《多功能水處理劑》是2008年化學工業出版社出版的圖書，作者是肖錦。
基本介紹
- 書名：多功能水處理劑
- 作者：肖錦
- 出版社：化學工業出版社
- 出版時間：2008-09-01
基本信息,內容簡介,水處理劑,聚合硫酸鐵,套用特點,製備方法,目錄,
基本信息
作 者：肖錦著 叢 書 名：
出 版 社：化學工業出版社
出版時間：2008-09-01
版 次：1
頁 數：336
裝 幀：平裝
開 本：小16開
所屬分類：圖書 > 建築 > 城鄉建設、市政工程、環境工程
內容簡介
多功能水處理劑的研究與開發是當今國內外水處理領域的熱點工作。
《多功能水處理劑》介紹了陰離子型多功能水處理劑的製備與表征，及其絮凝、緩蝕、阻垢性能；陽離子型多功能水處理劑的製備與表征，及其絮凝、殺菌、緩蝕性能；兩性型多功能水處理劑的製備與性能；多功能水處理劑的作用機制與機理和多功能水處理劑的發展前景與展望等。內容涉及天然高分子改性多功能水處理劑研究的方方面面，其中包括穩定藥劑性能和提高藥劑多功能性能的製備技術；藥劑套用性能和套用領域的試驗研究；為提高藥劑綜合套用性能的一些技術措施；多功能水處理劑的作用機制與機理；藥劑絮凝淨化、緩蝕、阻垢、殺菌諸功能的協同（或拮抗）作用的套用基礎研究等方面，從中探索出一些新的理論見解。
水處理劑
聚合硫酸鐵
套用特點
聚合硫酸鐵與其他無機絮凝劑相比具有以下特點：
1. 新型、優質、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑；
2. 混凝性能優良，礬花密實，沉降速度快；
3. 淨水效果優良，水質好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質，亦無鐵離子的水相轉移，無毒，無害，安全可靠；
4. 除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著；
5. 適應水體PH值範圍寬為4-11，最佳PH值範圍為6-9，淨化後原水的PH值與總鹼度變化幅度小，對處理設備腐蝕性小；
6. 對微污染、含藻類、低溫低濁原水淨化處理效果顯著，對高濁度原水淨化效果尤佳；
7. 投藥量少，成本低廉，處理費用可節省20%-50%。
聚合硫酸亞鐵套用
聚合硫酸鐵在稀土工業廢水處理時：例如,裝置使廢水的微小固體顆粒和高濃度的離子膜的表面和始終保持一定距離,大大減少有害物質和膜表面有機會避免在膜表面污染,聚合硫酸鐵改善水的循環過度;這個過程不僅將稀土的提取工藝廢水高濃度的分離與富集氯化銨,稀土行業標準後廢水的回收,並通過電解過程和太陽能為一個成功的鹽酸和氨水反應堆的復甦、聚合硫酸鐵減少稀土產業生產原材料的回收,也要經過的燃料電池使用將能量回收補充說,處理大量的浪費水的成本為40元,為1600噸/天,包含100g/L的氯化銨來計算,通過這個過程,一代的鹽酸和氨的水可以實現利潤11萬元，這不僅對該國的污水處理和處置還原、穩定和無害的目標;嚴格控制的稀土工業廢水中的重金屬和有毒、聚合硫酸鐵有害物質含量;在安全、環保和經濟復甦的前提下,利用廢水、聚合硫酸鐵廢氣的能量和資源,實現廢水、廢氣治理和綜合利用、節能減排、實現循環經濟發展的目的。
聚合硫酸鐵使用電介質電泳技術和滲透膜分離技術相結合的方法對污水回用處理,實現廢水處理技術創新和科技進步,充分發揮設備的投資和運營效率,適合中國的國情,符合特徵內蒙古自治區的廢水處理新技術、聚合硫酸鐵新技術和新設備。若新技術被廣泛套用,將提高礦山企業在該地區的工業廢水的處理和處置水平,聚合硫酸鐵進一步保護和改善生態環境,在該地區促進我們的經濟、社會和環境的可持續發展。
聚合硫酸鐵處理含油廢水中的特點
絮凝技術由於其適應性強、可去除乳化油和溶解油以及部分難以生化降解的複雜高分子有機物的特點而被廣泛套用於含油廢水的處理。常用的絮凝劑主要有無機絮凝劑、有機絮凝劑和複合絮凝劑三大類。
無機高分子絮凝劑中聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等較低分子量無機絮凝劑處理效果好，價格低且用量少，效率高而被廣泛套用.
