聚铁硅型混凝剂的形态分析及性能研究

以水玻璃和聚合硫酸铁为原料制备不同碱化度(B)及不同Fe/Si摩尔比的系列聚合硫酸铁硅混凝剂(PFSS)并对其形态进行分析。采用FeFerron逐时络合比色法发现随熟化时间延长,Fe(a)和Fe(b)的含量逐渐减少,Fe(c)的含量逐渐增多,而碱化度越大,PFSS中铁越易从Fe(a)向Fe(c)转化。采用显微电泳实验发现PFSS随着投加量增加,Zeta电位升高。采用超滤法测定了制备的PFSS分子量的分布情况,并将其与PFS进行了比较,结果发现,PFSS的分子量明显比PFS的分子大。     

Box-Behnken响应曲面法优化高聚复配絮凝剂制备条件

利用活性硅酸和聚合硫酸铁制备聚合硅酸硫酸铁,再采用二甲基二烯丙基氯化铵对其进行复配改性制备高聚复配絮凝剂。在单因素实验的基础上,以絮凝剂脱As性能为评价指标,采用Box-Behnken响应曲面法考察了Fe∶Si、改性剂量、改性温度对高聚复配絮凝剂制备的单独作用及交互影响作用,并建立了剩余c(As)的数学模型。结果显示,自变量对响应值的影响次序为:Fe∶Si改性温度改性剂量,改性剂量与改性温度及改性剂量与Fe∶Si交互影响显著;数学模型拟合度程度良好,模型显著,模型预测处理后最佳剩余c(As)=18.82μg/L,最佳工艺条件为Fe∶Si=2.1∶1,改性温度=79℃,改性剂量=0.56%(PFSS溶液质量),验证实验结果为剩余c(As)=19.21μg/L,预测值与测定值偏差率为2.07%。     

高浓度复合型聚铁硅絮凝剂PFSS和PSFS的形态分布研究

采用紫外分光光度法、逐时络合比色法和红外图谱从不同角度对高浓度聚合硫酸铁硅和聚合硅酸铁的形态分布及转化规律进行了探讨。紫外吸收表明,聚铁硅絮凝剂中主要以Fe(OH)+2、Fe2(OH)4+2等二聚体为主,而且还有三聚体或其他聚合形态的存在;逐时络合分析显示,复合型聚铁硅体系中硅形态以Si(c)为主,铁形态以Fe(a)和Fe(c)为主;红外图谱证实高浓度聚铁硅是以羟桥为主结构连接的高分子复合物,在1100cm-1附近M—OH—M的振动证明有铁羟基及其聚合态存在,且其形态区别于PFS。     

高浓度复合型聚铁硅絮凝剂PFSS和PSFS的形态分布研究

采用紫外分光光度法、逐时络合比色法和红外图谱从不同角度对高浓度聚合硫酸铁硅和聚合硅酸铁的形态分布及转化规律进行了探讨。紫外吸收表明，聚铁硅絮凝剂中主要以Fe（OH）2^＋、Fe2（OH）2^4＋等二聚体为主，而且还有三聚体或其他聚合形态的存在；逐时络合分析显示，复合型聚铁硅体系中硅形态以Si（c）为主，铁形态以Fe（a）和Fe（c）为主；红外图谱证实高浓度聚铁硅是以羟桥为主结构连接的高分子复合物，在1100cm^-1附近M-OH-M的振动证明有铁羟基及其聚合态存在，且其形态区别于PFS。     

新型复合聚铁硅絮凝剂处理生活污水的研究

采用新型的复合聚铁硅絮凝剂处理生活污水，通过混凝实验探讨了复合聚合硫酸铁硅PFSS、聚硅酸铁PSFS的脱色除浊、COD去除及氮、磷去除效果，并与常用的聚合硫酸铁PFS进行絮凝效果及经济成本的对比分析。结果表明，用复合型聚铁硅絮凝剂处理生活污水絮凝效果好，除浊率达99％以上，脱色率65％～70％，COD去除率70％，而且氮、磷去除效果好，成本低廉，具有较好的推广应用前景。     

