基于工业废弃物的聚硅酸盐混凝剂研究

1绪论/001

1.1工业废弃物污染现状003

1.1.1工业废水003

1.1.2固体废弃物004

1.2混凝剂研究进展005

1.2.1无机高分子混凝剂005

1.2.2有机高分子混凝剂006

1.2.3生物混凝剂008

1.2.4复合混凝剂008

1.3聚硅酸金属盐混凝剂010

1.3.1聚硅酸金属盐混凝剂种类010

1.3.2聚硅酸金属盐混凝剂的研究进展012

1.4混凝理论研究014

1.4.1混凝剂形态学014

1.4.2絮体分形理论016

1.4.3混凝作用机理017

1.5混凝动力学019

1.5.1计算流体动力学019

1.5.2群体平衡模型023

1.6本书研究目的、意义和内容026

1.6.1研究目的和意义026

1.6.2主要研究内容027



2实验材料与实验方法/029

2.1实验材料及仪器设备031

2.1.1实验材料031

2.1.2仪器设备032

2.2混凝实验及水质分析方法033

2.2.1混凝实验033

2.2.2水质分析033

2.3形态结构表征方法034

2.3.1X射线衍射仪(XRD)法034

2.3.2红外光谱(FT-IR)法034

2.3.3紫外/可见吸收(UV/VIS)扫描法034

2.3.4显微成像系统分析034

2.4分型维数测定方法035

2.4.1分型维数计算035

2.4.2分型维数测定035



3聚硅酸盐混凝剂(PSiC)的研制/037

3.1PSiC制备040

3.1.1工业废弃物浸取040

3.1.2PSiC聚合041

3.2制备条件对PSiC性能的影响041

3.2.1正交试验设计041

3.2.2正交试验结果042

3.2.3正交试验结果分析043

3.3本章小结046



4聚硅酸盐混凝剂(PSiC)结构与形态分析/047

4.1X射线衍射(XRD)分析050

4.1.1不同Si/(Fe Al)比的PSiC XRD分析051

4.1.2不同pH值的PSiC XRD分析053

4.2红外光谱(IR)分析056

4.2.1不同Si/(Fe Al)比的PSiC IR分析057

4.2.2不同pH值的PSiC IR分析060

4.3紫外/可见吸收(UV/VIS)扫描分析063

4.3.1不同Si/(Fe Al)比的PSiC UV/VIS分析063

4.3.2不同pH值的PSiC UV/VIS分析068

4.4显微成像分析071

4.4.1不同Si/(Fe Al)比的PSiC显微成像分析071

4.4.2不同pH值的PSiC显微成像分析076

4.5本章小结079



5不同方法制备的聚硅酸盐混凝剂(PSiC)结构与形态/081

5.1不同方法制备PSiC083

5.1.1同时聚合法084

5.1.2共聚法085

5.2XRD分析085

5.2.1不同Si/(Fe Al)比的PSiFA的XRD分析085

5.2.2PSiC与PSiFA的XRD对比分析087

5.3IR分析089

5.3.1不同Si/(Fe Al)比的PSiFA的IR分析089

5.3.2PSiC与PSiFA的IR对比分析091

5.4UV/VIS分析092

5.4.1不同Si/(Fe Al)比的PSiFA的UV/VIS分析092

5.4.2PSiC与PSiFA的UV/VIS对比分析094

5.5显微成像分析096

5.5.1不同Si/(Fe Al)比的PSiFA的显微成像分析096

5.5.2PSiC与PSiFA的显微成像分析096

5.6本章小结099



6聚硅酸盐混凝剂(PSiC)的混凝性能及絮体分形特征/101

6.1PSiC的混凝性能104

6.1.1采油废水104

6.1.2其他工业废水110

6.2废水pH值对PSiC混凝性能的影响113

6.3PSiC对天然有机物(NOMs)的去除效果114

6.3.1pH值的影响115

6.3.2投加量的影响117

6.4Si/(Fe Al)比对PSiC混凝性能和絮体分形维数的影响119

6.4.1Si/(Fe Al)比对PSiC混凝性能的影响119

6.4.2Si/(Fe Al)比对PSiC絮体分形维数的影响120

6.5PSiC的pH值对混凝性能和絮体分形维数的影响123

6.5.1PSiC的pH值对混凝性能的影响123

6.5.2PSiC的pH值对絮体分形维数的影响124

6.6PSiC与其他混凝剂性能和絮体分形维数比较128

6.6.1PSiC与其他混凝剂性能对比128

6.6.2PSiC与PSiFA絮体分形维数对比129

6.7本章小结133



7聚硅酸盐混凝剂(PSiC)混凝动力学/135

7.1物理模型139

7.2网格划分141

7.3数学模型141

7.3.1模型假设141

7.3.2多相流模型142

7.3.3湍流模型144

7.3.4边界条件及求解方法145

7.4计算结果及分析146

7.4.1压力场146

7.4.2密度场146

7.4.3速度场147

7.4.4浓度场150

7.5本章小结152



8结论与展望/153

8.1本书主要结论155

8.2研究展望157



参考文献/159