聚硅硫酸铁絮凝剂的研制

维普资讯 http://www.cqvip.com 第２４卷第４期　２００２年８月　西南石油学院学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ　Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　Ｖｌｏ１．２４　Ｎｏ．４　Ａｕｇ　２００２　文章编号：１０００—２６３４（２００２）０４—００６３—０２　聚硅硫酸铁絮凝剂的研制　万里平，赵立志，孟英峰　（西南石油学院，四川南充６３７００１）　摘要：以Ｎａ２ＳｉＯ３、Ｈ２ＳＯ４和Ｆｅ２（ＳＯ４）３为主要原料，采用复合共聚生产Ｘ－Ｅ，制备了聚硅硫酸铁絮凝剂（ＰＦＳＳ）。研究　了ｐＨ值、ＳｉＯｚ￣ｉ－、温度对硅酸聚合过程的影响，并考察了Ｖｅ３　／Ｓ；０２摩尔比对ＰＦＳＳ稳定性和ＣＯＤｃｒ去除率的影　响。结果表明，在最佳条件下合成的ＰＦＳＳ在脱色、ＣＯＤｅｒ去除率方面比ＰＦＳ和ＰＡＣ效果更显著，具有广阔的应用前　景。　关键词：聚硅硫酸铁；复合共聚；絮凝剂　中图分类号：Ｘ７０３．５　文献标识码：Ａ　引言　活性聚硅酸是一种阴离子型无机高分子絮凝　２结果与讨论　２．１　ｐＨ值、Ｓｉｏ２含量、温度对硅酸聚合过程的影响　剂，因其稳定性较差，使其应用受到。本文以　ＮａｚＳｉＯ３和Ｗｅ２（ＳＯ４）３为主要原料，采用复合共聚生　研究了在水浴加热条件下，ｐＨ值、Ｓｉｏ２含量、温　度对硅酸聚合过程的影响，实验结果见图１、２、３所　产工艺一即在硅酸聚合到一定程度后，再加入铁盐　示。由图１、２可知：选择ｐＨ值为５．５～６，Ｓｉｏ２浓度　复合共聚，制备了不同Ｓｉｏ２含量、不同Ｆｅ３　／Ｓｉｏ２　为３％，聚合时间为２０￣２５　ｍｉｎ时，制备的聚硅酸具　摩尔比的聚合硅酸硫酸铁　Ｊ。并着重考察了Ｓｉ０２含　有实际可操作性。由图３可知：随温度的升高，硅酸　量、Ｆｅ３　／Ｓｉｏ２摩尔比对ＰＦＳＳ稳定性和ＣＯＤｃｒ去　除率的影响。将最佳条件下合成的ＰＦＳＳ与市售　ＰＡＣ、ＰＦＳ在脱色、ＣＯＤｅｒ去除率两方面进行比较，　均取得预期的效果。　．量　ｇ　＼　匿　莒　Ⅱ　１　实验部分　１．１材料　硅酸钠（Ｎａ２ＳｉＣ￣）ＡＲ级，硫酸铁（Ｆｅ２（ＳＯ４）３）　ＡＲ级，聚铝（ＰＡＣ）和聚铁（ＰＦＳ）为工业级，其它试　剂均为ＡＲ级。　１．２　ＰＲ　的制备　．图１　ｐＨ值对硅酸的聚合的影响　曼　ｇ　准确称取一定量的固体硅酸钠，并用盐水稀释　到Ｓｉｏ２含量为５％左右，然后用４　ｍｏｌ／Ｌ硫酸或４　ｍｏｌ／Ｌ氢氧化钠调节ｐＨ值，水浴条件下加热聚合，　＼　厘　莒　如　控制聚合反应时间，加入一定量的硫酸铁，搅拌使其　溶解，放置熟化３　ｈ，加水使Ｓｉｏ２浓度稀释到３％～　４％，即得聚合硅酸硫酸铁溶液　２。　Ｉｇ－收稿日期：２００１一ｌ１—２８　．图２　Ｓｉ０２含量对硅酸的聚合的影响　作者简介：万里平（１９７２一），男（汉族），湖北潜江人，在读博士，硕士期间研究方向为油气田废水治理。　