复合无机高分子絮凝剂聚硅氯化铁-PFSi的研究.doc

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1、复合无机高分子絮凝剂聚硅氯化铁-PFSi的研究论文作者：张晓飞赵雅芝全燮陈硕赵慧敏摘要：探讨了三氯化铁、硅酸钠为原料制备聚硅氯化铁，对制备样品的絮凝效率进行了对比研究，并考察了絮凝剂处理后的水体中残留的铁离子总量。实验应用了Fe-Ferron逐时络合比色法形态表征方法，考察了原料中Fe/Si值对产品的有效成份含量和絮凝效率的影响。实验结果表明絮凝剂原料中Fe/Si对产品中Fe(b)含量有较大影响，当Fe(b)成份的含量逐渐减小时，样品的絮凝效率也逐渐降低。2#样品絮凝效率最高，残余铁离子量最少。关键词：絮凝剂Fe-Ferron逐时络合比色法聚硅氯化铁　

2、　无机高分子絮凝剂作为一种新型的水和污水处理试剂，从上个世纪六十年代开始，在全球范围内发展迅速[1,2]。由于它相对于传统的铁盐和铝盐絮凝剂具有价格便宜和絮凝效率较高的优势，在许多国家得到了不同程度的研究。经过几十年的发展，现阶段的研究热点主要是复合型无机高分子絮凝剂的开发研制，其中以铁硅、铝硅为重要研究对象[3,4]。虽然铝系絮凝剂因其良好的絮凝效率和相对成熟的制造工艺，成为生活污水和生产污水处理中应用最广、市场占有率最大的絮凝剂类型，但是因为处理后水体中残留的铝离子在进入人体后会产生生物累积现象，造成人体的智力发育缓慢等健康疾病，铁系絮凝剂作为一种

3、高效廉价安全的替代品，引起了越来越为广泛的关注。但是传统的铁系絮凝剂如聚合硫酸铁、聚合氯化铁处理后的水体铁离子残余量较高，引起水体的“返黄”现象，为解决以上问题，近年来复合型铁系絮凝剂的研究进展较快。本文在聚合氯化铁的基础上添加不同比例的活性硅酸以制备不同性状的聚硅氯化铁，并研究比较其絮凝效率，利用Fe-Ferron比色法进行形态表征，对聚硅氯化铁的制备进行了初步的探索。该样品絮凝效率较高，且较好的解决了水体“返黄”现象。　　1实验部分　　1.1仪器与试剂　　恒温磁力搅拌机(HJ-3型)，721分光光度计，智能型六联混凝搅拌机(MY3000-6D型)，

4、数字浊度计(WGZ-1型)。　　FeCl3·6H2O，Na2SiO3·9H2O，NaHCO3，CH3COONa，Ferron试剂，硫酸皆为AR级试剂。　　1.2聚硅氯化铁（PFSi）的制备方法6　　活性硅酸的制备：在磁力高速搅拌的条件下，于一定量的稀盐酸中缓慢滴加浓度为0.2mol/L的Na2SiO3，至一定pH时(利用精密pH试纸测定)，用氟硅酸盐容量法标定其硅含量。　　PFSi的制备：在磁力高速搅拌的条件下，按照一定的Fe/Si比，在浓度为1mol/L的FeCl3中缓慢加入活性硅酸，全部混合后继续搅拌熟化一定时间，然后在剧烈搅拌的情况下按照一定的碱

5、化度(B值)，用微量滴定管缓慢加入一定量浓度为0.5mol/L的NaHCO3，全部混合后继续搅拌熟化0.5h，共制备出1#～5#五种样品。表1样品主要指标1#2#3#4#5#B(碱化度)1.01.01.01.01.0[Fe](g/L)16.352612.7514.5269.4267.821　　1.3絮凝实验　　浊度水的制备方法参照[5]的实验方法，配制浊度为30～40NTU的浊度水，置于六联搅拌机的六个容积为1L的烧杯中，按照不同的絮凝剂浓度要求加入絮凝剂，快速搅拌(120rpm)2min后，改为慢速搅拌(60rpm)8min，静置10min后，利用虹

6、吸法在液面下5cm处取样，然后利用数字浊度计测量其残余浊度。　　1.4残余铁离子量测量方法　　按照1.3步骤中取得水样后，采用邻菲啰啉比色法进行测量，残余Fe离子量测量参照文献[5]。　　1.5Fe-Ferron逐时络合比色法　　参照文献[6-8]的实验方法。　　2结果与讨论　　本实验重点考察了原料中不同的Fe/Si比对样品絮凝效率的影响，同时对絮凝剂处理过的水体中铁离子含量进行了测量，并进行了对照。　　2.1.1产品的絮凝效率图1絮凝效率比较图2　样品残余[Fe]total量比较　　本实验考察了1#~5#五种样品的絮凝效率，从图1可以看到，五种样品在

7、投加质量浓度达到7mg/L左右时均可以使水体残余浊度从30NTU下降到5NTU以下，综合比较结果表明，2#产品的絮凝效率最高，在投加质量浓度达到约5.5mg/L时水体残余浊度下降到5NTU以下。从图1中可以看出2#样品的适宜投加质量浓为5mg/L~7mg/L。　　2.1.2残余铁6　　因为水体中的铁离子含量与水体的色度有较大关系，而且如果水体中铁离子含量较多，会造成输送管线的腐蚀，所以降低残余的铁离子量是铁系絮凝剂的主要研究目标之一，本步骤中利用邻菲啰啉比色法对五种絮凝剂絮凝后水样中Fe含量进行了测量。由图2可见，3#~5#絮凝剂样品在投加量较小时水体

8、残余铁离子浓度较高(≈1.0mg/L)，1#、2#水体残余铁离子浓度较低，投加量为3-6mg/