何慧勤[1]2002年在《聚硅酸铁絮凝剂的研制及造纸废水的处理》文中指出聚硅酸铁(PFSS)是一种新型的无机高分子絮凝剂，是把金属铁盐引入到聚硅酸中复制而成，兼有铁盐的电中和能力及聚硅酸的吸附架桥能力，净水能力高于传统的絮凝剂。聚硅酸铁的性能受制备程序、铁硅比、水解度等因素的影响，在本实验条件下，所制备的PFSS在铁硅比为5:1、水解度0.5左右时性能最优。 PFSS絮凝法处理造纸废水的过程中，搅拌速率和时间、pH值、温度、絮凝剂投加量等皆影响絮凝效果。在所探索的最佳絮凝条件下，造纸废水的COD_(Cr)，由1650mg／L降到250mg／L左右，色度由250倍降到2倍左右，达到废水的一级排放标准。通过对比实验可知，PFSS的适用范围广，投加量少，温度效应小，絮凝能力优于传统的絮凝剂。 在相同的絮凝条件下，PFSS的聚沉速率常数4.98mm／min，是PAC的3.41倍，聚沉能力高。根据不同温度下PFSS的絮凝沉降曲线，用传统动力学的方法讨论了温度对絮凝的影响及中m的意义，由实验结果分析可知，不同温度下的伞φ_m皆大于15κT，根据DLVO理论可以推知，造纸废水中的胶体粒子的确稳定。
张潇逸[2]2016年在《工业级聚硅酸铁（PSF）制备及其絮体影响因素研究》文中进行了进一步梳理混凝方法由于其操作简单、成本低廉、处理高效好等特点,成为废水深度处理的首选工艺。混凝剂是混凝处理的核心,因此开发一种高效、低廉的混凝剂是处理废水的关键。聚硅酸铁混凝剂是一种新型高分子无机混凝剂,混凝性能优于传统混凝剂。为了在工业上推广应用聚硅酸铁混凝剂,以工业级药品为原料制备,成本低廉,推广应用较容易。工业级聚硅酸铁混凝剂由于生产原料的纯度低于分析纯,在性能上会有所差异。腈纶废水中含有诸多难降解物质,仅仅依靠生化处理难以达标。随着水处理排放标准日益严格,需要先进的水处理方法处理该类废水。本研究以腈纶废水为研究对象,研究混凝剂在制备过程中的影响因素,找到最佳的制备条件;在处理腈纶废水时考虑反应条件的影响,优化反应条件,使其效果达到最优;研究工业级聚硅酸铁混凝剂的混凝机理,完善性能,为应用低成本、高效能的混凝剂提供理论依据,主要研究内容及结果如下:用硫酸亚铁、硅酸钠、氯酸钠、硫酸等工业级原料制备了工业级聚硅酸铁混凝剂,试验采用响应曲面法优化工业级聚硅酸铁混凝剂的制备条件,得到最佳制备条件:初始pH值为1.72,铁硅摩尔比为1.31,活化时间为1.05h。采用扫描电镜、透射电镜分析得出,工业级聚硅酸铁混凝剂具有较小的结构且形成均匀的空隙,有利于混凝剂网捕卷扫去除水中的污染物。采用响应曲面法优化工业级聚硅酸铁混凝剂处理腈纶废水过程中的反应条件,得到最佳反应条件:pH值为7.44,投加量为1.74 g/L,沉降时间为17.26 min。在最佳反应条件下CODcr去除率为54.12%,浊度去除率92.39%,TN去除率为17%。使用紫外分光光度计和叁维荧光扫描处理前后水样中污染物变化,得到水中部分腐殖质类物质、类蛋白类物质以及UV腐殖质类物质被去除。研究工业级聚硅酸铁混凝剂处理腈纶废水过程中形成絮体的变化,包括絮体的生长、絮体的破碎及絮体的恢复叁个阶段。混凝剂投加量和pH值影响絮体的生长过程以及絮体的强度因子,在最佳投加量的情况下混凝剂同时具备电中和作用和网捕卷扫作用;絮体在中性条件下生成絮体大而密实,沉降效果好;絮体在高投加量下和酸性条件下生成絮体强度因子大。絮体的恢复能力与剪切时间有关,剪切时间越长恢复能力约差,因此在处理水的过程中要选择合适的搅拌时间。
