聚硅酸铝铁范文

聚硅酸铝铁范文（精选5篇）

聚硅酸铝铁 第1篇

随着印染业的不断发展, 印染废水排放量也与日俱增, 给水环境造成了严重污染。随着染料工业的飞速发展和后整理技术的进步, 新型助剂、染料等在印染行业中的大量使用, 进一步加重了印染废水脱色处理的难度, 所以一直是工业废水处理的难点。因此, 了解和开发高效的印染工业废水处理材料是印染污水处理行业研究的热点。本文综述了聚硅酸铝铁在印染废水处理材料上取得的进展。

二、絮凝剂概述

聚硅酸铝铁是无机高分子絮凝剂中的一种。主要应用在污水处理领域。目前, 无机高分子絮凝剂由一般的无机铝盐和铁盐向高分子聚合铝和聚合铁盐方向发展, 在高浓度印染废水处理中具有广泛应用。在印染废水处理中经常选用的絮凝剂主要包括铝盐和铁盐两大系列。铝盐絮凝剂脱色的p H范围广, 对于大部分染料废水都可获得较理想的脱色效果。但因铝盐水解是吸热反应, 在温度过低时投药量大且对人体有毒害作用。用聚铝型絮凝剂处理染料生产废水, 脱色率和COD去除率均在90%。铁盐絮凝剂包括硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁等, 但较铝盐絮凝剂有更强的亲OH-能力, 因此水解的速度远远快于铝盐。采用无机铁盐对不同类型的印染废水进行絮凝脱色研究, 结果表明脱色率平均达94%, COD的去除率平均达74.3%。

三、絮凝剂的分类

目前在污水处理过程中使用的絮凝剂主要分为两个类型, 一种是属于无机絮凝剂, 另一种属于有机絮凝剂。其中有机絮凝剂又包括天然有机高分子絮凝剂、合成有机高分子絮凝剂、微生物絮凝剂;无机絮凝剂又包括无机高分子絮凝剂和无机凝聚剂。有机高分子絮凝剂在我国无数处理过程中应用的较早, 相关技术也相当的成熟, 由于其适应性强, 在污水处理过程中的发展十分迅速。当前在水/油体系破乳, 水净化, 废水再资源化, 含油废水处理及污泥脱水等方面都有很好的应用。无机絮凝剂目前根据金属盐的不同可分为铝盐系及铁盐系两大类;铝盐以氯化铝和硫酸铝为主要的溶剂, 铁盐以氯化铁和硫酸铁为主要溶剂。

无机聚合物絮凝剂之所以比其他无机絮凝剂能力高、絮凝效果好, 其根本原因就在于它能提供大量的络合离子, 能够强烈吸附胶体微粒, 通过粘附、架桥和交联作用, 从而促使胶体凝聚。在胶体的凝聚过程中还发生物理化学变化, 中和胶体微粒及悬浮物表面的电荷, 降低了电位, 使胶体粒子由原来的相斥变成相吸, 破坏了胶团的稳定性, 促使胶体微粒相互碰撞, 从而形成絮状混凝沉淀, 而且沉淀的表面积可达200~1000m2/g, 极具吸附能力。也就是说, 聚合物既有吸附脱稳作用, 又可发挥黏附及卷扫絮凝作用。