磁性聚合硫酸铁混凝—NaClO氧化处理垃圾渗滤液

采用化学还原法制备的纳米Fe3O4与聚合硫酸铁(PFS)复合制备磁性聚合硫酸铁(MPFS)混凝剂,利用MPFS混凝—NaClO氧化组合工艺处理垃圾渗滤液,用单因素实验确定最佳运行参数。结果表明:MPFS对COD的去除效果优于PFS,在纳米Fe3O4与PFS的质量比为1∶3、MPFS投加质量浓度为3.5g/L、pH为6.5、混凝时间为25 min时,混凝效果最佳;混凝出水在NaClO投加摩尔浓度为140mmol/L、pH为6.0、氧化温度为50℃、氧化时间为65 min时,氧化效果最佳。在最佳运行条件下,MPFS混凝—NaClO氧化组合工艺对垃圾渗滤液COD、色度和氨氮的去除率分别达到88.2%、77.4%、80.3%。     

新型复合聚铁硅絮凝剂处理生活污水的研究

采用新型的复合聚铁硅絮凝剂处理生活污水 ,通过混凝实验探讨了复合聚合硫酸铁硅PFSS、聚硅酸铁PSFS的脱色除浊、COD去除及氮、磷去除效果 ,并与常用的聚合硫酸铁PFS进行絮凝效果及经济成本的对比分析。结果表明 ,用复合型聚铁硅絮凝剂处理生活污水絮凝效果好 ,除浊率达 99%以上 ,脱色率 6 5 %～ 70 % ,COD去除率 70 % ,而且氮、磷去除效果好 ,成本低廉 ,具有较好的推广应用前景     

Ti4+复合聚合硫酸铁絮凝剂的制备表征及絮凝性能

以FeSO4·7H2O为原料,NaClO3氧化法制备出聚合硫酸铁,并用Ti4+与其复合得到复合絮凝剂。运用XRD及FTIR对絮凝剂结构进行了表征,并通过处理油田废水含油量和浊度考察了絮凝剂的絮凝性能。结果表明,Ti4+与聚合硫酸铁复合以后,样品分子量增大,结晶性变差,晶粒变小,无定形结构所占比例增大。Ti4+与聚合硫酸铁不是简单的混合,而是发生了一定的相互作用,并且生成了Ti—O—Fe键。通过正交实验优化出的制备条件为:n(Ti4+)/n(Fe3+)=0.05;合成温度为65℃;搅拌时间为1 h。复合后的产物对油田废水的处理效果优于复合前,且在pH值为7,投加量(以铁计)为20 mg/L时絮凝性能最好,其油去除率与浊度去除率分别为89.8%和98.3%。     

硫铁矿烧渣和劣质铁尾矿制备聚硅酸铁铝混凝剂

研究了以硫铁矿烧渣和劣质铁尾矿为原料联合制备高效混凝剂聚硅酸铁铝(PSAF)的方法，确定了合理的生产工艺和操作条件。用该混凝剂处理工业废水，并与聚合硫酸铁(PFS)的处理效果比较，结果表明，出水COD和色度去除率分别提高约25％和28％，SS去除率提高约10％。     

聚二甲基二烯丙基氯化铵与聚合硫酸铁复合絮凝剂的制备及应用研究

在一定温度下 ,将聚二甲基二烯丙基氯化铵 (PDMDAAC)溶解在聚合硫酸铁 (PFS)中 ,制成稳定的均相复合溶液。采用FT IR和X 射线衍射对其固体结构进行了分析。考察了液体复合絮凝剂的稳定性和固体复合絮凝剂的吸湿溶解性能 ,及其对生活污水的处理效果。结果表明 :在 6 0℃以下制备的液体复合絮凝剂具有良好的稳定性 ,固体复合絮凝剂具有良好的溶解性和比PFS更强的吸湿性 ;复合絮凝剂不是由PDMDAAC与PFS简单的机械混和 ,而是互相融合的复合体系 ;具有比PFS更优的去污性能和与PFS类似的较宽的最佳投药范围和 pH适用范围。对浊度和COD分别为 10 5 2和 187 5mg/L ,pH值为 7 5 9的生活污水 ,复合絮凝剂中Fe3 + 和PDMDAAC最佳用量分别为 5 4 .15和 4 2 7mg/L ,对COD的去除率为 77 14 % ,比PFS在用量为 81 2 2mg/L时的最佳效果高 12 %。     

