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硅藻土对聚合硫酸铁的改性效果研究

发布时间:2016年8月12日     点击数:2362

本文通过在合成聚合硫酸铁的过程中引入硅藻土对聚合硫酸铁进行改性,并根据其合成过程中主要影响因素:FeS04.7H2O/硅藻土的质量比、反应温度、聚合时间(从加硅藻土后开始计时),进行正交试验并分析实验结果,找到其合成的优化条件。并通过Ferron逐时络合比色法、红外光谱法、SEM法、Zeta电位法等对合成产物中Fe的形态和其结构进行了分析,探讨其絮凝的理论基础。然后在此基础上,对生活污水和嘉陵江水进行絮凝处理和实验结果分析。通过以上的分析方法和探讨,结果如下:

①正交实验分析表明负载硅藻上的固体聚合硫酸铁的优化合成条件是,FeS04.7H2O/硅藻土的质量比为43/1,反应时间为1.Oh,反应温度为55℃。在除浊中三因素影响不显著,其主要影响因素为反应时间;在去除COD中,三因素的影响均显著,其主要因素是配比;综合分析,最关键影响因素为配比。

②逐时络合比色法,表明合成产物熟化一定时间后在其产物中铁主要是以高聚合物Fec形态存在,且其产物的稳定性好;红外扫描图分析表明负载硅藻土后的聚合硫酸铁中有新的基团键生成,即硅藻土中金属盐参与反应,在聚合硫酸铁之间形成了新的桥键作用;SEM图分析表明硅藻土中多种金属物质和聚合硫酸铁相互作用形成了具有多种价键结构的三维网状大分子聚合体,以及硅藻上中载体吸附团聚作用的结果,使絮凝剂的分子结构变大,有利于复合絮凝剂发挥吸附架桥和卷扫的功能,从而导致负载硅藻土后的聚合硫酸铁金属盐絮凝剂的粘附架桥能力提高;通过Zeta电位和相应絮凝性能关系分析知:合成产物的电中和程度和其絮凝效果有一定的关系,但不能把电中和作用作为负载硅藻土的固体聚合硫酸铁絮凝剂絮凝效果好坏的主要依据,絮凝过程中除有电中和作用,还应有现在比较公队的吸附架桥和网捕卷扫的综合作用。

③对嘉陵江水处理结果

1)负载硅藻土的聚合硫酸铁由于处理水样本身浊度很低等原因,其处理效果不及工业固体聚合硫酸铁和未加硅藻土的固体聚合硫酸铁,但负载硅藻土的聚合硫酸铁对水样的COD处理效果却占绝对的优势,并且所需投加量较小。

2)负载硅藻土的固体聚合硫酸铁絮凝后的沉降性能较好。

3)经过pH值对浊度和COD的去除率的影响分析,得知pH值对合成产物的絮凝性具有影响作用,并且在中性至碱性时其絮凝效果较好。

④对生活污水处理结果

1)在投加量为0.4g/L或者0.6g/L时:浊度去除率达到98.4%;负载硅藻上的聚合硫酸铁可去除生活污水中的大部分氨氮和几乎全部磷,总氮去除率最高为35.1%,总磷去除率在匀在97.0%以上;形成的絮体繁花大而密实,沉降速度快。

2)负载硅藻土的絮凝剂对浊度去除效果和絮凝沉降效果,在原水为中性或偏碱性的环境下时较好,浊度去除率最高达98.9%。而该絮凝剂对生活污水的COD除效果,在pH为6和l0时处理效果较佳,高达75.5%。

3)通过负载硅藻土的固体聚合硫酸铁和工业固体聚合硫酸铁絮凝剂对生活污水处理效果的对比,负载硅藻土的固体聚合硫酸铁具有明显的优势。

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