张悦周, 吴耀国, 胡思海, 谭英[3]2008年在《新型复合无机高分子絮凝剂的制备及其在水处理中的应用》文中指出受水处理工程需要的牵引,以聚硅氯化铝、聚硅酸铁及聚硅酸铁铝为代表的叁大类新型复合无机高分子絮凝剂的开发研制及应用研究近年来受到格外的关注,取得了不少新成果。综述了该叁类絮凝剂制备工艺的改进及在水处理应用的研究进展,讨论了其混凝特性及可能的絮凝作用机理,展望了相应研究与实践的发展趋势,提出了值得继续深入研究的几个问题。
张景香[4]2009年在《新型无机高分子絮凝剂聚硅酸铁镁的制备及性能研究》文中进行了进一步梳理在水处理过程中,絮凝作为一种有效的预处理方法已经得到了广泛的应用。国内外在絮凝剂研制和应用方面的发展十分迅速,总的发展方向是由低分子量到高分子量、由简单到复合。铝盐和铁盐类无机高分子絮凝剂是近年来使用比较广泛的絮凝剂,但其作为主流絮凝剂在使用中发现仍存在一些缺点。为了进一步改善其性能,人们对以铝盐和铁盐为基础的复合絮凝剂给予了越来越多的关注。其中将金属盐引入到聚硅酸所得药剂称为聚硅酸金属盐废水处理药剂,它兼有电中和与吸附架桥作用,是水处理领域中一类新型的、高效的无机高分子絮凝剂。本文研究了聚硅酸铁镁絮凝剂(Poly ferric magniesum silicate简称PFMS)的制备条件,并采用仪器分析和化学分析相结合的方法,研究了其物化特性。主要研究内容如下:1.以硅酸钠、硫酸铁、硫酸镁等为原料,采用复合共聚法,首次制备了PFMS研究了硅/金属摩尔比(Si/M)、硅含量(n SiO2)、铁/镁摩尔比(Fe/Mg)及碱用量(OH/M)等因素对絮凝剂性能及稳定性的影响;2.利用Fe-Ferron逐时络合比色法研究了PFMS中铁的形态分布;3.利用红外光谱分析法和X-射线衍射法对聚硅酸与Mg(Ⅱ)、Fe(Ⅲ)及其水解产物间的相互作用进行了分析;利用透射电境观察了PFMS的结构形态;4.以印染废水为处理对象,通过混凝搅拌试验,系统地分析了PFMS的絮凝性能,并与聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铁(PFS)及自制聚合硅酸铁(PFSS)等常规絮凝剂进行比较,考查了PFMS在去除色度、化学需氧量(CODCr)等方面的特点,探讨了PFMS的絮凝机理。通过上述研究,得到如下主要结论:1.PFMS的絮凝及稳定性试验结果表明,絮凝剂的稳定性随n SiO2、Si/M比、Fe/Mg比以及OH/M比的降低而升高;絮凝性能随n SiO2的增加而提高,随碱用量的增加絮凝性能先增加后降低;Si/M比在0.5～2之间、Fe/Mg比在0.25～2之间时絮凝剂均保持较好的絮凝效果。2.Fe-Ferron逐时络合比色研究表明,OH/M比、Si/M比及熟化时间等对Fe(Ⅲ)的形态分布有较大的影响。PFMS中Fe(a)的量最多,亦即铁主要是以自由离子及单核羟基/硅酸基络合物形式存在,适当的OH/M比、Si/M比和熟化时间能提高硅铁多核羟基络合物的含量,降低单核羟基络合物的含量,从而提高电中和能力、吸附架桥能力及网捕卷扫作用。3.X-射线衍射图谱分析表明,该絮凝剂并非简单的共混物,而是Fe3+、SO42-等与聚硅酸形成了无定形聚合物。4.红外光谱分析结果表明聚硅酸与铁及其水解产物之间存在一定的络合作用。5.扫描电镜研究表明,Fe3+、Mg2+的加入改变了聚硅酸的表面结构,且PFMS的表面结构受加碱量和Si/M摩尔比影响较大。6.对废水的脱色实验表明,总体上PFMS的脱色性能优于PFS、PFSS和PAC,对COD的去除效果也优于以上几种絮凝剂,且处理后废水的pH值均能达到出水pH(6～9)的要求。
胡晓, 唐朝春[5]2010年在《聚硅酸盐类絮凝剂的研究进展》文中指出文章综述了近年来聚硅酸盐类的研究及其在水处理中的应用。根据聚硅酸盐类絮凝剂的不同组成,分析了各类聚硅酸盐絮凝剂的优点,并对今后聚硅酸盐类絮凝剂的发展方向提出了建议。
