聚硅酸鐵混凝劑的改性及除污染性能與機(jī)理研究.pdf

1、聚硅酸鐵(PSF)是一種對人體無害的安全混凝劑，對于受有機(jī)物污染的水源水，其去除有機(jī)物的效果優(yōu)于鋁系混凝劑，而且不含鋁又能夠保證供水的安全性。此前對于聚硅酸鐵混凝劑的研究主要集中在其主要成分鐵和二氧化硅的配比及各自物理化學(xué)性質(zhì)的研究方面，在聚硅酸鐵組成成分酸化劑及金屬離子的改變對于聚硅酸鐵穩(wěn)定性及混凝性能的影響方面研究較少，本實(shí)驗(yàn)制備出聚硅酸鐵酸化改性劑以及金屬改性劑，以研究PSF組成成分改變對其混凝性能的影響從而對其混凝機(jī)理進(jìn)行初步判

2、斷。
　　本文考察了活化pH值、SiO2含量及溫度對聚硅酸聚合性能以及PSF混凝性能的影響，選擇活化pH為3~4、SiO2含量為3％~4%、溫度為25℃、Si/Fe為1及熟化時間為60min作為聚硅酸鐵較為理想的合成條件并據(jù)此制備PSF改性劑。
　　研究PSF酸化改性劑及金屬改性劑的凈水效果，并與常用無機(jī)高分子混凝劑聚合鋁(PAC)、聚合氯化鋁鐵(PAF)進(jìn)行對比研究。結(jié)果表明 PSF中的酸化劑性質(zhì)改變并未過度降低其混凝性能

3、，對于模擬水以及松花江冬季水，均取得良好的凈水效果。金屬改性劑與PSF在濁度去除方面呈現(xiàn)相同的去除趨勢，差別不大；有機(jī)物去除方面，PSF處理效果好于各金屬改性劑，金屬 Mn、Zn改性劑在高 Fe/M比例時有機(jī)物去除效果接近PSF。處理生活污水時，PAC、PAF、醋酸改性劑及金屬 Zn改性劑取得良好濁度去除效果，PSF及其它改性劑效果稍差，剩余水濁度相差5NTU；對于生活污水和醫(yī)療廢水，在有機(jī)物去除方面，PSF、PAC均取得良好的 COD

4、Cr去除效果，PSF效果最好，其他混凝劑處理效果接近，CODCr去除率均低于PSF。
　　掃描電鏡觀察結(jié)果表明，與 PAC及 PAF相比，PSF具有大面積塊狀團(tuán)簇物及三維狀的枝狀物，有助于混凝過程中形成大的聚合物，增強(qiáng)混凝性能；對于 PSF改性劑來說，體現(xiàn)出良好的除濁、除污染效果的 PSF改性劑均具有與 PSF相似的結(jié)晶態(tài)塊狀團(tuán)簇結(jié)構(gòu)形式。紅外光譜研究表明，PSF中部分鐵離子及水解絡(luò)合鐵離子與共存的聚硅酸發(fā)生了反應(yīng)，生成了多羥基鐵

5、硅復(fù)合聚合物。998~1227cm-1峰值的高低對于混凝效果優(yōu)劣起重要作用。
　　綜合 PSF改性劑的凈水效果及其形態(tài)結(jié)構(gòu)分析可知，處理高污染水時，在有機(jī)物去除方面，PSF較其改性劑仍具有優(yōu)勢；另一方面，醋酸改性劑及金屬 Zn改性劑在處理生活污水時濁度去除效果好于PSF，同時醋酸改性可使穩(wěn)定性得到提高，金屬Zn的摻雜可以克服鐵鹽易造色的缺點(diǎn)，這說明PSF的改性對于聚硅酸鐵類混凝劑的完善推廣具有積極意義。
　　PSF的混凝機(jī)理