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文檔簡介
聚硅硫酸亞鐵的混凝特性及影響因素摘要:用硫酸亞鐵和水玻璃制備了聚硅硫酸亞鐵(PFSS)混凝劑,考察了硅鐵摩爾比、pH、溫度和質量濃度等因素對PFSS混凝性能的影響,采用分光光度計和函數(shù)記錄儀聯(lián)用系統(tǒng)對PFSS的混凝沉降過程進行了研究。結果表明,隨著PFSS中硅鐵摩爾比的增加和水溫升高,其混凝性能得到強化和提高。與硫酸亞鐵相比,PFSS有更寬的pH適應范圍和優(yōu)良的混凝沉降性能。當用硅鐵摩爾比為1:1~2:1的PFSS處理濁度為20.5NTU的高嶺土水時,在PFSS的質量濃度為0.75mg/L、pH大于7的條件下,可使水濁度降低到2NTU以下,其混凝性能遠優(yōu)于硫酸亞鐵。關鍵字:混凝劑聚硅硫酸亞鐵硫酸亞鐵聚合硫酸鐵水處理混凝處理是是給水排水處處理中最常采采用的一種水水處理方法,而而混凝處理的的關鍵是混凝凝劑的選擇?;旎炷齽┑难兄浦萍捌浠炷靥匦匝芯?,對對于新型混凝凝劑的研究開開發(fā)和水處理理技術的發(fā)展展,具有重要要的實際意義義。聚合氯化化鋁(PAC)[11~3]和聚聚合硫酸鐵(PFS)[44,5]等無無機高分子混混凝劑的研制制和應用,大大大促進了混混凝劑的研究究和混凝技術術的發(fā)展。但但鋁鹽混凝劑劑殘留鋁的環(huán)環(huán)境效應[66]、鐵鹽混混凝劑的腐蝕蝕性以及它們們在處理低溫溫低濁水時所所遇到的困難難,向人們提提出了新的問問題。20世紀90年代之后聚聚硅酸鹽類混混凝劑的研制制成功[7,,9],克服服了以往單純純鋁、鐵鹽類類混凝劑的缺缺點,使無機機高分子混凝凝劑的研究和和應用步入新新階段。對聚聚硅酸鹽類混混凝劑,其混混凝性能除與與金屬離子的的一級水解常常數(shù)有較大關關系外[100],還與混混凝劑中的活活性SiO2濃度等有關關[9]。這表表明金屬離子子的水解過程程和活性硅酸酸對聚硅酸鹽鹽類混凝劑的的混凝性能有有較大影響。在在該類混凝劑劑中,研究較較多的是聚硅硅酸硫酸鐵、聚聚硅酸硫酸鋁鋁以及聚硅酸酸鋁鐵復合鹽鹽等。對于聚聚硅酸硫酸亞亞鐵(PFSSS)混凝劑的制制備和混凝性性能研究等,目目前尚未見報報道。由由于Al3+和Fe3+的水解速速度快,幾乎乎在微秒級的的瞬間完成,檢檢測其水解過過程變化十分分困難[111]??紤]到Fe2+的一級水水解常數(shù)小,水水解較慢,而而且水解產物物又伴隨氧化化過程的發(fā)生生,本文首次次采用硫酸亞亞鐵和水玻璃璃制備了PFSS混凝劑,研研究了其混凝凝性能及影響響因素。1實驗部分1.1儀器和和藥劑HI93221型pH計(HANNNAinsstrumeents,意大利);STZ90光散射濁度度測定儀(無錫);ZR智能型混凝凝試驗攪拌器器(深圳);722光柵分光光光度計和函數(shù)數(shù)記錄聯(lián)用儀儀(經改造,上上海);數(shù)顯磁力力攪拌器(HANNNAinsstrumeents,意大利)。水玻璃,工工業(yè)級;硫酸酸亞鐵,分析析純;高嶺土土,化學純;;PFS(自制);其它試劑劑均為市售分分析純。1..2混凝劑的制制備用硫硫酸將一定濃濃度的水玻璃璃溶液調至一一定pH值,活化30min后與硫酸亞亞鐵溶液復配配制得亞鐵含含量為10g×LL-1、n(SiOO2):n(FFe)=0:1、0.5:1、1:1、2:1的PFSS混凝劑。采采用氯酸鈉直直接氧化硫酸酸亞鐵制得堿堿化度為12%的PFS,然后稀釋釋至鐵質量濃濃度為10g//L,備用。1..3混凝實驗取1000mmL濁度為20.500NTU的高嶺土水水樣,投加一一定量的混凝凝劑,在智能能型混凝攪拌拌器上試驗其其混凝性能。設設定混凝攪拌拌程序,攪拌拌速度由快到到慢分別為::300r//min、200rr/min、150rr/min、100rr/min、70r//min、50r//min、30r/mmin其攪拌時間間分別控制為為:1min、1min、2min、3min、6min、6min、6min共計攪拌25min。