乙酸和乙酸钠对聚硅酸锌絮凝剂结构、性能的影响研究

聚硅酸锌絮凝剂在水处理中应用范围广，絮凝效果好，絮凝体粉碎后再重聚的程度优于目前的聚硅酸铝、聚合氯化铝等絮凝剂，但主要问题是储存稳定性差，限制了应用推广。通过添加适量乙酸或乙酸钠可延长其储存期，但稳定作用效果明显不同，表明其作用机理不同，并受多种因素影响；另外絮凝剂储存后期出现粘稠状凝胶至脱水固态胶，这与不添加乙酸及其钠盐不同。本项目采用核磁、FTIR、电位仪等测试手段，研究乙酸及其钠盐中的乙酸根对聚硅酸锌絮凝剂聚合、凝胶和聚硅酸锌絮凝剂水解絮凝体结构的不同影响机理。在此基础上，研究稳定程度高的聚硅酸锌絮凝剂的生产方法和工艺。. 该项目对聚硅酸锌絮凝剂在水处理中的推广应用具有重要的理论意义和应用价值。

聚硅酸锌絮凝剂(PZSS)的的絮凝效果明显优于现在广泛使用的PAC，但是其稳定性成为制约其工业应用的主要因素。通过添加乙酸钠，发现乙酸钠不仅对稳定性产生了明显的延长作用，同时对结构也产生了相应的改变。如何采用合适的干燥温度保持样品结构的完整性，通过FTIR法表明，采用不同干燥温度，会对结构的细部结构产生改变，同时锌硅比不同，也可使化学键键结构发生相应的变化。加入乙酸钠后，并不能改变PZSS中键的结构，表明乙酸钠所起的作用是吸附作用。添加乙酸钠可明显改善稳定性，浓度越高稳定时间越长，但相应地使去浊率有下降趋势，但是下降的波动幅度比不添加乙酸钠的小，即使出现凝胶，去浊率也保持基本稳定。PZSS在存放过程中，pH值会出现一个突然上升的波峰，添加乙酸钠后会明显降低波峰的峰值，保持pH的稳定，延长了稳定性。使用Si-Mo逐时络合比色法对PZSS的硅分布研究表明，乙酸钠能够有效地降低Sic的含量，增加了Sib的含量，硅分布还与添加时间、锌硅比、pH值等因素有关。使用ξ电位表明，乙酸钠的加入可使ξ电位明显上升，从而保持了PZSS的稳定性。乙酸钠的加入有利于处理水锌残留含量的降低。使用TEM观察干燥的PZSS，可看出颗粒物呈相连球形结构，进一步表明乙酸钠能够有效地防止颗粒之间脱水反应的进行。使用10万和5万分子量超滤膜对PZSS进行过滤，滤液的稳定性明显优于未过滤液和膜上液，通过对滤液和膜上液所得到的干燥物用FTIR测试表明，有细部结构的改变，该结构可能是影响PZSS稳定性的一个因素。在相同摩尔浓度下乙酸钠水解后乙酸根的浓度明显高于文献中使用的乙酸，PZSS颗粒表面的能够吸附乙酸根，从而使结构和性能发生改变。由于添加量少，可有效地降低处理水的总有机碳(TOC)，为PZSS的广泛使用打下应用基础。虽然喷雾干燥可获得稳定的PZSS固体，但水不溶物的含量高达23.5%，且去浊率有下降趋势，形成的絮凝体体积明显比液态PZSS形成的碎小。加入乙酸钠，使水不溶物下降为17.0%。