四、聚硅酸铝铁在引人污水中的处理效果

聚硅酸铝铁絮凝剂是充分对PAC和Fe Cl3是的有点进行有效的利用使絮凝剂达到了理想的处理效果。

1、粘度对分散艳蓝染料脱色效能的影响

按照 (Al+Fe) /Si摩尔比为1:1, Al/Fe摩尔比为1:1, 制备出聚硅酸铝铁凝剂, 分析聚硅酸的粘度对PSAF处理分散艳蓝染料废水脱色效能的影响。处理对象均为同一家印染企业排放的的污水:其吸光度、浊度、污水的温度分别控制在0.468, 30NTU, 15℃。分别采用不同浓度的聚硅酸铝铁溶剂对印染污水进行处理, 通过对比和分析, 确定当聚硅酸铝铁溶剂的粘度为0.009PaS对印染污水的处理效果最好, 脱色率和剩余浊度都达到了最好的效果。聚硅酸铝铁溶剂的年度过大和过小都不利于印染污水的处理。脱色率随着粘度的升高有下降的趋势, 剩余浊度也较高。这是因为分散染料在水中是以以悬浮或胶体的状态存在的, 硅酸聚合度高, 有利于在混凝过程中吸附架桥及网捕作用的增强, 但是聚硅酸的粘度过高, 铝铁的加入不能有效的阻止硅酸的凝胶化, PSAF电中和能力减弱, 脱色率反而降低。

2、投加量对分散艳蓝染料脱色效能的影响

(Al+Fe) /Si摩尔比为1:1, Al/Fe摩尔比为1:1, 硅酸的粘度为0.009PaS条件制备聚硅酸铝铁混凝剂, 分析聚硅酸铝铁投加量对聚硅酸铝铁处理分散艳蓝染料废水脱色效能的影响。污水均为同一家印染厂同一时段排出的污水, 其吸光度、浊度、污水温度分别为0.468、30NTU, 15℃, p H检测值为7.8。聚硅酸铝铁投入量分别为4.510-4molL-1、510-5molL-1, 当投加量大于4.510-4molL-1时, 脱色率随着投加量的增大而下降, 原因在于投加量过多, 胶体粒子吸附了过多的反离子, 使原来的电荷变号, 排斥力变大, 发生了再稳现象。投加量在相当宽的范围内 (210-4molL-1~至810-4molL-1) 聚硅酸铝铁对分散艳蓝染料有较高的脱色率。

3、p H值对分散艳蓝染料脱色效能的影响

采用PSAF ( (Al+Fe) /Si摩尔比为1:1、Al/Fe摩尔比为1:1) , 投加量为4.510-4molL-1, 用0.5molL-1的盐酸和Na OH溶液调节水样的p H值, 在p H值6.5~11范围内, 聚硅酸铝铁对分散艳蓝水样都有较高的脱色率。p H小于6时其脱色率较差。

五、结束语

随着人们对印染行业的污染重视程度的不断提升, 聚硅酸铝铁在印染污水处理过程的使用越来越多, 聚硅酸铝铁对污水处理的效果也比较明显, 因此, 我们要不断的深入对聚硅酸铝铁在印染污水处理过程的研究, 在提高印染行业污水处理效果的同时, 降低生产成本, 为印染行业健康、快速的发展创造条件。

摘要：随着经济的快速发展, 印染行业也得到了快速的发展, 造成印染行业的污水排放量也逐渐的增加, 采用聚硅酸铝铁絮凝剂能对印染污水进行很好的处理, 本文就聚硅酸铝铁处理印染废水的研究进行阐述

关键词：聚硅酸铝铁,印染废水,处理,研究

参考文献

[1]孙剑辉聚硅酸盐类絮凝剂的研究进展[J]工业水处理, 2010,

[2]高宝玉聚硅酸铝盐混凝剂的研究进展[J]环境科学进展, 2009

聚合硫酸铝铁预处理垃圾渗滤液 第2篇

聚合硫酸铝铁预处理垃圾渗滤液

摘要：采用聚合硫酸铝铁(PAFS)预处理垃圾渗滤液中的高浓度有机物,为后续的吸附环节及生物处理阶段创造良好的水质条件.试验结果表明,在低投加量的.条件下,PAFS投加量在200 mg/L、pH为8.0、沉淀时间为40min时,混凝效果最佳,CODcr的去除率可达37.5%.作 者：邱S 郑爽英 QIU Yun ZHENG Shuang-ying 作者单位：西南交通大学环境科学与工程学院,四川,成都,610031期 刊：污染防治技术 Journal：POLLUTION CONTROL TECHNOLOGY年，卷(期)：,23(2)分类号：X703.5关键词：聚合硫酸铝铁 混凝 预处理

