陰離子改性聚磷硫酸鐵絮凝劑的制備及應(yīng)用.pdf

1、目前，水體富營養(yǎng)化是我國水環(huán)境污染的重要方面之一，嚴(yán)重制約了水資源的開發(fā)利用。未經(jīng)處理的生活污水和污水處理廠尾水是地表水體磷的重要來源。污水處理工程通常采用生物除磷工藝去除污水含有的磷；污水處理廠的建設(shè)在一定程度上削減了進(jìn)入地表水體的磷，但其除磷效果在冬季低溫時不甚理想，甚至?xí)霈F(xiàn)總磷超標(biāo)的現(xiàn)象。隨著我國排水標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，尋求經(jīng)濟(jì)合理的生活污水處理工藝是我國水環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域亟需解決的問題。
　　論文以冬季時厭氧-接觸氧化工藝二級出

2、水為研究對象，開展了化學(xué)強化除磷實驗研究。實驗以七水硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）和廢硫酸、雙氧水等為原料，采用陰離子改性法引入PO43-合成聚磷硫酸鐵，考察了合成條件對聚磷硫酸鐵的堿化度的影響，并采用響應(yīng)曲面法分析了主要合成因素之間的交互作用對聚磷硫酸鐵全鐵含量和堿化度的影響；采用XRD、紫外可見吸收光譜、傅立葉紅外光譜等對其形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征并分析了聚磷硫酸鐵的合成機理；同時研究不同實驗條件下聚磷硫酸鐵的除磷效果。通過上述研究得到的

3、主要結(jié)論有以下幾個方面：
　?、俸铣蒔PFS過程中，當(dāng)氧化劑用量為n(H2O2)/n(Fe)=0.7，氧化時間為10min，氧化溫度為20℃時，F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到99.93％。PPFS的堿化度隨著 H2SO4/Fe的增大而逐漸降低；PPFS的堿化度隨著P/Fe和OH/Fe的增大而逐漸增大；聚合溫度和聚合時間對PPFS堿化度的影響較小，當(dāng)H2SO4/Fe為0.3~0.35、P/Fe=0.3、OH/Fe=0.3、聚合溫度為60℃、

4、聚合時間為60min時，制備的PPFS絮凝劑具有較高的堿化度。
　?、赑PFS絮凝劑Fe(Ⅲ)形態(tài)分析表明：Fea的含量隨著P/Fe的增大而增大。而Feb含量先隨著P/Fe的增加而增加，在P/Fe=0.3時達(dá)到最大值18.50%，隨后Feb含量隨著P/Fe的增加而減小。Fec含量最多，其含量隨著P/Fe的增大而減小。Fea的含量隨著OH/Fe的增加而逐漸降低；Feb含量隨著OH/Fe的增加而增加；Fec的含量的隨著OH/Fe的增加

5、而逐漸增加。XRD圖譜分析表明PPFS為具有微量晶體混合的無定型結(jié)構(gòu)的羥基橋連的磷鐵聚合物。PPFS的合成機理是反應(yīng)體系中的羥基與磷酸根配位競爭鐵離子生成不同絡(luò)合物，這些絡(luò)合物再通過羥基橋連成更大的絡(luò)合物的過程。
　　③響應(yīng)曲面分析表明：操作因素OH/Fe、聚合溫度對PPFS絮凝劑全鐵含量的線性效應(yīng)顯著；P/Fe和聚合溫度的交互作用對PPFS絮凝劑全鐵含量的交互影響顯著；P/Fe、OH/Fe、聚合溫度的平方項對PPFS絮凝劑全鐵含

6、量的曲面效應(yīng)顯著。H2SO4/Fe、P/Fe、OH/Fe、聚合溫度對堿化度的線性效應(yīng)顯著；H2SO4/Fe和聚合溫度的交互作用對堿化度的交互影響顯著；H2SO4/Fe、P/Fe、OH/Fe、聚合溫度的平方項對堿化度的曲面效應(yīng)不顯著。
　?、芑瘜W(xué)混凝除磷中，增加PPFS投加量，TP去除率也隨之增大；當(dāng)投加量為40mg/L時，TP去除率達(dá)到90%，出水TP濃度可以下降至0.5mg/L以下。PPFS與助凝劑聯(lián)用時，CPAM、APAM會降