酸化-复合絮凝法预处理煤化工废水

煤化工废水是一种高浓度难降解的化工废水,需要进行预处理以降低后续深度处理的负荷。在煤化工废水过滤和酸化沉降的基础上,分别选取聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)和明矾(KA1(SO4)2·12H2O)3种絮凝剂对酸化处理后的煤化工废水进行絮凝沉淀实验并比较其处理效果,从而选出最佳絮凝剂PFS,并用PFS配合助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)作复合絮凝剂处理煤化工废水;同时探讨了其他两种絮凝剂分别和聚丙烯酰胺(PAM)复配的效果。研究表明:过滤后废水在p H=3时达到最佳酸化条件;在p H=8时采用聚合硫酸铁(PFS)和聚丙烯酰胺(PAM)以50∶1质量比复配效果最好,废水COD去除率达到最大77.83%;氨氮、挥发酚和色度也明显降低,其去除率分别达到83.70%、69.01%和95.71%。该最佳预处理方案成本低、操作简单,是一种预处理煤化工废水经济有效的途径。     

聚二甲基二烯丙基氯化铵与聚合硫酸铁复合絮凝剂的制备及应用研究

在一定温度下，将聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)溶解在聚合硫酸铁(PFS)中，制成稳定的均相复合溶液。采用FT-IR和X-射线衍射对其固体结构进行了分析。考察了液体复合絮凝剂的稳定性和固体复合絮凝剂的吸湿溶解性能，及其对生活污水的处理效果。结果表明：在60℃以下制备的液体复合絮凝剂具有良好的稳定性，固体复合絮凝剂具有良好的溶解性和比PFS更强的吸湿性；复合絮凝剂不是由PDMDAAC与PFS简单的机械混和，而是互相融合的复合体系；具有比PFS更优的去污性能和与PFS类似的较宽的最佳投药范围和pH适用范围。对浊度和COD分别为105、2和187．5mg／L，pH值为7．59的生活污水，复合絮凝剂中Fe^3 和PDMDAAC最佳用量分别为54．15和4．27mg／L，对COD的去除率为77．14％，比PFS在用量为81．22mg／L时的最佳效果高12％。     

渗滤液循环回灌出水在混凝处理中的去除特性

经循环回灌后的渗滤液出水含有大量的腐殖质,其生物降解性差、氨氮含量高,具有类似长填龄填埋层渗滤液的水质特征。用混凝法处理渗滤液循环回灌出水,通过混凝pH、混凝剂种类及其投加量实验,确定了最佳混凝条件;并通过分析混凝处理前后渗滤液循环回灌出水的分子量变化和从出水中分离出的腐殖酸(HA)、富里酸(FA)和Hydrophilic(HyI)三种组分的变化,讨论了混凝法对渗滤液循环回灌出水去除效率不高的原因。研究表明,聚合硫酸铁(PFS)在pH=5、投药量为0.22g/L(以Fe2O3计)的条件下的混凝效果最佳,其对渗滤液循环回灌出水的COD去除率达58.1%。混凝剂对渗滤液循环回灌出水中的HA、FA和HyI组分的去除效果依次为:HA>FA>HyI。     

强化混凝预处理削减中药废水的毒性

采用混凝法对毒性强,COD、SS浓度高,色度大的中药废水进行预处理。首先,通过对比研究聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铝(PAC)、硫酸铝(AS)、硫酸亚铁(Fe SO4·7H2O)对中药废水急性毒性和对COD、SS的去除效果,确定投加方案为PFS(500 mg·L~(-1));其次研究了pH值、助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)和壳聚糖(CTS)对PFS混凝效果的影响,并确定了最佳混凝参数。研究结果表明:当初始pH为7.0时,500 mg·L~(-1)PFS与8.0 mg·L~(-1)PAM配合使用对中药废水具有最佳混凝效果,COD、SS去除率分别达到38.6%、98.9%,急性毒性由EC50=8.12%的降低至EC50=41.35%,毒性级别由极强削弱至中等。     

