聚硅酸铁制备及处理腈纶废水性能研究

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1、工学硕士学位论文聚硅酸铁制备及处理腈纶废水性能研究河北工程大学2014年5月分类号：堑堕UDC：工学硕士学位论文密级：公珏单位代码：!QQZ鱼聚硅酸铁制备及处理腈纶废水性能研究作者姓名：指导教师：申请学蝴0：学科专业：所在单位：授予学位单位：高蕊许吉现工学硕士市政工程城市建设学院河北工程大学ADissertationSubmittedtoHebeiUniversityofEngineeringFortheAcademicDegreeofMasterofEngineeringOptimizationofPSFpreparationandstudyontheTrea

2、tmentofAcrylicFiberWastewaterCandidate：Supervisor：AcademicDegreeAppliedfor．一●-tSpccialty：College：GaoRui⋯●●入UJIXlallMasterofEngineeringMunicipalEngineering一CollegeofUrbanconstructionHebeiUniversityofEngineering一May,2014独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含

3、任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得塑兰垦墨壅盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日学位论文作者签名：曳蕊，签字日期：叫牛年s月学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河北工程大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权：河j匕工程大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子文档。(保密的学

4、位论文在解密后适用本授权说明)学位论文作者签名：镉忒)签字日期：印q年r月知日导师签名：易移签字日期：伽悼年r月≯日摘要聚硅酸铁(PSF)是将铁盐引入到活化硅酸中得到的聚合物，是一种新型高效无机大分子絮凝剂。铁盐作为其主要原料之一，很大程度上决定其性能品质，究竟哪种铁源制备聚硅酸铁最好尚未有人研究。聚硅酸铁熟化过程中会凝胶，化学变化复杂。这是制约聚硅酸铁实际应用的一大问题。本文主要研究了以下几个问题。本文采用硫酸亚铁、氯化铁、硫酸铁和聚硫酸铁四种不同铁源优化制备聚硅酸铁混凝剂，SEM、Fe．Felon逐时比色法以及硅钼逐时比色法进行分析表征，发现PSF(硫酸亚铁

5、源)各个微小单元呈介于片状和柱状之间的结构，形状规则，三维交叉，形成密密的空隙；与其他几种铁源的聚硅酸铁相比，PSF(硫酸亚铁源)中铁、硅的高中低聚合态分布适中。通过凝胶性能、浊度、COD。，、UV254、Zeta电位等指标，考察四种铁源制备的聚硅酸铁深度处理腈纶废水的效果。结果显示，以硫酸亚铁为铁源时，凝胶时间长、浊度去除率和COD盯去除率高、对废水Zeta电位提升明显，并且成本最低，即FeS04·7H20是制备聚硅酸铁的最佳铁源。针对聚硅酸铁易凝胶的特性，本文用pH法、SEM、Fe—Felon逐时比色法、硅钼逐时比色法、粒度分析、TEM、EXD分析表征了聚硅

6、酸铁熟化过程中物理化学形态的变化。研究发现聚硅酸铁在熟化过程中低聚态的铁和硅逐渐向高聚态转变；随着熟化时间的增加，聚硅酸铁抗破碎性能和恢复性能逐渐下降，但自然干燥成粉末状的聚硅酸铁呈现不同规律，其絮体恢复性能较强；熟化过程中聚硅酸铁以聚硅酸为核心，络合含铁化合物在其周围聚合，逐渐发展成尺寸更大的团聚物。本文试验用水为腈纶废水生化出水，优化了聚硅酸铁的制备以及反应条件：最佳制备条件为PSF(硫酸亚铁源)在铁硅比1．5、pH=3条件下活化1h、以氯酸钠为氧化剂；最佳反应条件为反应体系pH在4．24~7．32之间、投加量为6mmol／L(以铁计)、沉降10min，此时

7、浊度去除率为98．56％左右、COD。，去除率为38．21％、DOC去除率为35．29％、TN去除率为16．59％、UV254去除率为54．23％。处理后水符合国家规定的腈纶废水=级出水标准。三维荧光扫描处理前后水样，各荧光峰荧光强度均有不同程度的减弱，分析各荧光峰发现：聚硅酸铁可以有效深度处理腈纶废水中微生物降解产物及难以生物降解的部分。关键词：聚硅酸铁；腈纶废水；深度处理；铁源；熟化时间IAbstractPoly-silicic—ferric(PSF)congulants，preparedbyactivatedpolysilicicacidandpolyfe

8、rricsulfate，