刘吕刚[6]2017年在《无机高分子絮凝剂聚硅酸铁镁的制备、表征及性能研究》文中认为混凝是一种有效的净化污染水体的方法,也是目前最常用的处理方法。絮凝剂是一类可用来将水溶液中小的溶质、胶体或者悬浮颗粒凝聚成絮状物沉淀的物质,在水处理中扮演着重要角色。絮凝剂的研制和应用一直是国内外研究的热点,由低分子量到高分子量、简单到复合。目前较为广泛应用的是铝盐和铁盐类的无机絮凝剂,但迫于水体污染日益严重的压力,必须进一步改善其絮凝性能。聚硅酸金属盐絮凝剂是将金属盐引入到聚硅酸中进行制备所得,具有制备方法简单,原材料来源广泛,成本低等优点;同时具备电性中和、吸附架桥和网捕卷扫作用,是一类新型的、高效的无机高分子絮凝剂。本实验以工业水玻璃、硫酸亚铁、硫酸镁、氯酸钠、碳酸氢纳、浓硫酸等为原料,采用共聚的方法制备了聚硅酸铁镁絮凝剂(PFMSi)。考察了金属离子与硅的摩尔比(M/Si)、碱化度(OH/M)及熟化时间(T)等因素对絮凝剂性能的影响。并通过Fe-Ferron逐时络合、X-射线衍射、红外光谱分析以及扫描电镜等方法对制备的絮凝剂进行表征。最后再以珠江原水和模拟印染废水为处理对象,将其与常规絮凝剂的性能进行比较。通过上述研究,得到如下主要结论:(1)单因素实验结果表明,聚硅酸铁镁絮凝剂的最佳制备条件为Fe/Si摩尔比取1:1,Mg/Si摩尔比取1:2,碱化度取0.35,熟化时间取4天,该条件下制备的絮凝剂稳定性较好并且对珠江原水中浊度和UV254的去除率都较高,分别能达到98.4%和58.5%。(2)一般认为,聚合铁絮凝剂中发挥主要作用的是聚合态的铁化合物(Feb)。Fe-Ferron逐时络合比色研究表明,PFMSi的铁形态中单核铁化合物(Fea)的含量最多,合适的碱化度(OH/M)能够提高絮凝剂的稳定性和Feb的含量。X-射线衍射分析结果表明PFMSi主要是以非晶体结构的形式存在;通过红外光谱分析,絮凝剂中存在Si-O-Fe键、Si-OH-Mg键等,说明有新物质的生成;通过扫描电镜对絮凝剂进行拍照,结果表明PFMSi是一种聚合物形态的物质,无规则外形。(3)在以江原水和模拟印染废水为处理对象时,PFMSi比常规絮凝剂(聚合氯化铝、硫酸铁)都表现出更大的优势,浊度、UV254、TOC、色度和COD的去除率都更大;通过对絮凝指数(FI)和Zeta电位的测定,说明了PFMSi的絮凝机理包含了电性中和、吸附架桥以及网捕卷扫多种作用,因此PFMSi是一种新型的、性能优越的絮凝剂。
张景香, 陆金仁, 单宝田[7]2009年在《聚硅酸铁盐复合高分子絮凝剂的研究进展》文中认为聚硅酸铁盐类絮凝剂是一种高效的复合型絮凝剂,具有广阔的发展前景。本文对聚硅酸铁盐类絮凝剂的制备、应用、结构表征及混凝机理等研究进展进行了综合评述,对聚硅酸铁盐絮凝剂的发展趋势也进行了展望。
付英[8]2007年在《聚硅酸铁（PSF）的研制及其混凝机理》文中研究指明本文采取共聚工艺制备聚硅酸铁(PSF)混凝剂,并通过烧杯搅拌实验、X-射线衍射(XRD)、紫外/可见吸收扫描(UV/VIS)、透射电镜(TEM)、光子相关光谱(PCS)、红外光谱(IR)等多种实验手段考察了PSF固化、Si-Fe反应机制、水解规律、混凝性能及混凝动力学,分析了PSF混凝机理。最后对PSF的改性研究进行初步探索,通过添加KMnO4研制出固液相共存聚硅酸铁PSFN。本文主要进行了以下几方面的研究工作。PSF研制主要包括聚硅酸(PS)制备、液体PSF制备及固体PSF研究。PS是制备PSF的主体原料之一,对PS制备过程进行数学建模是制备优质PSF的重要条件。PSF混凝性能明显优于Fe3+与PS或Fe2+与PS、氧化剂配合使用的效果,PSF制备过程是各种离子的共聚反应,而不是简单的原料复配。