聚硅酸铝铁 第3篇

关键词：聚硅酸铝铁(PSAF),制备,高浓度废水,影响因素

混凝是水处理中的重要环节之一。在污废水处理中,混凝是去除固体悬浮物、胶体颗粒、天然有机物等的重要方法。随着污废水处理技术的发展,在生活污水、工业废水、硬水软化中开发和应用高效、廉价、无毒环保的无机高分子絮凝剂越来越受到重视。聚硅酸铝铁(PSAF)是一种兼有聚硅酸、聚铝和聚铁絮凝剂综合性能的新型无机高分子絮凝剂。该絮凝剂与传统的纯铝盐、铁盐絮凝剂相比,在吸附架桥效能、电中和性能和卷扫综合功能方面都有一定的提高[1～3],具有合成条件简单、投加量少、处理负荷强、脱色性能好、絮体密实、沉降速度快等特点,在处理高浓度废水中取得很好的效果[4]。

1 制备方法

聚硅酸铝铁(PSAF)是在聚硅酸中同时引入铁离子和铝离子制备而成的聚硅酸金属盐聚合物,因此克服了铝盐絮凝剂絮体松散易碎、沉降速度慢和铁盐絮凝剂色度深的不足,同时发挥铝盐和铁盐絮凝剂的优点,阻断硅酸胶化的过程,延长聚硅酸的稳定时间[5]。

目前,实验室主要是采用较高纯度的药品来自行配制。在工业上,制备聚硅酸铝铁(PSAF)的原料除了来自铁铝矿石外,还可以利用工业残渣(如工业硫酸铝渣、粉煤灰)来制取,变废为宝。常用的两大制备方法有共聚法和复合法。两者最大的区别在于聚硅酸与金属盐混合前,金属盐是否进行了聚合[6]。

共聚法(图1):首先是水玻璃(Na2SiO3)的活化,即在加酸调节pH的条件下使硅酸聚合到一定程度,形成活化硅酸;然后顺次加入铝盐和铁盐,并加入Na2CO3或NaOH调节水解度,搅拌、熟化一段时间后形成液体聚硅酸铝铁盐。这种方法制取的PSAF聚合度较高,吸附架桥作用较为突出[7]。

复合法(图2):先按一定比例配制铝盐和铁盐的混合溶液,然后在搅拌剪切条件下向混合液中加NaOH或者Na2CO3,使金属盐首先进行一定程度的聚合;接着加入活化硅酸并搅拌,经一定熟化时间,可制取聚硅酸铝铁絮凝剂。这种方法制取的产品聚合度及水解度相比共聚法较低,这可能是因为硅链与已经发生聚合的金属盐进行结合的难度增大。但与共聚法的产品相比,其电性中和作用得以提高[7]。

上述只是将制备方法简化,在实际应用中,应根据需要设计各药品的投加量、摩尔比、pH值、反应温度、添加步骤、反应过程。如顾玲等人[8]采用复合法制取聚硅酸铝铁(PSAF):将60g粉煤灰装入马弗炉中,以Na2CO3作为助熔剂在一定温度下焙烧活化2h,保温1h,使粉煤灰中的铝、铁转变为活性较大的无定型体或晶体;加入一定浓度的盐酸,将恒温水浴控制在一定温度,以100rmin-1搅拌一定时间,抽滤,得到含Al3+和Fe3+的浸出液;用Na OH溶液、氨水和盐酸对Al3+和Fe3+的浸出液进行分离(过量Na OH条件下铝以Na Al O2形式存在,而铁则会沉淀,再向沉淀中加入稀盐酸浸取Fe3+),分别得Al3+溶液和Fe3+溶液。向25m L质量分数为5%的Na2Si O3溶液中滴加一定量浓度为2.24molL-1的盐酸,聚合一定时间后得到聚硅酸溶液。将上述制得的Al3+溶液、Fe3+溶液以一定比例滴加入聚硅酸溶液中,加入碱液调节p H,以100rmin-1的转速搅拌,熟化2h,再静置24h,即得到聚硅酸铝铁。开始滴加Al3+溶液和Fe3+溶液至凝胶形成所需的时间为凝胶时间。