维普资讯 http://www.cqvip.com 西南石油学院学报　２００２焦　的聚合过程明显加快，考虑到经济的原因，聚合温度　可选为５０℃左右。　．曼　宣　２．２　Ｆｅ３　／Ｓｉ０２摩尔比对ＰＦＳＳ稳定性和ＣＯＤｃｒ去　除率的影响　＼　厘　笛　姐　聪　在水浴恒温５０℃，ｐＨ值为５．５的条件下，制备　Ｓｉ０２含量为３％，而Ｆｅ３　含量不同的ＰＦＳＳ系列样　品，静置观测其胶凝时间，并取熟化３　ｈ后的ＰＦＳＳ　对川中遂３９酸化废水进行混凝预处理（ＰＦＳ加量为　围３温度对硅酸的聚合的影响　２００ｍｇ／Ｌ，原水ＣＯＤｃｒ为５４１２ｍｇ／Ｌ），结果见表１。　表１　Ｆｅ３　／ｓｉ０２摩尔比对ＰＦＳＳ稳定性和ＣＯＤｅｒ去除率的影响　（Ｆｅ５　／ｓｏ２）／Ｉ尔比胶凝时间／ｄ　０．１　７　０．３　２４　０．５　３７　１．０　４２　１．５　３２　２．０　２Ｏ　３．０　８　ＣＯＤｅｒ去除率／％　３７．２　６２．１　８１．２　７７．８　６２．３　５４．０　４７．１　由表１可知，若考虑ＰＦＳＳ的稳定性，Ｆｅ３　／　Ｓｉ０２摩尔比应选择１．０，但在考察絮凝效果时，应选　择０．５，Ｆｅ３　含量过多或过少时，均不能达到最佳絮　凝效果。可能是因为Ｆｅ３　含量较少时，起主要絮凝　术　＼　瓣　作用的是聚硅酸，ＣＯＤｃｒ去除率仅３７．２％；当Ｆｅ３　／　Ｓｉ０２摩尔比超过２．０时，起主要絮凝作用的是聚　铁，只有Ｆｅ３　／ｓｉ２摩尔比适当时，才能更好地发挥　０聚硅酸的阴性与聚铁的阳性共聚增效作用，否则会　使聚硅酸的阴性和聚铁的阳性相互抵消，电中和能　力消失，导致混凝效果降低，产品稳定性下降【３。３］　综合考虑，取Ｆｅ３　／ｓｉ２摩尔比为０．８较好。０　２．３　ＰＲ　与　Ｃ、ＰＦＳ对比实验　０　０　Ｕ　围５　ＣＯＤｅｒ去除率对比实验　３结　论　（１）通过对产品的合成及水样的处理效果可　按上述最佳指标制得产品ＰＦＳＳ，以川中遂３９　酸化废水为处理对象，比较ＰＦＳＳ，ＰＡＣ和ＰＦＳ三种　知，制备ＰＦＳＳ最佳条件是：ｐＨ值为５．５～６．０，Ｓｉ０２　含量为３％，温度为５０℃，聚合时间为２０－－２５　ｍｉｎ，　Ｆｅ３　／Ｓｉ２摩尔比为０．８。０　（２）ＰＦＳＳ比ＰＦＳ和ＰＡＣ具有优异的脱色、絮　凝效果，使用方法与普通铁盐和铝盐絮凝剂基本相　絮凝剂在脱色、ＣＯＤｃｒ去除率方面的性能，实验结　果见图４和图５；从图４、图５可见，在药剂加量相同　的情况下，ＰＦＳＳ明显比ＰＦＳ和ＰＡＣ在脱色、絮凝　方面效果更好。　同，值得开发生产，不足之处在于ＰＦＳＳ不宜存放过　久。　术　＼　参考文献：　［１］赵立志．高分子絮凝剂的研究现状及其发展方向［Ｊ］．　西南石油学院学报，１９９３，１５（３）：１１７—１２０．　瓣　馨　脚　［２］国家环保局．水和废水监测分析方法［Ｍ］．北京：中国　环境科学出版社。１９８９．　［３］许佩瑶．粉煤灰、硫铁矿渣制备聚铁铝硅混凝剂及应用　围４脱色率对比实验　研究［Ｊ］．环境工程，２０００，１８（２）：４６—４９．　（煽辑朱和平）