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硅藻土對聚合硫酸鐵的改性效果研究

發(fā)布時間：2016年8月12日

本文通過在合成聚合硫酸鐵的過程中引入硅藻土對聚合硫酸鐵進(jìn)行改性，并根據(jù)其合成過程中主要影響因素：FeS04.7H2O／硅藻土的質(zhì)量比、反應(yīng)溫度、聚合時間（從加硅藻土后開始計(jì)時），進(jìn)行正交試驗(yàn)并分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，找到其合成的優(yōu)化條件。并通過Ferron逐時絡(luò)合比色法、紅外光譜法、SEM法、Zeta電位法等對合成產(chǎn)物中Fe的形態(tài)和其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，探討其絮凝的理論基礎(chǔ)。然后在此基礎(chǔ)上，對生活污水和嘉陵江水進(jìn)行絮凝處理和實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析。通過以上的分析方法和探討，結(jié)果如下：

①正交實(shí)驗(yàn)分析表明負(fù)載硅藻上的固體聚合硫酸鐵的優(yōu)化合成條件是,FeS04.7H2O／硅藻土的質(zhì)量比為43/1，反應(yīng)時間為1.Oh，反應(yīng)溫度為55℃。在除濁中三因素影響不顯著，其主要影響因素為反應(yīng)時間；在去除COD中，三因素的影響均顯著，其主要因素是配比；綜合分析，較關(guān)鍵影響因素為配比。

②逐時絡(luò)合比色法，表明合成產(chǎn)物熟化一定時間后在其產(chǎn)物中鐵主要是以高聚合物Fec形態(tài)存在，且其產(chǎn)物的穩(wěn)定性好；紅外掃描圖分析表明負(fù)載硅藻土后的聚合硫酸鐵中有新的基團(tuán)鍵生成，即硅藻土中金屬鹽參與反應(yīng)，在聚合硫酸鐵之間形成了新的橋鍵作用；SEM圖分析表明硅藻土中多種金屬物質(zhì)和聚合硫酸鐵相互作用形成了具有多種價鍵結(jié)構(gòu)的三維網(wǎng)狀大分子聚合體，以及硅藻上中載體吸附團(tuán)聚作用的結(jié)果，使絮凝劑的分子結(jié)構(gòu)變大，有利于復(fù)合絮凝劑發(fā)揮吸附架橋和卷掃的功能，從而導(dǎo)致負(fù)載硅藻土后的聚合硫酸鐵金屬鹽絮凝劑的粘附架橋能力提高；通過Zeta電位和相應(yīng)絮凝性能關(guān)系分析知：合成產(chǎn)物的電中和程度和其絮凝效果有一定的關(guān)系，但不能把電中和作用作為負(fù)載硅藻土的固體聚合硫酸鐵絮凝劑絮凝效果好壞的主要依據(jù)，絮凝過程中除有電中和作用，還應(yīng)有現(xiàn)在比較公隊(duì)的吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃的綜合作用。

③對嘉陵江水處理結(jié)果

1)負(fù)載硅藻土的聚合硫酸鐵由于處理水樣本身濁度很低等原因，其處理效果不及工業(yè)固體聚合硫酸鐵和未加硅藻土的固體聚合硫酸鐵，但負(fù)載硅藻土的聚合硫酸鐵對水樣的COD處理效果卻占絕對的優(yōu)勢，并且所需投加量較小。

2)負(fù)載硅藻土的固體聚合硫酸鐵絮凝后的沉降性能較好。

3)經(jīng)過pH值對濁度和COD的去除率的影響分析，得知pH值對合成產(chǎn)物的絮凝性具有影響作用，并且在中性至堿性時其絮凝效果較好。

④對生活污水處理結(jié)果

1)在投加量為0.4g/L或者0.6g/L時：濁度去除率達(dá)到98.4%；負(fù)載硅藻上的聚合硫酸鐵可去除生活污水中的大部分氨氮和幾乎全部磷，總氮去除率較高為35.1%，總磷去除率在勻在97.0%以上；形成的絮體繁花大而密實(shí)，沉降速度快。

2)負(fù)載硅藻土的絮凝劑對濁度去除效果和絮凝沉降效果，在原水為中性或偏堿性的環(huán)境下時較好，濁度去除率較高達(dá)98.9%。而該絮凝劑對生活污水的COD除效果，在pH為6和l0時處理效果較佳，高達(dá)75.5%。