2 聚硅酸铝铁(PSAF)在处理高浓度废水中的应用

聚硅酸铝铁(PSAF)处理的高浊度废水一般有印染废水、造纸废水、制浆废水、制革废水等,而且主要是聚硅酸铝铁PSAF除浊、除色、去除CODCr的性能的研究。应用效果如表1所示。

注:“/”表示参考文章中没有列出相应的数据

2.1 聚硅酸铝铁(PSAF)在印染废水中的应用

印染废水是指在印染加工过程中各工艺流程所排放的混合废水的总称,主要有预处理排放废水、印染过程排放废水、后续整理阶段排放废水。印染废水的主要特点:有机物含量高、成分复杂、色度大、CODCr含量高,而BOD5相对较低,生物降解性差,排放量大[13]。现在国内外常用絮凝法来提高水质处理效果,既简单又经济。

聚硅酸铝铁(PSAF)是处理印染废水常用的絮凝剂。李丽萍[14]在研究聚硅酸铝铁(PSAF)的性能和影响因素时发现,聚硅酸铝铁的混凝效果明显优于PAC和PFC,其沉降时间仅为PAC和PFC的1/4。贺晓维等人[15]在研究可溶性聚硅酸铝铁的制备及其在废水处理中的应用中,选用赤泥(Fe、Al和Si这3种元素含量都很高)为原料制备聚硅酸铝铁(PSAF)时,废水的CODCr去除率最高达81.05%。马同森等人[16]用硅酸钠、氯化铁及氯化铝为原料,在超声波条件下制备了无机高分子纳米级聚硅酸铝铁絮凝剂,其处理废水效果比普通聚硅酸铝铁更佳,对印染废水的浊度去除率为97.8%,色度去除率为94.6%,CODCr去除率为55.1%。

2.2 聚硅酸铝铁(PSAF)在造纸废水中的应用

造纸废水主要包括洗浆废水(又称中段废水)、抄纸废水(又称白水)、蒸煮废水(红液或黑液)、漂白废水等[17],废水量多且成分复杂。采用混凝化处理造纸废水具有设备简单、占地少、运行管理方便等优点,是废水处理的有效方法[18]。聚硅酸铝铁(PSAF)是处理造纸废水常用的絮凝剂。

操卫平[19]在利用聚硅酸铝铁深度处理造纸废水的初步研究中得到,聚硅酸铝铁(PSAF)相比硫酸铝、PAC、PFS,对CODCr和色度的处理效果更好,色度去除率95%,COD去除率达到75%以上,经过聚硅酸铝铁深度处理后的出水的色度和COD指标均达到了一级排放标准,可以回用。惠磊等人[20]在聚合硅酸硫酸铝铁造纸废水处理剂的研制与应用的研究中发现,在质量比(Fe+Al)/Si=3∶1,质量比Al/Fe=4∶1,pH为4,温度40℃等条件下制得的聚硅酸铝铁(PSAF)对废水色度、CODCr有很好的去除效果,当投加量为0.15mmolL-1,沉降时间为30min时,色度去除率为80%,CODCr去除率为60%。

3 聚硅酸铝铁(PSAF)在处理高浓度废水中的影响因素

由于不同行业的污废水中所含成分不同,因此要根据不同的水质特点来选择处理方案和条件。在聚硅酸铝铁(PSAF)处理高浓度废水中,为了提高它的使用率,以及对废水的去除效率,通常对影响其性能的因素进行分析,得到最优处理条件。参考多年文献及试验研究成果可知,主要影响因素有铁铝摩尔比或铁铝硅摩尔比、废水pH值、药品投加量。

3.1 铁铝摩尔比及铁铝硅摩尔比

一般情况下,PSAF中铝比例过大时可能会有较好的吸附电中和、粘结架桥和卷扫作用,但絮体中由于铁比例相对过小使其密实性降低,沉降速度减慢,使絮凝效果变差。相反铁比例过大,沉降速度快,但铝发挥的上述作用又被减弱。只有当铁铝摩尔比适当时两者的协同作用才能达到最佳[21]。