然后靜置置沉降10miin后取上清液液測定剩余濁濁度。如未特特別說明,水水樣pH在6.78~~6.82之間,溫度度在22±2℃范圍內。另取150mL經過預沉的的高嶺土水樣樣(吸光度A0=0.1000)于一特制的的小燒杯中,在在磁力攪拌條條件下投加一一定量的PFSS,根據數(shù)顯顯器控制攪拌拌速度分別為為:3000r/minn、200rr/min、150rr/min、100rr/min、60r/mmin,攪拌時間間各為1min、1min、2min、3min、6min。為了不影影響絮凝過程程中已形成礬礬花的沉降性性能,在慢速速攪拌結束后后,立即將燒燒杯直接移入入經過改裝的的光柵分光光光度計的比色色槽內,使680nm入射光透過過水樣的中部部,用函數(shù)記記錄儀在線監(jiān)監(jiān)測靜置沉降降過程中水樣樣吸光度(濁度)隨時間的變變化,考察混混凝劑的混凝凝沉降性能。濁濁度與吸光度度間的關系符符合線性回歸歸方程:N=2210.2991A-0..789,相關系數(shù)r=0.99995。式中,A為吸光度,N為由標準肼肼法測得的濁濁度(NTU)。2結果與討論論2.1PFSSS質量濃度和n(SiOO2)/n(FFe)比對混凝效效果的影響圖1給出了了不同n(SiOO2)/n(FFe)比的PFSS,其質量濃濃度(以Fe質量濃度計計,下同)的變化對對對除濁效果的的影響。圖2則是在固定PFSS質量濃度為0.75mmg×L-11的條件下,用用分光光度計計和函數(shù)記錄錄儀聯(lián)用系統(tǒng)統(tǒng),在線監(jiān)測測的不同n(SiOO2)/n(FFe)比的PFSS在混凝過程程中的沉降曲曲線。由由圖1可知,在PFSS的質量濃度度相同時,處處理后的剩余余濁度隨n(SiOO2)/n(FFe)的增加而明明顯減小。為為使PFSS具有良好的的除濁效果,n(SiOO2)/n(FFe)比在1:1~11:2為好。但即即使在較高的的n(SiOO2)/n(FFe)比條件下,如如果PFSS過量投加時時(Fe2+大于5mg//L),靜置沉沉降后的上清清液仍會隨放放置時間延長長出現(xiàn)“返混”現(xiàn)象。這一一點與其它聚聚硅酸鹽類混混凝劑有較大大的差別。由圖2知,不含硅硅和含硅較低低的PFSS混凝劑,其其絮凝體較小小,絮體在水水中沉降較慢慢,曲線上初初期變化較平平緩;同時,絮絮體受系統(tǒng)周周圍環(huán)境(如光、熱和和振動等)影響較大,致致使曲線在緩緩慢下降的過過程中有波動動的現(xiàn)象。對對于硅含量較較高即n(SiOO2)/n(FFe)30.5的PFSS混凝劑,其其絮體較大,沉沉降速度較快快,混凝效果果好。這是因因為其中聚硅硅酸分子的卷卷掃和聚集吸吸附,不但使使電中和后的的懸浮物凝聚聚成大顆粒而而除去,而且且對懸浮在水水中的細小氫氫氧化鐵膠粒粒也有較強的的吸附和網捕捕作用。與電電中和作用不不同,聚硅酸酸分子的卷掃掃和聚集作用用主要在慢攪攪過程進行,由由于亞鐵的緩緩慢水解氧化化過程也主要要在慢攪時發(fā)發(fā)生,故SiO2含量越高,處處理后的濁度度和色度越低低。因此,混混凝曲線初期期的斜率可以以直觀的反映映沉降速度,間間接反映絮凝凝體的大小,而而由曲線后期期的相對高度度則可以區(qū)分分混凝劑的最最終混凝效果果。2.2溫度和熟化化時間對PFSS性能的影響響不同水溫下下,PFSS的質量濃度度為0.60mg/L,n(SiOO2)/n(FFe)比為0.5/11.0時,對高嶺嶺土原水進行行混凝處理的的結果表明,當當水溫為20、26、32和40℃時,其濁度度分別為7.8、7.2、6.1、4.2NTTU??梢姵凉釢嵝阅茈S著水水溫的升高而而提高。除了了剩余濁度降降低之外,溫溫度的升高也也明顯使絮凝凝體增大、沉沉降速度加快快。因為升溫溫不僅促使了了PFSS中亞鐵水解解氧化,同時時也促進了活活性硅酸的聚聚合度進一步步增大,從而而強化了PFSS的混凝性能能。當用聚硅硅酸鹽類混凝凝劑處理煉油油廠和油田的的含油污水時時,原水溫度度對混凝性能能的影響更為為顯著,而用用PFS和PAC為混凝劑時時,溫度的影影響相對較小小。