考察了自然固化及中温固化制备的固体PSF表面形貌及混凝性能,结果表明,自然固化可降低成本。PSF经过适当稀释后再固化有助于再溶解,也有利于将其形态控制在优势形态范围内。反应时间对固体PSF混凝性能的影响小于对液体PSF的影响,制备固体PSF所需反应时间小于液体PSF的反应时间。采用XRD、UV/VIS、TEM、PCS、IR、pH监测及Ferron-Fe逐时络合比色法等研究了Si-Fe反应机制及混凝优势形态,并结合实验及理论计算首次研究PSF水解形态分布。提出了不同Si/Fe摩尔比的Si-Fe反应模式,即不同Si/Fe比PSF具有不同的硅铁成键速度、成键方式及成键稳定性,低Si/Fe比可能主要生成以Si?O?Fe?O?Fe?O?Si键络合的枝杈状物种,而高Si/Fe比可能主要生成以Si?O?Fe?O?Si?O?Si键络合的网状物种。Fe?O?Fe键形成速度快并且与Si?O?Fe键的形成可能有相互促进作用,而Si?O?Si键形成速度慢并且与Si?O?Fe键的形成有相互阻碍作用,Fe?O?Fe键的稳定性比Si?O?Fe或Si?O?Si键差。通过监测PSF反应过程pH值变化,可以初步判断制备PSF的最佳反应时间及混凝优势形态状况。与游离Fe3+水解的多核大物种相比,与Si络合的Fe3+与Ferron试剂反应速度较快。PSF形态稳定,不易水解,其主要存在形态为:在pH<4时为Fe(OH)2+及Fe3+,在5<pH<9时为Fe(OH)3、Fe(OH)2+及Fe3+,在pH>11时为Fe(OH)3。对比考察了PSF、聚合硫酸铁(PFS)及复合铝铁(PFA)对多种水质的混凝性能,并分析混凝机理,结果表明,在较宽泛的近中性pH范围内PSF混凝性能均优于PFS、PFA。发现PSF具有氧化性,改变了有机物(如腐殖酸HA等)表面性质,导致其吸附性能增强。荷正电离子(Fe(OH)2+及Fe3+)及大结构的Si-Fe络合物在宽泛的pH(5<pH<9)范围内稳定存在,以及不同pH值对HA、PSF、高岭土之间的络合模式具有不同影响,这可能都是PSF在近中性pH范围内具有优异混凝性能的重要原因。PSF混凝机理是氧化/吸附-电中和/脱稳、吸附-架桥以及卷扫网捕的协同作用。PSF除磷机理主要是配位吸附作用。PSF除污染性能的优劣主要取决于其独特的微观性质。首次对PSF的混凝动力学进行了系统研究。PSF最佳搅拌条件为混合速度200r/min,混合时间2min;絮凝梯度为:60r/min?3min,40r/min?5min,20r/min?2min。PSF絮体的破碎程度小于PFA,被打碎絮体的再结合能力大于PFA。在数量级上,PSF的絮凝系数KA=10-2~-3,破碎系数KB=10-7~-8。对于粒径<2μm的颗粒,PSF的KA比PFA大4个数量级,KB与PFA相近,而其余粒径范围PSF的KA比PFA大近2个数量级,KB比PFA小近十几倍。首次研制出了固液相共存聚硅酸铁PSFN,添加剂KMnO4发生氧化还原反应后的各种价态产物参与了硅铁间的络合。PSFN中固相起到初级核子作用,有利于絮体成长。PSFN具有较稳定的混凝性能,有研究和实际推广价值。