硅酸盐与铝盐等连用,能加快矾花的形成,增加絮凝体的密实度,因此能适应较低的水温及后续持续的搅拌[22]。聚硅酸表面带负电,引入Fe3+能弥补其缺少的电性中和能力。在絮凝过程中Fe的聚合度有高有低,其中起主要作用的是中等聚合态的Fe。因此铁铝硅摩尔比对高浊度废水的处理也有重要意义。

郑晓红等人[23]研究了铁铝物质的量比对分散黄溶液脱色的影响,发现当比率为1∶1时,其脱色率为90.4%。李达刚[24]在对某纺织印染废水的处理中发现脱色效果较好的聚硅酸铝铁中铝铁摩尔比为4∶1。高宝玉等[25]在对高岭土模拟悬浊水样的处理中发现,摩尔质量比Al/Fe/Si=10∶3∶2时,除浊效果最好。谢娟[22]利用PSAF处理某河流河水,摩尔质量比Al/Fe/Si=1∶1∶2时处理效果最佳。因此,处理不同的水质,要选择匹配的铁铝摩尔比或铁铝硅摩尔比。

3.2 废水pH值

PSAF对中性或弱酸性、弱碱性废水的处理效果较好,但对强碱性废水(pH值>9)的处理效果相对较差[26]。一般为了达到最好的处理效果,对于不同行业的高浊度水质要选用不同的pH。

贾青竹等人[26]在对某厂造纸废水处理进行研究时得出,当p H值为5时,絮凝剂的处理效果最好,色度去除率达94.9%,CODCr去除率达79.3%。金春姬等人[27]对制浆中段废水进行深度处理试验时,得出pH在9～10范围时,PSAF絮凝处理的COD去除效果好,而色度去除率随着废水pH值的升高略微上升,但总体变化幅度不大。刘运学等人[28]在处理味精废水的试验中发现聚硅酸铝铁絮凝剂在碱性条件下处理效果好,适宜的pH值范围较宽,在6～11范围内,均有较好的去除效果。当pH=8时,CODCr去除率达到最大值,因而最佳pH=8。

3.3 药品投加量

对不同水质的处理,由于选择的工艺及所用的药品,反应条件也有所不同,一般聚硅酸铝铁的最佳投加量很难确定,大多试验的最佳投加量也难以比较。但大量实验表明,在一定范围内,投加量越多效果越好。但是药剂量过多,粒子表面活性降低,会发生再稳现象,絮凝效果反而变差。如顾玲等人在对模拟印染废水进行研究时,絮凝剂加入量大小对沉降时间的影响不大,当200mL废水中的絮凝剂加入量为4mL时,沉降速率最快,沉降时间为18min,模拟印染废水的透光率也最好,达72.4%,此时絮凝效果最佳。但当投加量为8mL时,透光度反而为68.6%。又如吴玫[29]在对铬黑T废水的脱色处理中发现,随着絮凝剂投加量的增加,脱色率也随之增加,当絮凝剂的投加量为4mL时,脱色率达到最大值97.2%,之后随着絮凝剂的增加,脱色率开始下降。

4 总结及展望

聚硅酸铝铁 第4篇

1 聚合硅酸铝铁的制备

铝盐絮凝剂具有絮体大、脱色效果好,但絮体松散易碎,沉降速度慢的特点;铁盐絮凝剂具有絮体密实,沉降速度快,但絮体较小,卷扫作用差,处理后水的色度较深的特点。若在聚硅酸中同时加入A13+、Fe3+两种金属离子,制成聚硅酸铝铁絮凝剂,则药剂中不仅具有吸附架桥作用及电中和作用,而且具备铝、铁絮凝剂的优点,并减弱彼此的弱点。研制聚合硅酸铝铁混凝剂的方法主要分为以下3种:

1.1 以矿石、废矿渣、粉煤灰等为原料进行研制

该方法是基于各种矿石、废矿渣、粉煤灰中含有铝硅铁等成分,采取一定的工艺将铝硅等以硅酸盐、铝盐、铁盐的形式提取出来,然后再在一定的条件下使其反应聚合而成。用该方法制备的产品中除了含有硅、铝、铁等成分外,还有钙、镁等成分。所得产品的有效浓度一般低于10%,其混凝效果优于硫酸铝[3~5]。

1.2 用聚硅酸、铝酸钠和硫酸铝等作原料研制

为了增加多核铝离子的含量以提高硫酸铝的混凝效果,人们研制开发了聚合硫酸铝混凝剂,但聚合硫酸铝的碱化度超过40%时产品就不稳定,易出现大量的氢氧化铝沉淀,贮存稳定性差,影响混凝效果。所以,人们又开始致力于以硫酸铝为原料研制高效稳定的混凝剂。研究发现,在高剪切反应条件下可把硫酸铝、硅酸钠和铁盐等结合起来,制备出水溶性的、稳定的、具有一定碱化度的聚合硅酸铝铁[6]。

1.3 将铝盐引入到聚硅酸溶液中进行研制

该研制方法是基于带有负电荷的聚硅酸具有较高的分子量,对水体中的胶粒具有很强的吸附架桥能力,而铝盐在水溶液中水解可形成系列带有正电荷的铝离子,具有较强的电中和能力,若把两者复合成一种产品,可使其成为具有电中和作用及吸附架桥的阳离子型无机高分子混凝剂,从而可取得良好的净水效果[7]。

2 聚合硅酸铝铁在废水中的应用

2.1 去除COD、色度

水体中高负荷的COD,容易使水体成为厌氧状态,发黑、发臭,破坏水体平衡,造成除微生物外几乎所有生物的死亡,进一步影响周边环境。顾玲等[8]以粉煤灰为主要原料,通过焙烧、酸浸、碱溶、聚合等步骤制备了聚合硅酸铝铁,分别研究了对废水处理效果的影响因素。结果表明,当溶出温度为105℃,盐酸浓度为20%,溶出时间为2h,m(Na F)∶m(粉煤灰)为0.20∶1时,粉煤灰中Al3+的溶出率达39.4%,Fe3+的溶出率达52.1%;PSAFC对造纸中段废水中色度的去除率达95.2%,CODCr去除率达81.3%。陈玉苗等[9]以氯化铝、氯化铁、硅酸钠为主要原料,制备了聚合硅酸铝铁絮凝剂,并引入锌、镁离子对其改性,确定改性絮凝剂的最佳投加量、废水p H值以及水力条件等对废水脱色处理的最佳值。实验结果表明,改性絮凝剂中(Fe+Al)∶Si为1∶1,Al∶Fe为1∶1,Al∶Fe∶Zn为1∶1∶4,投加量为(以Si O2)1.1molL-1,p H为7~8时,处理效果最好,脱色率为99.8%。肖曾利等[10]将煤矸石经过粉碎焙烧细碎酸溶沉降过滤工艺处理后,将残渣与Na OH、HCl反应制得硅酸,硅酸在一定条件下聚合生成聚硅酸,聚硅酸与Al Cl3和Fe Cl3按一定摩尔比混合,得到聚合硅酸铝铁絮凝剂。该工艺产生的絮凝剂用于处理油田废水时,COD的去除率为79.36%,色度去除率为88.6%,SS的去除率为84.2%。此外,张慧弟[11],王晓莉[12],李莉[13],时文中[14]等均用制备的聚合硅酸铝铁絮凝剂对高浓度COD和色度的废水进行处理,并取得了很好的效果。