製備方法
聚合硫酸鐵的製備主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多數PFS的製備採用直接氧化法，此法工藝路線較簡單，用於工業生產可以減少設備投資和生產環節，降低設備成本，但這種生產工藝必須依賴於氧化劑，如：H2O2、KClO3、HNO3等無機氧化劑。催化氧化法一般是選用一種催化劑，利用氧氣或空氣氧化製備聚合硫酸鐵。以下是製備聚合硫酸鐵的具體操作方法：
（1）雙氧水氧化法：雙氧水(H2O2)在酸性環境中是一種強氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價鐵從而製得聚合硫酸鐵:
2FeSO4 + H2O2+ (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+ (2-n)H2O
製備過程中,按照生產量和所需要的鹽基度,在反應釜中加入硫酸亞鐵、水和硫酸混合,當溫度升高到30~45℃時,在攪拌過程中,通過加料管在釜底緩慢加入H2O2。H2O2很快將亞鐵氧化成三價鐵,取樣分析待亞鐵濃度降至規定濃度時,停止反應。
利用本法生產聚合硫酸鐵,具有設備簡單、生產周期短、反應不用催化劑、產品不含雜質、穩定性高等特點。但反應過程中, 有H2O2在分解時形成O2氣放出在無催化劑時,起不到氧化作用。要減少O2的產生,需要控制H2O2的投加速度製備工藝為間歇式操作,影響生產效率。H2O2成本比較高,它增加了聚合硫酸鐵的生產成本,不利於工業化生產。
（2）氯酸鉀(鈉)氧化法：氯酸鉀是廣泛套用於炸藥和火柴工業的強氧化劑,同樣可以將亞鐵氧化成三價鐵:
6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+ 3(1-n)H2O + KCl
製備時,將硫酸、硫酸亞鐵和水按比例加入反應釜中,在常溫或稍微高溫度下,攪拌中加入氯酸鉀。檢驗亞鐵離子減少到規定濃度即可結束。
該法生產工藝簡單,設備投資少,產品穩定性好,反應效率高,無空氣污染。產品中含有氯酸鹽,可兼作混凝與殺菌劑。但製品中殘留有較高的氯離子和氯酸根離子,不宜於飲用水處理。同時,由於氯酸鉀價格昂貴,產品成本高。
（3）次氯酸鈉氧化法：次氯酸鈉屬於鹼性氧化劑,其氧化還原電位較高,理論上能將亞鐵氧化成三價鐵:
2NaClO + 2H2SO4—→K2SO4+ 2H2O + Cl2
生產的氯氣仍為氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價鐵。但氯氣會有少量以氣體形式逸出而浪費掉,不能充分利用。同時也會造成環境污染,曾加後處理工序。次氯酸鈉是鹼性氧化劑,製備聚合硫酸鐵時,為了降低pH值, H2SO4的用量較高。用該法製備的聚合硫酸鐵穩定性差,不宜長期保存。
（4）硝酸氧化法：硝酸為中強氧化劑,與亞鐵反應如下:
FeSO4 +HNO3 —→ Fe(OH)SO4+ NO2
反應生成的NO2又可以起到氧化作用,因而HNO3的氧化效率高。
該法是以工業硫酸亞鐵為原料,採用工業硫酸氧化後以工業濃硝酸氧化。FeSO4:HNO3為1:(0.20~0.30):(0.10~0.32),加入水量小於以上三者總量的20%,於0.1~0.2MPa下，攪拌中通入充足的空氣或氧氣,於50~70℃氧化,102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以內。
用HNO3氧化時,成本比較低,反應周期短。所得產品濃度高,易於製成固體產品。若選用工業一級品原料,所得產品可用於飲用水處理。但反應中生成的NO2,會造成環境污染,需增加專門吸收裝置予以處理。
綜上所述,直接氧化法雖然工藝簡單,操作簡便,但存在氧化劑用量大,成本高,氧化劑引入的離子需分離出去,反應中產生的有害氣體需專門設備吸收處理等問題,因而難於在工業化生產中普及和套用。但實驗研究中需要少量的聚合硫酸鐵時採用此類方法製備簡單易行。
