺概述

4.3.2应用废弃原料生产聚合铝

4.3.3氢氧化铝凝胶生产聚合铝

4.4高含量聚十三铝的溶液化学

4.4.1羟基聚十三铝的综合特征

4.4.2A113的凝聚絮凝特征

4.4.3高浓度溶液中的A113

4.5高纯纳米絮凝剂的研制

4.5.1化学提纯法制备A113研究

4.5.2化学提纯产品的鉴定

4.5.3超滤膜法制备高纯A113溶液

4.6电化学法制备高纯纳米絮凝剂

4.6.1电化学法制备高纯聚合铝

4.6.2电解工况条件的设计与优化

4.6.3中间试验与生产试验

4.6.4电解法高浓聚合铝的特征

第5章 铁的聚合物溶液化学

5.1Fe(Ⅲ)的羟基单核化合态

5.2Fe(Ⅲ)的多核羟基聚合态

5.2Fe(Ⅲ)溶液的水解与聚合

5.2.2滴碱中和曲线的演变过程

5.2.3Fe(Ⅲ)连续滴定曲线的典型模型

5.3铁聚合物的形成与结构

5.3.1羟基聚合铁的形成和结构

5.3.2铁聚合物结构演变的仪器鉴定

5.4Fe(Ⅲ)羟基聚合物的统一指标和分类

5.4.1羟基聚合物的统一指标，水解度B*

5.4.2Fe(Ⅲ)羟基聚合物的统一分类

5.5Fe(Ⅲ)羟基聚合物的形态演变及模式

5.5.1Fe(Ⅲ)溶液羟基化的表现特征

5.5.2Fe(Ⅲ)溶液形态的演变

第6章 铁系无机高分子絮凝剂

6.1聚合硫酸铁

6.1.1聚合硫酸铁的发展

6.1.2聚合硫酸铁的特性

6.1.3聚合硫酸铁的生产和应用

6.2聚合氯化铁

6.2.1聚合氯化铁的发展

6.2.2不同浓度氯化铁溶液的混凝性能

6.2.3聚合氯化铁的混凝效能

6.2.4聚合铁与其他混凝剂的比较

6.3聚合氯化铁的稳定化

6.3.1稳定化聚合氯化铁

6.3.2磷酸根与羟基铁溶液化学

6.3.3磷酸根与羟基铁的形态结构

6.4聚合氯化铁的生产和应用

6.4.1稳定化高浓聚合氯化铁

6.4.2Fe(Ⅱ)的锰砂催化氧化法

6.4.3酸洗废液制备聚合氯化铁

6.4.4两种聚合氯化铁的应用

第7章 硅聚合物的溶液化学

7.1硅的溶液化学

7.1.1二氧化硅与单硅酸的特性

7.1.2无定形硅的溶解度

7.1.3硅酸的溶解平衡

7.2聚合硅酸化合态

7.2.1硅酸的聚合及凝胶化

7.2.2无定形硅酸的聚合形态

7.2.3聚硅酸的形态结构

7.3聚硅酸与金属化合态

7.3.1聚硅酸与Al(Ⅲ)化合态

7.3.2聚硅酸与Fe(Ⅲ)化合态

7.4活化硅酸

7.4.1活化硅酸的制备

7.4.2活化硅酸的应用

第8章 复合聚合絮凝剂

8.1复合聚合絮凝剂概述

8.1.1复合聚合絮凝剂的发展

8.1.2复合聚合絮凝剂的配制原则

8.1.3复合絮凝剂的形态变化

8.2聚合硅酸铝

8.2.1聚合硅酸铝的制备及特征

8.2.2聚合硅酸铝的形态形貌

8.2.3聚合硅酸铝的效能

8.3聚合硅酸硫酸铝

8.3.1发展概况

8.3.2形态与结构特征

8.3.3水处理絮凝特性

8.4聚合磷酸铝

8.4.1聚合磷酸铝的化学

8.4.2磷酸铝溶液的聚合特性

8.4.3聚合磷酸铝絮凝剂

8.5聚合硅酸铁

8.5.1聚合硅酸铁的制备

8.5.2聚合硅酸铁的形态分布

8.5.3聚合硅酸铁的混凝性能

8.5.4聚合硅酸硫酸铁

8.6铝铁复合絮凝剂

8.6.1铝和铁的共聚合

8.6.2铝铁复合剂的制备与特征

8.6.3铝铁复合剂不同配比的絮凝性能

8.7有机复合絮凝剂

8.7.1有机与无机复合絮凝剂的发展

8.7.2有机复合絮凝剂的研制和表征

8.7.3有机复合絮凝剂的絮凝功能

第9章 聚合絮凝剂与水处理工艺

9.1水处理的凝聚絮凝理论

9.1.1凝聚絮凝理论的发展

9.1.2传统混凝剂的凝聚絮凝理论

9.1.3近年综合的凝聚絮凝模式

9.1.4应用表面吸附计算的模式

9.2聚合絮凝剂的凝聚絮凝过程

9.2.1应用絮凝剂形态分布的改进模式

9.2.2聚合絮凝剂的凝聚絮凝机理

9.3高效絮凝集成系统

9.3.1F-R-D高效絮凝系统

9.3.2聚合絮凝剂的动态絮凝特征

9.3.3接触絮凝拦截沉淀

9.3.4絮凝溶气气浮

9.3.5微絮凝深床过滤

参考文献

1.英文、俄文文献(References)