此外外,對相同配配比的PFSS而言,其混混凝效果隨貯貯存熟化時間間的變化結果果與聚硅酸硫硫酸鋁[122]基本一致致,均呈先增增強后減弱的的趨勢。這是是由于初期PFSS中活性聚硅硅酸的聚合度度低,分子鏈鏈較短,吸附附聚集卷掃能能力較弱,隨隨著熟化時間間的延長,聚聚合度逐漸增增大,卷掃聚聚集的能力提提高,絮凝效效果增強。但但當聚硅酸的的聚合度進一一步增大時,聚聚硅酸分子逐逐漸由鏈狀形形成環(huán)狀結構構,最終形成成網狀結構,成成為凝膠[113],其卷卷掃聚集作用用受到限制,水水處理性能降降低。2.33pH對PFSS混凝性能的的影響藥劑投量為為0.75mmg/L時,原水pH對混凝效果果的影響見圖圖3??梢?,當當水呈弱酸性性時(如pH5~7),PFSS的混凝效果果較差。隨pH升高,剩余余濁度逐漸降降低。且相同同pH值下,PFSS中n(SiOO2)/n(FFe)比越大,混混凝效果越好好。pH低時Fe2+難于水解解,氧化過程程也較緩慢。此此時,對懸浮浮物的電中和和能力弱,從從而影響懸浮浮物和膠體的的脫穩(wěn)和凝聚聚,活性聚硅硅酸的吸附、架架橋和卷掃能能力難以較好好的發(fā)揮,導導致混凝效果果較差。隨pH升高,亞鐵鐵水解速度加加快,而且水水解的進行也也促進了亞鐵鐵的氧化,對對懸浮物電中中和脫穩(wěn)能力力增強。這不不僅促進了凝凝聚,也促使使活性聚硅酸酸的架橋卷掃掃能力的發(fā)揮揮,從而產生生良好的絮凝凝現(xiàn)象。PFSS中n(SiOO2)/n(FFe)比越高,聚硅硅酸分子長鏈鏈的卷掃和聚聚集作用越強強,形成的礬礬花越大,處理后濁度度越低,對pH的適用范圍圍也相對拓寬寬。但因PFSS中亞鐵的水水解pH值較高[144],使得PFSS只有在中性性至堿性的環(huán)環(huán)境中才能發(fā)發(fā)揮良好的混混凝效果。22.3PFFSS應用前景分分析根據上述述實驗結果可可知,當PFSS中n(SiOO2)/n(FFe)比31/1,并在弱堿堿性或堿性條條件下使用時時,PFSS有良好的混混凝除濁效果果。與現(xiàn)有的的鐵鹽混凝劑劑如硫酸亞鐵鐵和PFS相比,各混混凝劑在制備備、成本和使使用難易等方方面,各有優(yōu)優(yōu)缺點。對于于硫酸亞鐵而而言,雖然其其作為一種太太白粉副產品品量大價廉,但但是在一般的的給排水處理理中,因效果果很差,已經經很少單獨使使用,只有在在特殊的廢水水處理中如某某些活性染料料的染色廢水水處理中,在在高堿性條件件下用作混凝凝、還原脫色色劑。至于PFS,有關其研研制、性能研研究和應用等等方面的文獻獻報道很多,其其生產制備工工藝一般用硫硫酸亞鐵為原原料,在一定定的溫度和壓壓力下,以亞亞硝酸鹽和氧氧氣分別為催催化、氧化劑劑的方法,生生產工藝稍復復雜些;或采采用直接氧化化法的簡單工工藝進行生產產,但其成本本相對較高。在在一般的水處處理中,PFS有良好的使使用性能,但但是其對設備備的腐蝕性較較大,且容易易使處理后的的水的色度升升高,這影響響了該混凝劑劑在大范圍內內的推廣應用用。PFSS作為聚硅酸酸鹽類混凝劑劑中的一種,不不僅可以在常常溫常壓條件件下很容易進進行生產制備備,價格低廉廉,且還因有有活性聚硅酸酸的卷掃、架架橋和吸附等等作用,使該該混凝劑具有有混凝反應速速度快、絮凝凝體大和沉降降快的特點。這這使其有良好好的應用前景景。但是,因因在PFSS中存在亞鐵鐵離子,其水水解pH值較高,需需要在弱堿性性或堿性的條條件下,才能能更好的發(fā)揮揮混凝沉降性性能。參考文獻[1]LIRui-ssheng((李潤生).NeewWatterTrreatmeentAggentPPolyalluminiiumChhloridde(水處理新藥藥劑堿式氯化化鋁)[M]..Beijjing(北京):ChhinaAArchittecturre&BuilldingPresss(中國建筑工工業(yè)出版社),19981.[2]BennschottenJEV,EdzwaaldJK.Waat.Rees.[J]],19990,244(12):1519..