鈦白粉副產(chǎn)物和廢酸制備聚合硫酸鐵及性能研究.pdf

1、混凝是水處理工藝中的一項(xiàng)重要技術(shù),在生產(chǎn)、生活中用水及污水處理中都有廣泛應(yīng)用,混凝過(guò)程中所需的絮凝劑用量較大、總類(lèi)也較多。發(fā)展經(jīng)濟(jì)、高效的絮凝劑是社會(huì)的需求,聚合硫酸鐵(Polv Ferric Sulfate,簡(jiǎn)稱(chēng)PFS)作為一種無(wú)毒的、高效的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑,憑借其優(yōu)良的處理性能,在水處理中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
　　 硫酸法生產(chǎn)鈦白粉過(guò)程中產(chǎn)生的污染物種類(lèi)較多,包括廢氣、廢渣、廢水,而且污染物總量較大,其中以廢酸和硫酸亞鐵產(chǎn)

2、生量最多、污染最嚴(yán)重,目前多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)沒(méi)有很好的處置和利用這部分污染物,對(duì)廠區(qū)和周?chē)h(huán)境造成嚴(yán)重危害,并一定程度影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
　　 以江蘇太白集團(tuán)有限公司鈦白粉生產(chǎn)中的硫酸亞鐵和廢硫酸為原料,添加適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖脱趸瘎?在常壓中溫條件下,成功制備了混凝劑PFS；對(duì)制備PFS產(chǎn)品的微觀品質(zhì)進(jìn)行多方面表征；以高嶺土懸濁液、酸性紅模擬廢水、江蘇坤風(fēng)紡織品有限公司印染廢水為試驗(yàn)對(duì)象,分析了影響混凝效果的主要因素,研究了自制絮凝劑在

3、濁度、SS、色度、COD等污染指標(biāo)上的去除效果；同時(shí)與市售聚合硫酸鐵絮凝劑的混凝效果進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。
　　 實(shí)驗(yàn)室制備PFS的最優(yōu)條件為:七水硫酸亞鐵用量200g,廢硫酸用量70mL,氧化劑H2O2用量40mL,催化劑亞硝酸鈉用量3g,氧化聚合反應(yīng)溫度70℃,反應(yīng)時(shí)間3.5 h,n[SO42-]／n[Fe]比為1.25。
　　 制備的PFS經(jīng)X-射線(xiàn)衍射、掃描電鏡、透射電鏡及紅外光譜法進(jìn)行結(jié)構(gòu)、形態(tài)特征分析,產(chǎn)品PFS為

4、含有少量晶體的無(wú)定型結(jié)構(gòu)的羥基硫酸鐵的聚合物。
　　 制備的PFS處理性能良好,在處理模擬廢水和實(shí)際廢水時(shí),絮體生長(zhǎng)速率快,絮體顆粒達(dá)到平衡耗時(shí)短,最終絮體平均粒徑較大。
　　 在處理模擬廢水時(shí),處理效果影響因素大小順序?yàn)?藥劑投加量,溶液pH值,攪拌速度,沉淀時(shí)間；最佳絮凝組合條件為:PFS投加量50mg／L,溶液pH=8,慢攪拌速度30r／min,沉淀時(shí)間15min。
　　 在處理實(shí)際印染廢水時(shí),絮凝劑的投加

5、量和廢水pH值對(duì)混凝效果影響較大,當(dāng)投加量為500mg／L,廢水pH=7～10時(shí),對(duì)水樣COD、SS和色度均有最佳的處理效果,分別為70％、89％、86％。自制PFS與市售PFS產(chǎn)品的處理效果相當(dāng)。
　　 本研究制備PFS具有工藝簡(jiǎn)單,反應(yīng)時(shí)間短,生產(chǎn)成本較低,產(chǎn)品質(zhì)量較高等特點(diǎn),既解決了鈦白粉廠硫酸亞鐵和廢酸的處理難題,又可變廢為寶,實(shí)現(xiàn)污染物、廢棄物的資源化利用,研究成果應(yīng)用于鈦白粉生產(chǎn)企業(yè),可產(chǎn)生較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。