2.中文、日文文献

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作 者: 汤鸿霄 著

丛 书 名:出 版 社: 中国建筑工业出版社ISBN:9787112084500出版时间:2006-08-01版 次:1页 数:337装 帧:平装开 本:16开所属分类:图书 > 科学与自然 > 化学

改性的单阳离子无机絮凝剂:

除常用的聚铝、聚铁外，还有聚活性硅胶及其改性品，如聚硅铝(铁)、聚磷铝(铁)。改性的目的是引入某些高电荷离子以提高电荷的中和能力，引入羟基、磷酸根等以增加配位络合能力，从而改变絮凝效果，其可能的原因是:某些阴离子或阳离子可以改变聚合物的形态结构及分布，或者是两种以上聚合物之间具有协同增效作用。

近年来国内相继研制出复合型无机絮凝剂和复合型无机高分子絮凝剂。聚硅酸絮凝剂(PSAA)由于制备方法简便，原料来源广泛，成本低，是一种新型的无机高分子絮凝剂，对油田稠油采出水的处理具有更强的除油能力，故具有极大的开发价值及广泛的应用前景。聚硅酸硫酸铁(PFSS)絮凝剂，发现高度聚合的硅酸与金属离子一起可产生良好的混凝效果。将金属离子引到聚硅酸中，得到的混凝剂其平均分子质量高达2×105，有可能在水处理中部分取代有机合成高分子絮凝剂。聚磷氯化铁(PPFC)中PO43-高价阴离子与Fe3+有较强的亲和力，对Fe3+的水解溶液有较大的影响，能够参与Fe3+的络合反应并能在铁原子之间架桥，形成多核络合物;对水中带负电的硅藻土胶体的电中和吸附架桥作用增强，同时由于PO43-的参与使矾花的体积、密度增加，絮凝效果提高。聚磷氯化铝(PPAC)也是基于磷酸根对聚合铝(PAC)的强增聚作用，在聚合铝中引入适量的磷酸盐，通过磷酸根的增聚作用，使得PPAC产生了新一类高电荷的带磷酸根的多核中间络合物。聚硅酸铁(PSF)它不仅能很好地处理低温低浊水，而且比硫酸铁的絮凝效果有明显的优越性，如用量少，投料范围宽，矾花形成时间短且形态粗大易于沉降，可缩短水样在处理系统中的停留时间等，因而提高了系统的处理能力，对处理水的pH值基本无影响。

改性的多阳离子无机絮凝剂:

聚合硫酸氯化铁铝(PAFCS)在饮用水及污水处理中，有着比明矾更好的效果;在含油废水及印染废水中PAFCS比PAC的效果均优，且脱色能力也优;絮凝物比重大，絮凝速度快，易过滤，出水率高;其原料均来源于工业废渣，成本较低，适合工业水处理。铝铁共聚复合絮凝剂也属这类产品，它的生产原料氯化铝和氯化铁均是廉价的传统无机絮凝剂，来源广，生产工艺简单，有利于开发应用。铝盐和铁盐的共聚物不同于两种盐的混合物，它是一种更有效地综合了PAC和FeCl3的优点，增强了去浊效果的絮凝剂。

随着人们对水处理认识的不断提高，残留铝对生物体产生的毒害作用倍受人们的关注，如何减少二次污染的问题已经越来越引起重视。国内现有生产方法制得的饮用水中铝含量比原水一般高1-2倍。饮用水中残留铝等含量高，原因可能是絮凝过程不完善，导致部分铝以氢氧化铝的微细颗粒存在于水中。采用强化絮凝净化法，改善絮凝反应条件，延长慢速絮凝时间等可有效地降低铝等含量。考虑到无机工业水处理絮凝剂具有一定的腐蚀性和毒性对人类健康和生态环境会产生不利影响，人们研制开发出了有机高分子絮凝剂。

絮凝剂主要分为:有机高分子絮凝剂和无机高分子絮凝剂。其中有机高分子絮凝剂以聚丙烯酰胺为代表，聚丙烯酰胺及其共聚物占有有机高分子絮凝剂市场的大部分份额;无机高分子絮凝剂以聚合氯化铝、聚合硫酸铁为主。

高分子絮凝剂一般具有:澄清净化、沉降促进、污泥脱水、造纸助剂、过滤促进的作用。