無機(jī)高分子復(fù)合絮凝劑聚合硫酸鐵鋁的研制.pdf

1、論文以鈦白粉副產(chǎn)物七水硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）和工業(yè)含鋁材料為主要原料，濃硝酸（HNO3）作為強氧化劑，采用直接氧化法制備復(fù)合混凝劑聚合硫酸鐵鋁(PAFS)，采用紅外（FTIR）、X-衍射（XRD）、掃描電鏡（SEM）對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征之后以生活污水為研究對象，在單因素試驗設(shè)計的基礎(chǔ)上，研究了自制PAFS對生活污水的降解效果、試驗優(yōu)化條件及降解機(jī)理。同時將其應(yīng)用于城鎮(zhèn)生活污水處理，印染廢水的處理，為研制出高效新型混凝劑提供一定

2、的數(shù)據(jù)和基礎(chǔ)。
　　論文的主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　(1)以FeSO4·7H2O和工業(yè)含鋁材料為主要原料，濃硫酸（H2SO4）為酸化劑，濃HNO3為氧化劑，磷酸為穩(wěn)定劑，氫氧化鈉為堿化劑，在不同的SO42-/Fe摩爾比、NO3-/Fe摩爾比、Al/Fe摩爾比和堿化度（OH/Fe）下合成聚合硫酸鐵鋁，通過單因素試驗，研制出適用于生活污水除磷、去濁且高效低廉的PAFS。結(jié)果表明：PAFS的最佳制備工藝條件是反應(yīng)溫度、時間、S

3、O42-/Fe、NO3-/Fe、Al/Fe和堿化度（OH/Fe）摩爾比分別為80.0℃、60.0min、0.38、0.45、0.11、0.10。在此條件下制備的PAFS對生活污水TP去除率為98.6％，COD去除率達(dá)到79.1%，濁度去除率達(dá)到98.1%。
　　(2)通過FTIR分析可知，PAFS中含有含有Fe-O-Fe，Al-O-Al聚合物。通過XRD分析可知，與PAFC相比，在Al/Fe摩爾比為0.11條件下合成合成的產(chǎn)品出現(xiàn)

4、了一些新的強度較強的衍射峰，這是因為在 PFS的基礎(chǔ)上中加入了其它鋁等其它的離子，形成了好多新的物相，這也間接說明PAFS是羥基聚合物和鋁鐵交叉共聚物。通過SEM表征可知，PAFS是以PFS的結(jié)構(gòu)作為骨架，在其表面結(jié)合了大量的鋁鐵聚合物支鏈，由于Al3+加入使得PAFS的表面變的蓬松，呈褶皺狀花瓣狀結(jié)構(gòu)，呈現(xiàn)很強的凝聚態(tài)，與實際顯示的外觀粘稠性相符，這種結(jié)構(gòu)形狀具有較大的比表面積和較強的吸附架橋能力，這樣處理污染物時，通過網(wǎng)捕和吸附中的

5、小顆粒，將膠體和懸浮物顆粒卷掃下來，形成絮狀沉淀。
　　(3)將自制的PAFS用于處理生活污水，通過單因素實驗，確定快攪速度為350rpm，快攪時間為60s，慢攪速度為60rpm，慢攪時間為15.0min，PAFS的最佳投加量為25.0mg/L，生活污水的最佳pH值為8.5。PAFS對生活污水中TP、COD和濁度的去除率達(dá)到最優(yōu)。在此基礎(chǔ)上，以生活污水的COD去除率為考察對象，選取快攪速度、快攪時間和投加量進(jìn)行三因素三水平的響應(yīng)面

6、分析，得到了二次響應(yīng)曲面模型以及優(yōu)化的水平值。結(jié)果表面PAFS混凝去除COD的最適因素條件為：投加量為21.8mg/L，快攪速度為358rpm和快攪時間為0.90min。在此條件下，COD去除率平均值為60.6%。通過回歸分析COD模型的擬合性良好。
　　(4)將自制的PAFS用于處理印染廢水，在單因素的基礎(chǔ)上，探究了pH和PAFS投加量對印染廢水的COD、濁度去除效果和形成污泥體積的影響，以及PAFS與常見絮凝劑（PFS、PAC