目錄
第1章 緒論
1.1 概述
1.2 水處理劑的研究和套用概況
1.2.1 水污染與絮凝劑
1.2.2 腐蝕與緩蝕劑
1.2.3 結垢與阻垢劑
1.2.4 微生物與殺生劑
1.3 多功能水處理劑研究進展
1.3.1 定義及其辨析
1.3.2 國外多功能水處理劑的研究進展
1.3.3 我國多功能水處理劑的研究進展
第2章 實驗材料、技術與方法
2.1 實驗原材料
2.1.1 F691粉
2.1.2 實驗及檢驗用藥劑
2.2 實驗儀器裝備
2.2.1 儀器設備
2.2.2 實驗裝置
2.3 實驗方法
2.3.1 藥劑取代度（DS）的測定方法
2.3.2 藥劑分子量測定方法
2.3.3 絮凝實驗
2.3.4 腐蝕與緩蝕實驗
2.3.5 結垢與阻垢實驗
2.3.6 殺菌、抑菌實驗
第3章 陰離子型多功能水處理劑的製備與表征
3.1 F691粉引入陰離子基團的化學原理
3.1.1 陰離子醚化反應的機制
3.1.2 F691接枝陰離子基團的主要化學反應
3.2 改性羧酸基陰離子型水處理劑的製備與表征
3.2.1 改性羧甲基F691（CG-A1）的製備與表征
3.2.2 羧甲基F691複合藥劑（CG-A2）的製備與表征
3.2.3 羧甲基F691接枝藥劑（CG-A3）的製備與表征
3.3 改性磺酸基陰離子型水處理劑的製備與表征
3.3.1 磺酸基藥劑FNS-A1的製備
3.3.2 複合藥劑FNS-A2的製備
3.4 改性膦酸基陰離子型水處理劑的製備與表征
3.4.1 膦羧基藥劑FNP-A1的製備與表征
3.4.2 藥劑FNP-A2的製備與表征
3.5 改性矽系水處理劑的製備與表征
3.5.1 矽羧基藥劑FNSi-A1的製備與表征
3.5.2 矽羧基藥劑FNSi-A2的製備與表征
第4章 陰離子型多功能水處理劑的絮凝、緩蝕、阻垢性能
4.1 改性羧酸基陰離子型水處理劑的套用性能
4.1.1 藥劑CG-A1、CG-A2對油田含油廢水的套用性能及其影響因素
4.1.2 藥劑CG-A1在油田的中間試驗、生產性試驗及試用
4.1.3 藥劑CG-A1、CG-A3對糖廠蔗汁處理的套用性能及其影響因素
4.1.4 藥劑CG-A1、CG-A3在糖廠的生產性試驗及試用
4.1.5 藥劑CG-A1、CG-A2對循環冷卻水的綜合試驗及試用
4.2 改性磺羧基陰離子型水處理劑的套用性能
4.2.1 藥劑FNS-A1對糖廠蔗汁處理的絮凝、阻垢性能及其影響因素
4.2.2 藥劑FNS-A2對糖廠蔗汁處理的絮凝、阻垢性能及其影響因素
4.2.3 小結
4.3 改性膦羧基陰離子型水處理劑的套用性能
4.3.1 藥劑FNP-A1的絮凝、阻垢、緩蝕性能及其影響因素
4.3.2 藥劑FNP-A2的絮凝、阻垢、緩蝕性能及其影響因素
4.3.3 小結
4.4 改性矽系水處理劑的套用性能
4.4.1 藥劑的絮凝淨化性能及其影響因素
4.4.2 藥劑對循環冷卻水的掛片緩蝕試驗
4.4.3 小結
第5章 陽離子型多功能水處理劑的製備與表征
5.1 複合改性陽離子型水處理劑的製備與表征
5.1.1 藥劑製備方法的確定
5.1.2 複合改性藥劑FN-C1的製備與表征
5.1.3F N-C2藥劑的製備與表征
5.2 改性陽離子型藥劑的製備與表征
5.2.1 F691粉引入陽離子基團的化學原理
5.2.2 改性聚吖啶季銨鹽藥劑（FNA-C）的製備與表征
5.2.3 改性聚喹啉季銨鹽藥劑（FNQ-C）的製備與表征
5.2.4 改性聚吡啶季銨鹽藥劑（FNP-C）的製備與表征
5.2.5 改性聚異喹啉季銨鹽藥劑（FNIQ-C）的製備與表征
5.2.6 改性季銨鹽藥劑（CG-C）的製備與表征
第6章 陽離子型多功能水處理劑的絮凝、緩蝕、殺菌性能
6.1 複合陽離子型藥劑的套用性能
6.1.1 FN-C1藥劑的套用性能及其影響因素
6.1.2 FN-C2藥劑的套用性能及其影響因素
6.2 改性吖啶季銨鹽陽離子型藥劑的套用性能