2.2 去除高浊度废水

水体中的各种悬浮物、胶体物质、浮游生物和微生物等杂质的含量与浊度密切相关。浊度是评价水源水质、净水工艺的净水效率及饮用水水质的重要指标。魏宏亮等[15]以油页岩灰渣为原料制备了聚合硅酸铝铁,研究聚合硅酸铝铁混凝性能,得到如下结论:随着(Al+Fe)/Si摩尔比增大,聚合硅酸铝铁对炼油废水浊度去除率增大,当(Al+Fe)/Si=10/1时絮凝效果最佳,浊度去除率最好,之后随(Al+Fe)/Si摩尔比增大浊度去除率降低,混凝效果变差,并且适当延长熟化时间有利于提高PFAS的絮凝性能。佟志芳等[16]利用粉煤灰为原料,制成一种新型无机高分子絮凝剂聚硅酸硫氯化铝铁,考察了其对赣江水样的絮凝效果,并与聚硅酸氯化铝铁、聚氯化铝的絮凝效果进行了比较。试验结果表明,絮凝剂投加量为1.00~6.25mgL-1,p H在6~11,静置时间20min,絮凝水温在20~60℃范围内具有很好的絮凝去浊效果,该絮凝剂的除浊效果要优于其它絮凝剂。李丽萍等[17]通过对聚硅酸铝铁形态分布的研究和对模拟水样的处理,得到了产品的最优性能指标,碱化度B=0.3,Si/(Al+Fe)=1/2.0,有效浓度0.6~1.0molL-1,p H 2.0~3.0。对炼钢废水的处理结果表明该产品去除浊度的效果明显优于市售絮凝剂聚合氯化铝和聚合硫酸铁。此外,王曦[18]、顾玲[19]、刘海燕[20]等的研究都发现聚合硅酸铝铁能够很好地吸附水中杂物,去除污水浊度。

2.3 富营养化

水体中氮、磷元素过多,导致藻类大量繁殖,引起的富营养化已越来越受到人们的关注。廖秀远[21~22]针对武汉市莲花湖湖水,采用聚合硅酸铝铁(PAFSC)和聚合氯化铝(PAC)进行混凝实验,比较了两种混凝剂的混凝效果及原水处理前后藻类群落变化。主要结论如下:(1)无论在低投加量还是在高投加量时,PAFSC的除藻、除浊效果均明显优于PAC;(2)PAFSC在去除藻类细胞、浊度方面均优于PAC;(3)PAFSC混凝处理微囊藻为主体的水华原水时,其效果比PAC更好。文章研究表明,PAFSC是一种新型高效混凝剂,其混凝效果明显优于PAC,当水体以微型藻为主时,可使用PAFSC替代PAC,能提高混凝效果。徐何杰等[23]以二沉池出水为实验原水,采用聚合氯化铝、聚合硫酸铁、自制聚合硅酸铝铁等3种混凝剂进行深度化学除磷实验,试验考察了投加量、混凝水力条件及p H对处理效果的影响,在最佳条件下,3种混凝剂对磷的去除能力为:PSAF>PFS>PAC。

3 展望

聚硅酸铝铁 第5篇

关键词：聚合硅酸铁 (PSF) ,混凝,低温低浊水

0前言

低温低浊水是水处理技术中的一大难题。由于水温低, 水的粘度大, 水中微粒浓度低, 尺寸小且分布均匀, 导致絮凝反应慢, 生成的絮凝体 (矾花) 小而不易沉降[1]。混凝处理是低温低浊水净化处理中的一个重要过程。之前曾有研究表明[2]用聚合氯化铝铁处理低温低浊水, 存在投加量较大, 生成的絮凝体轻而细小, 沉淀慢, 絮体破碎严重等缺点。所以急需开发更经济、更有效的絮凝剂来处理低温低浊水。

活化硅酸作为助凝剂在给水处理中应用已有几十年的历史, 在强化低温水的混凝、提高除浊效率、降低混凝剂的用量等方面效果显著, 在给水处理领域具有很好的应用空间。但由于配制时易凝胶化、保存期短等缺点, 限制了它的广泛使用[3]。

本公司研制出贮存期明显延长的聚合硅酸铁 (PSF) , 本实验用聚硅酸铁处理低温低浊水, 并与市售聚合氯化铝 (聚合氯化铝 (PAC) ) 的混凝效果相比较。

1 实验部分

1.1 主要仪器及药品

ZR4-2混凝实验搅拌机、721型可见分光光度计、SGZ-B图像便携式浊度仪、FA2204B电子天平、COD-11型化学需氧量速测仪、PHS-3C上海精科p H计。

