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1、含硼聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂的制备及性能研究ChinaChemicals含硼聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂的制备及性能研究◆李家玉崔晓莉朱雪梅(盐城工学院江苏盐城224003)摘要:以硅酸钠,硫酸铁,硫酸铝和硼砂为原料制备无机高分子含硼聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂(PFASSB),最佳制备条件为:n(Fe):n(AI):n(Si)=0.5:0.5:1.0,n(B):n(Si)=0.15:1,活化pH值为2.0,活化时间为1h,PFASSB具有优良的稳定性和絮凝性能,最佳稳定时间是60d.关键词:含硼聚硅酸硫酸铝铁;絮凝剂;水处理theS
2、ynthesisofPFASSBandPerformanceResearchLiJiayu,CuiXiaoli,ZhuXuemei(YanchengInstituteofTechnology,JangsuYancheng224003)Abstract:TheinorganicpolymerflocculationPFASSB(PolymericFerric&AluminumSilicate—SulfateContainingBoron)ispreparedusingsodiumsilicate,ferric
3、sulfate,aluminumsulfateandboraxasraw—materials.Theoptimalpreparationconditionsareasfollows:n(Fe):n(AI):n(Si)=0.5:0.5:1.0:n(B):n(Si)=0.15:1:activationpHvalueis2.0andactivationtimeis1h.PFASSBhasabandedstructurefeaturingexcellentstabilityandflocculation.Thebestst
4、abilitytimeiS60d.Keywords:PFASSB;flocculation;watertreatment水是生命之源,没有水就没有生命,综观全球,水资源危机已经出现,加上水污染越来越严重,水资源已成为令人十分担忧的问题.絮凝法是水处理领域常用的方法之一,所谓絮凝就是分散颗粒由于相互作用结合成凝聚体而增大的过程.能够引起颗粒絮凝的物质在一般情况下叫做絮凝剂.水处理中常用的絮凝剂是铝盐和铁盐.聚硅酸盐絮凝剂因其具有大分子结构并带正电性,因此同时具有良好的吸附架桥能力和电中和能力.该类絮凝剂较聚合氯化铝(
5、PAC),聚合硫酸铁(PFS)等具有更为优异的絮凝性能,除色,除浊效率高,形成矾花迅速,絮凝体大且密实,沉降快,因此对其研究具有重要的现实意义.为了抑制硅酸分子问羟基缩水自聚继而胶凝,引人了硼,从而可以制备出一种带环状的新型絮凝剂含硼聚硅酸硫酸铝铁絮凝剂(PFASSB).1实验1.1主要药品硫酸铁,硫酸铝,硼砂,硅酸钠,盐酸,硫酸,碳酸钠,碳酸氢钠,重铬酸钾,硫酸银,硫酸汞,硫酸亚铁,邻菲啉,硫酸亚铁铵.1.2主要仪器烧杯,锥形瓶,容量瓶,移液管,量筒,滴定管,表面化工文摘2007年4期皿,回流冷凝管,搅拌器,电炉
6、,升降台,粘度计,电导仪(附铂黑电极),分析天平,电子天平.1.3絮凝剂的制备取一定量的水玻璃,用水稀释至一定浓度,用硫酸调节pH值,然后在指定温度下使其预聚合(即活化),经过一段时间活化后加入硫酸铁,氯化铝和硼砂,陈化一段时间即可得到红棕色液体PFASSB制品.1.4絮凝性能评定实验在500mL的烧杯中加入400mL的水样,在快速搅拌下投药,先在200r/min下快速搅拌1min,然后在40r/min下慢速搅拌10min,再静置沉降,观察絮凝体的大小及沉降速度,取上层清液测量COD的含量,计算去除率.并与PAC,
7、PFC处理的水样结果作比较.1,5稳定时问的测定样品制备好以后,在室温下放置至样品刚出现胶凝现象,这一段时间称为样品的稳定时间.2结果与讨论2.1正交实验本正交实验主要对PFASSB的制备过程中的一些主要影响因素:Fe,AI,Si的摩尔比(n(Fe):n(AI)=1:1),B,Si的摩尔比,活化pH值及活化时间等进行优化(见表1).37黪≯ChinaC…hemicals表1正交实验pH值在3～4之间时,水玻璃容易胶凝,因此pH值选择在2左右.在平均室温2O℃时,制得不同的n(Fe):n(AI):n(Si)和n(B)
8、:n(Si)的PFASSB,测定其稳定时问,第一组的平均稳定时间比其余各组均长.总时间均不长,分析有以下原因:产品的量比较少,且放置于空气中,造成了大量水分的挥发,导致硅胶脱水胶凝.改进方法:增加产品的量,存于瓶中以减少水分的挥发.改进方法后,最短的时间为12d,最长的时间为60d.2.2n(B):n(Si)对PFASSB性能的影响为了验证正交实验的结果,考
