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1、西安建筑科技大学硕士学位论文不同金属盐与腐植酸的混凝及共聚络合特性研究姓名：万俊力申请学位级别：硕士专业：市政工程指导教师：王晓昌20050301西安建筑科技大学硕士学位论文不同金属盐与腐植酸的混凝及共聚络合特性研究专 业：市政工程作 者：万俊力指导教师：王晓昌教授摘 要腐植酸广泛存在予壹溪。承搏之中，对环境中有机污染物的归宿和重金属离子的迁穆影响极大，其有羧畿麴鎏麟就学_领域的熟点问题之一。本论文在国家自然科学基金项目的资助下，对举麴鎏潮目曦濉凝剂与腐植酸的混凝效果进行了全面的分析比较，并且进一步探讨了虞攘醚蟪盛鬻盐的化学作用机理。分默镟穰羧铝、氯化铁和聚合铝为混凝剂，进行弱酸性和中性条件下
2、的腐植酸混凝实验。逶遵涮定混凝前后的腐植酸浓度指标(分子量分布以及(电位，回时运用光散射颗粒分析仪(絮凝过程进行在线监测，分析比较三种混凝剂与腐擅酸的混凝效果。腐植酸浓度分析结果表明：在0的弱酸性条件下，硫酸铝、氯化铁以及聚合铝的最佳投药量(以摩尔数计)相当，三者对腐植酸的晟高去除率比较结果为：氯化铁硫酸铝聚合铝；在0中性条件下，聚合铝对腐植酸的去除效果明显优于硫酸铝和氯化铁，但是聚合铝和氯化铁的投量为硫酸铝的15倍(摩尔比)时才能达到最佳去除效果。两种化铁对000范围内的腐植酸物质的去除最彻底，仅仅当0时在t pH ，A of AC as 5 in AA 000Da be at 0 0，a
3、W 00Da at 0At 0 0，A l MW in 0006000y of of I OC it at 0 I AC in of pH 0，I of eAC he coof A by CMS MR)of of R A by at pH is pH of is so A is CMS be by at 0，at 0，be H at of IA t pH，A by of 841439本人郑重声明我所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含本人或其他人在其它单位已申请学位或为
4、其它用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的所有贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了致谢。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切相关责任。论文作者签名：巧经力 日期：乃刀j弓【汐关于论文使用授权的说明蝣硎协臌够魄胍将此页附在论文首页。西安建筑科技大学硕士学位论文11闯题的提出1绪论腐植酸是动植物残骸经过微生物的分解和转化形成的一类分子大小不，结构组成各异的天然有机物川，它对土壤和水环境中有机污染物的归宿和重金属离子的迁移影响极大【2】。例如：水中腐植酸是三卤甲烷(其它卤代有机化合物的主要前驱物【3l它的有效去除成为水化学领域的一个重要问题。目前广泛应用的金属盐混凝剂主要是铝盐
5、和铁盐，而采用铝盐和铁盐去除水中的腐檀酸是水处理最基本、最重要的方法l。尽管国内外一些学者在20世纪80年代已认识到金属盐与腐植酸之间的混凝实质是金属盐与腐植酸的羧基、羟基、胺基等含氧或不含氧基团之间发生络合反应，生成不溶性共聚络合物(6,7，但至今尚未对这种共聚络合反应进行定性的化学描述。近年来运用现代化学分析仪器以探明腐植酸与金属盐之间的络合反应及其结合点位是当今混凝领域的研究重点，但也仅限于土壤化学、河流重金属与底泥的迁变及对水生生物的影响等方面(891101，针对混凝领域的研究很少。前面已经提到无机金属盐混凝剂的代表性物质为铝盐和铁盐，三价铝三价铁1I)在水溶液中不以单纯的式存在，它们
6、的水解反应产物随川，因此很难确定它们以何种形态与腐植酸发生化学反应。尽管许多研究结果表明铝盐和铁盐在水溶液中的性质基本相同，但是铁盐与铝盐相比，铁盐适应的成铁的氯氧化物絮体快而且密度大，因而所形成的絮凝体沉降速度快；并且，铁作为过渡金属之一，铁盐更容易与水体腐植酸的含氧或不含氧的官能团发生络合作用，铁盐与水体腐植酸反应形成的腐植酸铁盐有机络合物的物化特性有别于腐植酸一铝盐络合物的性质”。在腐植酸的混凝机理方面，迄今为止，占主导位置的混凝理论仍然是传统的无机胶体颗粒混凝理论，即：双电层理论(吸附电中和理论(网扫絮凝理论(13,14，国内外对于腐植酸与金属盐混凝机理的解释局限于此。近几年发展起来的
7、腐植酸与金属盐的共聚络合反应的相关原理如下：有机官能团的脱氢反应(质子结合反应(金属水解离子与H+离子的竞争络合以及不溶性金属盐一腐植酸络合体的形成旧”1”，上述原理以腐植酸与重金属的络合反应研究为基础。作为混凝剂的金属盐中的铝离子和铁离子与重金属离子在化学性质上具有相近之处，能否运用同样的原理来分析腐植酸与金属盐混凝剂之问的化学反应过程有待深入了解。同时，如何断定不溶性金属盐一腐植酸络合画安建筑科技大学硕士学位论文体中金属盐和腐植酸特定原子的构造状态，怎样简化凝聚过程中腐植酸分子与金属盐的复杂化学反应，这些问题在腐植酸混凝研究中是值得注意的。综上所述，由于腐植酸构造的复杂性和金属盐水解产物的
8、多样性，水中以腐植酸为代表的溶解性天然有机物的混凝机理至今尚不完全明了，尤其是以铝盐祁铣盐等金属熬为混凝剂时，金属盐水解产物与腐植酸大分子上的活性官能团之间的作用，国内外尚缺乏系统的研究，对混凝机理的解释通常是在无机颗粒物混凝机理基础上的推测和延伸，缺乏有力的理论支撑。针对目前理论和实验技术上的缺陷，本论文将着重探讨以下几个重要问题：(1)腐植酸分子的化学构造(2) 比较几种金属盐混凝剂与腐植酸的混凝效果(3) 比较几种金属盐混凝剂与腐植酸的絮凝过程植酸与金属盐的共聚络合特征12研究概要本论文啦国家自然科学基金项目“腐植酸一金属盐共聚络合机制及核晶凝聚动力学研究”(项目编号：50278076)为依托，着限于腐植酸与三种金属盐混凝剂(硫酸铝(04)3