3)通過負(fù)載硅藻土的固體聚合硫酸鐵和工業(yè)固體聚合硫酸鐵絮凝劑對生活污水處理效果的對比，負(fù)載硅藻土的固體聚合硫酸鐵具有明顯的優(yōu)勢。

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天水產(chǎn)品

除磷劑

工業(yè)污水處理用聚合硫酸鐵

: 在工業(yè)污水處理過程中通常會產(chǎn)生一些固體沉淀物質(zhì)，這些物質(zhì)被稱為污泥，它主要是由殘余的有機(jī)物質(zhì)、無機(jī)性顆粒、細(xì)菌菌體以及膠體等物質(zhì)組成的成分極其復(fù)雜的混合體。如果在處理污泥過程中有一些不當(dāng)?shù)牡胤?，就會對水體造成二次污染。

液體聚合硫酸鐵

硫酸亞鐵

: 硫酸亞鐵一種無機(jī)化合物，無水硫酸亞鐵是白色粉末，溶于水，水溶液為淺綠色，常見其七水合物（綠礬）。主要用于凈水、照相制版及治療缺鐵性貧血等。硫酸亞鐵對水體可造成污染，對人體呼吸系統(tǒng)及消化系統(tǒng)有刺激性，過量服用可導(dǎo)致生命危險。

TS-I型脫色絮凝劑

: 本產(chǎn)品是一種新型陽離子高分子胍類聚合物，液體為無色透明粘稠狀，固體為白色粉末狀，能封閉染料的親水基團(tuán)，降低其水化作用，具有絮凝和沉淀雙重功效?？梢杂行摮鞣N活性、酸性、分散性及結(jié)構(gòu)相似的染料中間體等可溶性染料和COD，脫色率達(dá)到95%以上，COD去除率在40%~70%。主要用于紡織、印染、油墨、造紙和制藥等廢水的處理。

TS-I除油絮凝劑

: 本產(chǎn)品是一種新型高分子化合物，液體為淡黃色透明狀，固體為淡黃色粉末狀或片狀。本品具有特殊的聚合形態(tài)，具有較強(qiáng)的凝聚、吸附、沉降性能，能處理含油高的廢水，同時對水中的SS、COD、BOD、色度、微生物也有很好的去除率，是一種快速、高效、多功能的特殊絮凝劑，對原水pH、溫度、濁度、有機(jī)物等有較強(qiáng)的適應(yīng)性。過量投加不會產(chǎn)生副作用，且沒有腐蝕性。廣泛應(yīng)用于鋼鐵、煉油、油田及其他廢水及工業(yè)水的處理。

聚合硫酸鐵

: 聚合硫酸鐵是一種新型高效無機(jī)高分子絮凝劑，液體為紅褐色粘稠透明狀，固體為淡黃色無定型粉末狀。固體產(chǎn)品具有較強(qiáng)的吸濕性。本產(chǎn)品凝聚性能好，化學(xué) 性質(zhì)穩(wěn)定，沉降速度快，適用pH值范圍廣，能廣泛應(yīng)用于生活飲用水、各種工業(yè)用水、工業(yè)廢水、城市污水的凈化處理。

聚氯化鋁

: 常溫下為無色立方晶體或三方結(jié)晶或白色粉末。味咸而涼。密度2.490g/cm3。熔點(diǎn)255℃。易溶于水，0℃在水中的溶解度為79g。溶于乙醇、甘油、丙酮、液氨。

聚氯化鋁鐵

: 本產(chǎn)品為無機(jī)高分子聚合物，液體為紅褐色透明狀，固體為紅褐色粉末狀或片狀，是在聚氯化鋁的基礎(chǔ)上，絡(luò)合了聚合態(tài)的鐵，加大了分子結(jié)構(gòu)，提高了電中和、吸附架橋和沉降性能，集合了鋁鹽、鐵鹽絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，適合各種溫度的原水，是處理有機(jī)污染較嚴(yán)重原水以及低溫低濁、低溫高濁原水的理想藥劑。廣泛用于生活飲用水、各種工業(yè)用水和工業(yè)廢水的處理。

高純聚氯化鋁(PAC)

: 本產(chǎn)品采用高純度的優(yōu)質(zhì)原料反應(yīng)聚合而成，液體產(chǎn)品為無色透明狀，固體產(chǎn)品為粉末狀，易溶于水。產(chǎn)品純度高，各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平，主要用作化妝品的填充劑或配料、造紙施膠劑。