市售聚合氯化铝 (PAC) , Al2O3%为10.53%, 盐基度48%

自制Si/Fe摩尔比为1:1的聚合硅酸铁 (PSF)

1.2 溶液配置

分别称取上述液体样品混凝剂1g, 稀释至1000ml容量瓶, 配成1g/L浓度溶液, 摇匀, 备用。

1.3 实验步骤

水样取自昭通大渔洞水库, 取10份1000图像ml水样, 加入一定量的混凝剂, 在转速为500r/min下搅拌1图像min, 然后在50图像r/min下搅拌10图像min, 搅拌停止后静止沉降20图像min, 图像期间观察絮凝体形成时间、形状、大小和沉降状况, 在液面下2~3图像cm处吸取上清液, 图像用浊度计测浊度, 用铂钴标准比色法测定色度, 用重铬酸钾氧化法测定化学需氧量 (COD) , 用p H计测定其p H值。

2 实验结果与讨论

2.1 处理低温低浊水剩余浊度对比

聚合硅酸铁 (PSF) 与同等剂量的聚合氯化铝 (聚合氯化铝 (PAC) ) 处理后的剩余浊度进行对比, 实验结果如表2和图1所示。

由表2和图1可以看出, 聚合硅酸铁 (PSF) 不仅能很好地降低低温低浊水的浊度, 而且与目前常用的聚合氯化铝 (PAC) 混凝效果相比有明显的优越性:用量少, 在相同投加量情况下, 剩余浊度远低于聚合氯化铝 (PAC) 。而且在实验过程中观察到, 聚合硅酸铁 (PSF) 在水处理过程中较聚合氯化铝 (PAC) 产生的矾花大, 沉降时间更短。可能是由于聚合硅酸铁 (PSF) 能形成更长的分子链, 具有更强的电中和作用和网捕作用, 沉降速度也就更快。

2.2 处理低温低浊水色度对比

聚合硅酸铁 (PSF) 与同等剂量的聚合氯化铝 (PAC) 处理后的色度进行对比, 实验结果如表3和图2所示。

由表3和图2可见, 聚合硅酸铁 (PSF) 去除色度的能力比聚合氯化铝稍强一些, 最佳投加量在4.5mg/L-9mg/L, 均符合饮用水标准 (低于15) 。

2.3 处理低温低浊水COD变化

聚合硅酸铁 (PSF) 与同等剂量的聚合氯化铝 (PAC) 处理后的COD进行对比, 实验结果如表4和图3所示。

由表4和图3可看出, 聚合硅酸铁 (PSF) 对COD的去除效果明显优于聚合氯化铝 (PAC) , 在投加量为4.5mg/L到6mg/L效果最好。

2.4 PSFC对处理后水p H值的影响

考虑到饮用水在处理后的p H值影符合饮用水标准p H=6.5~8.5, 为此, 专门测定了聚合氯化铝 (PAC) 和聚合硅酸铁 (PSF) 投加后对水处理后的PH的影响, 原水样的p H值为8.1。

由表5和图4可看出, 随着PSF投加量的增加, 虽然处理后水样的p H值逐渐降低, 但均符合饮用水标准。

3 结论

温度较低时, 而聚合硅酸铁 (PSF) 助凝的主要机理为高分子链的吸附架桥作用, 受温度的影响很小, 可以把颗粒连接起来形成大的矾花, 从而保证混凝和沉淀的效果。因此聚合硅酸铁 (PSF) 是一种新型的无机高分子混凝剂, 混凝能力强、矾花大、沉降快、水温和p H值适应范围广, 能有效地处理低温低浊水, 效果优于聚合氯化铝 (PAC) 作混凝剂时的混凝效果。而且处理前后p H值基本无变化, 可以在水处理中大量用于低温低浊水的处理。同时还可缩短水样在处理系统中的停留时间, 因而可提高系统的处理能力, 并有望取代铝盐处理饮用水而根除水中残余铝对人体健康的影响。

参考文献

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