[3]TANNGHonng-xiaao(湯鴻霄).ActtaSciientiaaeCirrcumsttantiaae(環(huán)境科學學學報)[J],,19988,18(1):11.[4]MikkamiYY,TakkeiI..JP:49-533195[PP],19974.[5]WennPC..CollloidsSurfaacesAA:Phyysicocchem.Eng.Aspeccts[J]].20001,1882:577.[6]CraapperDR.Sciennce[J]],19773,1880:5111.[7]HaaaseD,,SpiyyatosN.USSPateent488775977[P],1989..[8]HassegawaaT,HHashimmetoKK,OniitsukaaT.WWaterSci.Tech..[J].,,19911,23(7):11713[9]LIMing--yu(李明玉),CHEENWeii-hongg(陳偉紅),TAANGQii-hongg(唐啟紅),etal.TechhnologgyofWaterrTreaatmentt(水處理技術)[J],,20011,27(44):2077[10]CHHENWeei-honng(陳偉紅),LIIMingg-yu(李明玉),TAANGQii-hongg(唐啟紅),etal.ChemmicalReseaarch((化學研究)[J],,20000,11(44):28[11]LUUANZhhao-kuun(欒兆坤),QUUJiu--hui(屈久輝),TAANGHoong-xiiao(湯鴻霄).Envviron..Chemm.(環(huán)境化學)[J]],19997,16(6):5006[12]LIIMingg-yu(李明玉),CHHENWeei-honng(陳偉紅),DUUHai--kuan((杜海寬),etal.WWaterandWWastewwater((給水排水)[J]],20000,266(11):116[13]AIIZhi--ping((艾子萍),GAAOBaoo-yu(高寶玉).Envviron..Chemm.(環(huán)境化學)[J],,1994,,13(2):1119[14]CHHIYunn-xianng(慈云祥),ZHHOUTiian-zhhe(周天澤).CooordinnationnComppoundinAnnalytiicalCChemisstry((分析化學中中的配位化合合物)[M]..Beijjing(北京):BeiijinguniveersityyPresss(北京大學出出版社),19986:1116CoagulaationCharaacteriisticandIInflueencinggFactorofPoolyferrrousSulfaateSiilicatteAbstracct
Thhecoaagulanntofpolyfferrouussullfatesiliccate(PPFSS)wasppreparredfrromfeerrousssulffateaandsoodiumsiliccate.TheiinflueencesofthhemollerattiooffSiO22toFFe,thhemasssconncentrrationnofPPFSS,
andtheppHanddtempperatuureoffwateeroncoaguulatioonperrformaancewwereiinvesttigateed.ThhecoaagulatteseddimenttationnproccessoofPFSSSwassreseearcheedbyanonn-lineeoperrationnsysttemoffspecctrophhotomeeteraandfuunctioonreccordinnginsstrumeent.TTheexxperimmentallresuults
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