聚硅酸铁镁水处理剂的制备及应用研究.pdf

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1、第39卷第4期北京化工大学学报(自然科学版)Vo1．39，No．42012焦JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology(NaturalScience)2012聚硅酸铁镁水处理剂的制备及应用研究文彦杰韩春英张丽丹’陈晓盼田晓薇(北京化工大学理学院，北京100029)摘要：利用复合共聚法制备了聚硅酸铁镁(PSiFM)絮凝剂，采用IR、SEM等手段对PSiFM进行了表征，并研究了该絮凝剂pH、电导率、化学需氧量等随保存时间的变化规律。结果显示PSiFM形成了

2、有利于发挥电中和、吸附网捕等絮凝作用的结构，比未加Mg的聚合硫酸铁(PSiF)絮凝剂有更好的效果。最后采用模拟水样和实际水样分别进行了PSiFM的应用性能研究，结果表明与市售聚合硫酸铁(PFS)絮凝剂相比，PSiFM具有较好的絮凝效果，COD去除率可达80％左右，固体悬浮物去除率可达90％左右。关键词：聚硅酸铁镁；微观形貌；絮凝机理；化学需氧量中图分类号：TQ314．2金属离子——镁，采用复合共聚法制备了聚硅酸铁引言镁絮凝剂，并通过表面形貌、电导率、光谱特征等手水资源的保护及污水处理是现代社会不可忽视

3、段对絮凝机理进行了分析，并将自制的聚硅酸铁镁的环境问题，其中，絮凝是水处理技术中最重要的操絮凝剂与市售PFS絮凝剂进行了对比研究，为进一作过程之一。通过该过程可使胶体脱稳，小颗粒聚步研制高效絮凝剂提供了基础数据。集成大颗粒，以除去水中的悬浮固体、天然有机1实验部分物等。聚硅酸金属盐是一类新型的无机高分子絮凝1．1试剂剂，是在聚硅酸及传统的铝盐、铁盐等絮凝剂的基础九水合硅酸钠，分析纯，国药集团化学试剂有限上发展起来的复合絮凝剂。该絮凝剂利用协同增效公司；盐酸，氯化铁，氯化镁，分析纯，北京化工厂；聚的原理

4、将一种或两种金属离子与活化硅酸复合而合氯化铁，市售；COD消解液，美国哈希公司。使成，从而同时具有了电中和及吸附架桥作用，絮凝效用电导率小于0．5I~S／cm的去离子水配制所有果良好，且易于制备，使用该种絮凝剂进行处理溶液。的化学需氧量(COD)去除率最高可达到1．2絮凝剂的制备80％-5]配制一定浓度的硅酸钠溶液，调节合适的pH，。聚硅酸铁是一种重要的无机高分子絮凝在酸性条件下得到黏度为1．3mPa·s的聚硅酸剂，它具有凝聚沉降速度快、沉渣量少、pH适用范围(PSiA)。向PSiA溶液中加入一定量氯

5、化铁溶液，广、安全无毒等优点。但三价铁离子的余色问题一控制Fe、Si物质的量比，制成聚硅酸铁(PSiF)絮凝直制约着铁系絮凝剂的应用，若能解决造色问题，将剂。进而加入氯化镁溶液，控制Mg、Fe物质的量具有很好的推广应用价值。而镁盐絮凝剂具有活性比，反应一定时间得到聚硅酸铁镁(PSiFM)絮大、吸附能力强、无腐蚀性、无毒无害等特性。镁盐凝剂。。。的引入除了对污水本身的脱色作用外，还有去除铁1．3测试与表征盐絮凝剂余色的作用。1．3．1红外光谱及扫描电镜表征因此本文在聚硅酸铁的基础上又引入了第二种取部分絮

6、凝剂产品在40℃下烘干，使用KBr固收稿日期：2012—02—06体压片法制样，使用红外光谱仪(Nexus，670．FTIR第一作者：女，1987年生，硕士生型)测试，扫描范围400～4000cm～，得到红外谱图。通讯联系人使用扫描电镜(Hitachi，$4700型)对样品的微观形E·mail：zhangld@mail．buct．edu．cn貌进行表征。第4期文彦杰等：聚硅酸铁镁水处理剂的制备及应用研究1．3．2pH及电导率测试加大PSiFM的聚合度。制备好的絮凝剂样品，常温保存，每隔一段时间，取少量

7、样品恒温2O℃，将pH计(北京屹源电子公司，F20A型)和电导率仪(上海分析测试仪器公司，DDS．11A型)的电极分别放入样品中，恒定2PSiFMmin，记录数据。。温度的变化对电导率有影响，因此，每次测量必须保证温度恒定。PSiF1．3．3CODc测试使用制得的PSiFM絮凝剂处理含硅藻土模拟废水和实际水样，加入一定量合成的絮凝剂，搅拌静4()00350()300O250o2()00l5001O0o5o0alem‘置后取液面下2cm处水样进行COD测试。每个消解瓶中加入COD消解液、HgSO及2mL

8、水样。图1PSiF和PSiFM的红外光谱图Fig．1IRspectraofPSiFandPSiFM将装有水样的COD试管放入COD消解器中，在200℃的条件下加热回流2h，待冷却至室温，使用紫3400cm-1处的峰是一0H的伸缩振动峰，包括外一可见分光光度计(HACH，DR5000型)测试在与Fe和Si相连的一OH。1620cm的峰是H—O—420nm处吸收波长，仪器自动将吸光度值转变为H弯曲振动峰，PSiF、PSiFM两种样品均含有此峰，COD值(mg