聚硅鐵混凝劑的制備及應用研究.pdf

1、聚硅鐵（PSF）是在聚硅酸（PS）和鐵鹽混凝劑基礎上發(fā)展起來的復合型無機高分子混凝劑，水處理出水不會有殘余鋁、處理低溫低濁度水效果好、污染物去除率高等特點。目前的研究內(nèi)容一般為制備中各組分的最佳比例及最佳工藝，但是混凝劑分子大小、所帶電荷對混凝性能影響的研究罕見報道。本文以鋼鐵鹽酸酸洗廢液、工業(yè)水玻璃為原料，制備了無毒高效的聚硅鐵混凝劑。研究了PSF的制備工藝、聚合及混凝機理，利用IR、XRD表征了其結構，采用PSF處理高嶺土模擬水和浐

2、河水取得了較好的效果。研究了混凝劑粒徑大小、所帶電荷對混凝效果的影響，推測了PSF的聚合反應的過程。本文研究結論如下：
　　 （1）研究表明，在酸性條件下制備PS，pH越大、SiO2含量越高，PS的凝膠時間越短。PS最佳聚合條件為：pH=2，w（SiO2）=5％。PSF的制備方法為：將稀釋后的工業(yè)水玻璃（w（SiO2）=5％）在高速攪拌條件下緩慢加入到一定量的20％H2SO4溶液中，控制溶液pH為2，室溫下聚合反應2h，得到PS

3、待用。按n（Fe）：n（Si）：n（NaClO3）=6：3：1分別加入鹽酸酸洗廢液、飽和氯酸鈉溶液到制備的PS溶液中，快速攪拌下充分反應，陳化1d，就制得了黃褐色粘稠狀固體PSF混凝劑，測定PSF的理化指標。
　　 （2）考察了PSF處理高嶺土模擬水和浐河水的效果。研究表明，PSF處理模擬廢水時，pH適用范圍為6～11。PSF在投加量為50mg/L時，剩余濁度為0.83 NTU，殘余鐵為0.14mg/L；PSF浐河水時，pH適用

4、范圍為5～11，在原水的pH（7.65）下即有最佳除濁效果。PSF在投加量為100mg/L時，剩余濁度為0.59NTU、殘余鐵為0.12mg/L。PSF在投加量為200mg/L時，對原水的UV254的去除率為76.89％。與PAC、PFC相比，用PSF處理廢水具有pH適用范圍廣、投加量低、溶解性有機物去除率高、殘余鐵含量低，幾乎不含殘余鋁的特點，出水主要指標符合生活飲用水標準。
　　 （3）通過PSF的IR、XRD圖譜證實硅、鐵

5、發(fā)生了作用，而不是簡單的原料復配，IR證明971cm-1處為Fe——O——Si鍵的伸縮振動峰。
　　 （4）比較了三種混凝劑的Zeta電位、平均粒徑以及它們對不同廢水的混凝效果，研究表明：以低電荷水體為處理對象時，混凝劑粒徑是決定混凝效果的主要因素，支化程度較高、分子鏈長混凝效果好；以高電荷水體為處理對象時，混凝劑所帶電荷是混凝效果的控制因素，電荷高，混凝效果好。利用水體中污染物的Zeta電位、濃度、平均粒徑的相關性，提出了以k