去除水環(huán)境中溶解有機(jī)氮的高分子復(fù)合絮凝劑的制備與表征研究.pdf

1、水是生態(tài)環(huán)境的重要組成，保障水環(huán)境的安全有利于經(jīng)濟(jì)社會的可持續(xù)發(fā)展。溶解有機(jī)氮(DON)是水環(huán)境中重要組成部分，隨著工農(nóng)業(yè)的發(fā)展及城市化進(jìn)程的加劇，水環(huán)境中的DON含量急劇上升，給飲用水處理帶來不利的影響。為保障水環(huán)境安全，改善飲用水水質(zhì)，DON的污染治理研究已成為重要的環(huán)境課題。絮凝技術(shù)作為一種水處理方法，在世界各國凈化水質(zhì)方面起著重要作用，是解決水環(huán)境問題的關(guān)鍵。絮凝工藝的核心技術(shù)是絮凝劑的開發(fā)與應(yīng)用，絮凝劑的優(yōu)劣決定水處理效果。傳

2、統(tǒng)絮凝劑多為液體在運(yùn)輸和使用過程中已不能滿足現(xiàn)代水處理要求，開發(fā)新型高效固體絮凝劑是當(dāng)今水處理工作的重要任務(wù)之一。
　　聚磷硫酸鐵鋅(PPZFS)利用七水合硫酸亞鐵(FeSO4·7H2O)為主要原料，濃硫酸為酸化劑，通過PO43+對Fe3+和Zn2+的聚合作用進(jìn)行改性增強(qiáng)絮凝效果。實(shí)驗(yàn)采用單因素法通過響應(yīng)面優(yōu)化設(shè)計(jì)確定PPZFS的最佳合成條件，即鋅鐵摩爾比為0.13，磷鐵摩爾比為0.47，堿化度為0.13，反應(yīng)溫度為40℃，熟化時

3、間為24h。PPZFS具有良好的穩(wěn)定性和絮凝性能，通過逐時絡(luò)合比色法、掃描電鏡、紅外光譜以及X-射線衍射法探究PPZFS形態(tài)結(jié)構(gòu)。
　　逐時絡(luò)合比色法表明，PPZFS中Fec含量所占比重最大，F(xiàn)ea、Feb含量較少。隨著時間的變化，F(xiàn)ec含量達(dá)到穩(wěn)定，可以推斷出絮凝劑PPZFS主要以高鐵聚合物的形式存在。
　　電鏡掃描表明，PPZFS表面粗糙凹凸不平，聚集體形成空間網(wǎng)狀交聯(lián)、簇狀類珊瑚結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)出強(qiáng)聚合形態(tài)，與實(shí)際絮凝劑合成

4、過程中變成粘稠的固體絮凝劑這一現(xiàn)象相符合。
　　紅外光譜分析表明，PPZFS在500—4000cm-1區(qū)域內(nèi)峰形變化明顯，這些峰可能為Zn-O-Zn、Fe-O-Fe、Zn-O-Fe和Zn-O的振動，PFS水解的絡(luò)合鐵離子可能生成了新一類高電荷多羥基的活性物質(zhì)，產(chǎn)生的吸收峰說明PFS和PO43-復(fù)合后發(fā)應(yīng)可能生成了Fe-PO43-Zn等新聚合物。
　　X-射線衍射分析表明，Zn2+和PO43-的加入影響了PPZFS的聚合和結(jié)晶

5、程度，可能出現(xiàn)Fe3(H3O)H14(PO4)8·4H2O,Fe3H15(PO4)8·4H2O和Zn(OH)2·0.5H2O等晶體物質(zhì)，優(yōu)化后的PPZFS為高分子聚合物，對DON的去除更加有效。
　　探索最佳合成條件下PPZFS的應(yīng)用效果，采用單因素分析投加量和pH在PPZFS應(yīng)用于湘江水、生活污水和池塘水過程中對去除DON的影響。PPZFS對湘江水中濁度、UV254、DON均有良好的去除效果，當(dāng)pH為5~6，投加量以鐵計(jì)為12m