于晴[9]2015年在《氧化型聚硅酸铁处理腈纶废水的试验研究》文中提出腈纶废水成分复杂,是一种典型的难降解有机工业废水,即便生化处理后出水中仍含有多种难降解易引发生物毒害作用的有机物,随着排放标准的日益严格,亟需先进的处理技术对该类废水进行处理。混凝沉淀工艺因其高效、价格低廉,操作简单,管理方便等特点被认为是性价比较高的深度处理技术,成为腈纶废水深度处理工艺中的首选工艺。对于难降解有机物,传统混凝剂的去除能力有限,出水中的残余化学需氧量(COD)难以达标排放。为此,本研究针对腈纶废水生化出水中的难降解有机物,研制一种氧化型聚硅酸铁(PSF)无机复合高分子混凝剂,研究了该混凝剂的优化制备、最优反应条件,在此基础上考察了混凝剂结构、混凝效率以及絮体性质,探究了混凝剂作用机理,为将该混凝剂应用于腈纶废水深度处理工艺中奠定了理论基础。主要研究内容及结果如下:用硫酸亚铁、硅酸钠、氯酸钠、硫酸等原料制备了氧化型聚硅酸铁混凝剂,并优化得到了最佳制备条件:混凝剂初始p H为1.67,氯酸钠用量为8g/L,Fe/Si摩尔比为1.3,陈化时间为3d,在此优化基础上,采用SEM、TEM技术对混凝剂形貌进行了表征,结果发现混凝剂中聚硅酸和铁并不是单纯的混合,而是两者之间经过复杂的聚合反应生成了非晶体、无规则的高分子氧化型聚硅酸铁。以腈纶废水生化出水为处理对象,系统考察了反应条件原水p H、混凝剂投加量、慢搅时间对CODcr去除率的影响,优化得到了最佳反应条件:原水p H为7,混凝剂投加量为1.548mmol/L,慢搅时间为20min,此时CODcr去除率达到了43.00%,DOC去除率达到了36.80%,TN去除率达到了18.00%,浊度去除率达到了97.37%,各指标达到了《污水综合排放标准》(GB8978-1996)中腈纶废水排放一级标准,叁维荧光扫描结果发现:混凝剂可有效处理腈纶废水中腐殖质类物质、类蛋白类物质以及UV腐殖质类物质。混凝效果优于传统的聚合铁和聚硅酸硫酸铝。研究混凝剂混凝作用机理:采用p H计、小角激光散射技术研究混凝剂陈化过程中的p H变化以及絮体性质,发现p H变化规律是聚硅酸和铁综合作用的结果;絮体的生长速度快、絮体强度高、复原能力强,对于腈纶废水生化出水特定水质条件,混凝机制以电中和作用为主。
高蕊, 蒋进元, 周岳溪, 许吉现, 曹春艳[10]2013年在《聚硅酸铁形态结构表征方法研究进展》文中认为聚硅酸铁是一种高效的无机大分子絮凝剂,具有对环境友好、原料来源广泛、价格低廉等优点,被认为是最具应用前景的药剂之一,是近年来的研究热点。本文总结了对聚硅酸铁的形态表征方法,包括Ferron逐时比色法和Si-Mo逐时比色法等化学分析表征方法和电子显微镜法、扫描电镜法、透射电镜法、光子相关光谱法、紫外-可见分光光度法、红外光谱法、X射线衍射法、Zeta电位分析法等仪器分析表征方法。并对其的研究状况及进展进行初步探讨,对其发展方向进行展望。
参考文献：
[1]. 聚硅酸铁絮凝剂的研制及造纸废水的处理[D]. 何慧勤. 武汉科技大学. 2002
[2]. 工业级聚硅酸铁（PSF）制备及其絮体影响因素研究[D]. 张潇逸. 河北工程大学. 2016
[3]. 新型复合无机高分子絮凝剂的制备及其在水处理中的应用[J]. 张悦周, 吴耀国, 胡思海, 谭英. 水处理技术. 2008
[4]. 新型无机高分子絮凝剂聚硅酸铁镁的制备及性能研究[D]. 张景香. 中国海洋大学. 2009
[5]. 聚硅酸盐类絮凝剂的研究进展[J]. 胡晓, 唐朝春. 江苏科技信息. 2010
[6]. 无机高分子絮凝剂聚硅酸铁镁的制备、表征及性能研究[D]. 刘吕刚. 华南理工大学. 2017
[7]. 聚硅酸铁盐复合高分子絮凝剂的研究进展[J]. 张景香, 陆金仁, 单宝田. 化工进展. 2009
[8]. 聚硅酸铁（PSF）的研制及其混凝机理[D]. 付英. 哈尔滨工业大学. 2007
[9]. 氧化型聚硅酸铁处理腈纶废水的试验研究[D]. 于晴. 河北工程大学. 2015
[10]. 聚硅酸铁形态结构表征方法研究进展[C]. 高蕊, 蒋进元, 周岳溪, 许吉现, 曹春艳. 2013北京国际环境技术研讨会论文集. 2013