6.2.1 藥劑FNA-C的絮凝淨化性能及其影響因素
6.2.2 藥劑的緩蝕性能及其影響因素
6.2.3 藥劑的殺菌性能及其影響因素
6.3 改性喹啉季銨鹽陽離子型藥劑的套用性能
6.3.1 藥劑的絮凝淨化性能及其影響因素
6.3.2 藥劑的緩蝕性能及其影響因素
6.4 改性吡啶季銨鹽陽離子型藥劑的套用性能
6.4.1 藥劑的絮凝性能、脫水性能及其影響因素
6.4.2 藥劑的緩蝕性能及其影響因素
6.4.3 藥劑的殺菌性能及其影響因素
6.4.4 藥劑FNP-C的套用經濟分析
6.5 改性異喹啉季銨鹽陽離子型藥劑的套用性能
6.5.1 藥劑FNIQ-C的絮凝淨化性能及其影響因素
6.5.2 FNIQ-C藥劑的緩蝕性能及其影響因素
6.5.3 藥劑的殺菌性能及其影響因素
6.6 改性季銨鹽藥劑CG-C的套用性能
6.6.1 藥劑的絮凝、脫水性能及其影響因素
6.6.2 藥劑的殺菌抑菌性能及其影響因素
6.6.3 藥劑的緩蝕性能及其影響因素
6.7 套用性能小結
第7章 兩性型多功能水處理劑的製備與表征
7.1 改性兩性型藥劑製備的化學原理
7.1.1 F691的結構特徵及反應活性
7.1.2 改性兩性型水處理劑製備的反應原理
7.2 改性兩性型水處理劑（CG-AC1）的製備與表征
7.2.1 陰/陽離子醚化劑的確定、製備及其離子化反應次序的選擇
7.2.2 接枝陰離子基團的製備工藝
7.2.3 接枝陽離子基團的製備工藝
7.2.4 交聯問題初探229
7.2.5 改性兩性型水處理劑（CG-AC1）的性能表征
7.3 改性兩性型水處理劑CG-AC2的製備與表征
7.3.1 製備工藝概述
7.3.2 接枝共聚反應
7.3.3 胺甲基化反應
7.3.4 CG-AC2製備工藝最佳化
7.3.5 改性兩性型水處理劑CG-AC2的性質表征
第8章 兩性型多功能水處理劑的套用性能
8.1 兩性型水處理劑的絮凝淨化性能及其影響因素
8.1.1 兩性型水處理劑的套用特性
8.1.2 兩性型藥劑CG-AC1的絮凝淨化性能及其影響因素
8.1.3 藥劑CG-AC2的絮凝淨化性能及其影響因素
8.1.4 藥劑CG-AC2的污泥脫水性能及其影響因素
8.2 兩性型水處理劑的緩蝕、阻垢和殺菌性能及其影響因素
8.2.1 兩性型藥劑CG-AC1的緩蝕性能及其影響因素
8.2.2 CG-AC1的阻垢性能及其影響因素
8.2.3 CG-AC2的殺菌性能及其影響因素
8.3 套用性能小結
第9章 多功能水處理劑的作用機制與機理
9.1 現行水處理藥劑的作用機制與機理及其評判
9.1.1 現行水處理藥劑的作用機制與機理的簡單回顧
9.1.2 對現行水處理藥劑的作用機制與機理的初步評判
9.2 藥劑內大、中、小不同分子量組分對藥劑絮凝、緩蝕（阻垢）性能的影響及其機理的驗證研究
9.2.1 藥劑分子量分布對其絮凝、緩蝕性能影響的驗證研究
9.2.2 藥劑中的低、中分子量組分對絮凝、緩蝕性能影響的驗證研究
9.2.3 藥劑在絮體、金屬及結垢物表面的成膜性能及其機理研究
9.3 多功能水處理劑的作用機制和機理
9.3.1 典型陰離子型藥劑FNSi-A（含羧酸基團、矽酸根基團）的絮凝、緩蝕、阻垢機制與機理
9.3.2 改性陽離子型水處理劑（含季銨基團）的絮凝、殺菌、緩蝕機制與機理
9.3.3 兩性型藥劑CG-AC對污泥脫水、染料廢水脫色的作用機制與機理
9.3.4 多功能水處理劑的幾個作用機理模型及其適用性
第10章 展望
10.1 多功能水處理劑的研究已基本完成起步階段
10.2 多功能水處理劑研製開發的展望
10.2.1 天然高（中、低）分子改性多功能水處理劑的研究開發
10.2.2 合成多功能水處理劑的研究開發
10.3 多功能水處理劑基礎研究的展望
10.3.1 水處理劑內的高（中、低）不同分子量組分共存及其協同效應
10.3.2 多功能水處理劑分子內的絡（螯）合作用、吸附作用的研究
10.3.3 利用生物超分子理念研究生物水處理劑
參考文獻
