聚硅酸亚铁铝絮凝剂的制备及其除铬效果研究

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本文用硅酸钠、硫酸亚铁、硫酸铝等材料制备了聚硅酸亚铁铝絮凝剂(PSFA),考察了不同制备因素对絮凝剂混凝除铬效果的影响。在此基础上,对影响该絮凝剂混凝效果的主要因素进行了研究,并对絮凝剂的性能和混凝除铬机理进行初步探讨。在实验中发现,用文献中的过硫酸铵法测量含Fe离子水样中的总铬,结果会偏低。因此对该方法做了相应改进:在简化操作步骤的同时,单独用磷酸调节酸度,可有效掩蔽Fe离子的影响。最终确定的改进过硫酸铵法不仅可有效掩蔽Fe离子的影响,而且操作更简便、省时,测量结果准确度更高。通过研究不同制备因素对自制絮凝剂混凝除铬除浊性能的影响,得出各因素的最佳组合条件,即(Fe+Al)/SiO2摩尔比为1:1,Al/Fe摩尔比为1:2,絮凝剂熟化pH值为3.03.1,硅酸活化时间为2h。PSFA絮凝剂在保存过程中,不仅本身会缓慢地聚合,而且其中的亚铁离子也会慢慢氧化。但通过实验表明,将絮凝剂稀释后能大大延长保存时间,且在密封的条件下可以长时间保存而不影响其混凝性能。PSFA絮凝剂具有较好的除铬效果。对于铬浓度为0.8mg/L的模拟水样,投加40mg/L的絮凝剂即可使出水的Cr(VI)浓度低于0.05mg/L,符合生活饮用水水质标准(GB5749-2006)。通过与PFS和PAC的对比可知,自制絮凝剂的除浊效果介于PAC和PFS之间,但其除铬效果明显优于这两种常规絮凝剂;PSFA絮凝剂对铬离子具有很好的去除效果,这是因为其所含的亚铁离子在混凝过程中将大部分的Cr(VI)还原成Cr(Ⅲ),而Cr(Ⅲ)本身的沉淀作用和絮凝剂的絮凝作用对Cr(Ⅲ)都有很好的去除效果。通过对影响混凝效果的主要因素的研究可知:混凝除铬的最佳pH值为710,此时由于Cr(Ⅲ)的沉淀作用与絮凝剂的絮凝作用都很强烈,总铬去除率可超过90%;混凝除铬的最佳水温为1530℃,水温过高或过低都不利于混凝;自制絮凝剂对原水浊度的适应范围较广,10100NTU范围内的浊度对混凝效果基本没有影响。总之,PSFA絮凝剂对铬污染水源水具有较好的处理效果,适用于水厂的常规处理工艺,可作为水源水铬污染应急处理的一种新方法。
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