聚合铁钛混凝剂对印染废水的处理

采用钛铁矿为主要原料,以硫酸溶出部分铁和钛,并调节Ti/Fe比、碱化度制备高效的新型含钛聚合硫酸铁混凝剂(T-PSF),将其用于分散兰和活性黄2种模拟印染废水的脱色处理并研究其混凝去除机理。实验结果表明,在Ti/Fe为1∶6和碱化度为2.0时,制备出的T-PSF混凝效果最好。T-PSF对分散兰的去除率为94.3%,比FeCl_3的去除率提高53.8%;对活性黄的去除率为34.0%,比FeCl_3提高12.7%。T-PSF处理分散兰和活性黄的最佳投加量均为0.3 mmol·L~(-1),最佳水样初始pH分别为6和8。絮体粒径及结构分析结果表明,T-PSF处理分散兰过程中形成的絮体粒径较FeCl_3大,处理活性黄过程中所形成的絮体粒径较FeCl_3小,但絮体结构均比FeCl_3更密实。结合T-PSF的表征、Zeta电位及絮体特性分析表明,在分散染料去除过程中,T-PSF产生的多羟基钛铁聚合物的电中和及吸附架桥起主要作用;对于活性染料的去除,主要机制为T-PSF水解产生的带正电的多羟基钛铁聚合物的吸附络合作用。     

用铁泥制备高效无机絮凝剂聚硅酸铁及其絮凝性能研究

研究了以铁泥、硅酸钠为原料,制备高效絮凝剂聚硅酸铁(PSF)的方法,确定了合理的生产工艺和操作条件.并对絮凝剂PSF处理工业废水的絮凝性能进行了研究,探讨了PSF处理工业废水的反应机理.结果表明,PSF具有良好的絮凝性能,是一种比聚合硫酸铁(PFS)性能更优良的絮凝剂.     

硫铁矿烧渣和劣质铁尾矿制备聚硅酸铁铝混凝剂

研究了以硫铁矿烧渣和劣质铁尾矿为原料联合制备高效混凝剂聚硅酸铁铝(PSAF)的方法,确定了合理的生产工艺和操作条件。用该混凝剂处理工业废水,并与聚合硫酸铁(PFS)的处理效果比较,结果表明,出水COD和色度去除率分别提高约25%和28%,SS去除率提高约10%。     

用铁泥制备高效无机絮凝剂聚硅酸铁及其絮凝性能研究

研究了以铁泥、硅酸钠为原料，制备高效絮凝剂聚硅酸铁（PSF）的方法，确定了合理的生产工艺和操作条件。并对絮凝剂PSF处理工业废水的絮凝性能进行了研究，探讨了PSF处理工业废水的反应机理。结果表明，PSF具有良好的絮凝性能，是一种比聚合硫酸铁（PFS）性能更优良的絮凝剂。     

序批式工艺制备生物聚合硫酸铁混凝剂

本实验研究了序批式工艺(SBR)制备生物聚合铁混凝剂过程中主要影响因素(接种微生物浓度、起始亚铁离子浓度)对亚铁离子氧化速率的影响。研究结果显示,在受试实验条件内,较高的接种微生物浓度和较低的起始Fe2+浓度有利于Fe2+氧化,Fe2+浓度变化与反应时间呈线性关系;当起始Fe2+浓度为20 g/L,接种细菌浓度约为8×108个/mL时,Fe2+氧化速率最大,最大值可达到0.375 g/(L.h)。在反应过程中生成了少量黄色沉淀,经傅里叶变换红外光谱分析后确定其主要成分为黄钾铁矾。合成的生物聚合硫酸铁经过干化后各项指标均符合《水处理剂聚合硫酸铁》(GB 14591-2006)之规定。对比实验表明,自制生物聚合硫酸铁海水混凝时性能优于实验所选品牌的商业产品。     

铁还原菌作用下含镉聚合硫酸铁絮体中铁还原与镉释放规律及其影响因素

选取Shewanella oneidensis MR-1为供试铁还原菌,旨在研究MR-1在还原含Cd聚合硫酸铁絮体过程中,絮体中Fe(Ⅲ)还原、Cd释放规律及影响因素。结果表明,扰动可促进絮体中Fe(Ⅲ)还原及Cd释放;絮体中Cd的添加使得Fe(Ⅲ)还原过程中产生的二次矿物主要物相由磁铁矿转变为针铁矿,且Cd浓度的增加导致Fe(Ⅲ)还原率逐渐降低,Cd释放率也逐渐降低;絮体中Fe浓度的逐渐增大同样使得Fe(Ⅲ)还原率逐渐降低,Cd释放率则先增大后减小;腐殖质类模型物质蒽醌-2,6-二磺酸钠的添加可提高絮体中Fe(Ⅲ)的还原率,进而促进Cd的释放。对同一体系或不同体系间的Fe(Ⅲ)还原率及Cd释放率进行线性拟合,结果发现较大的Fe(Ⅲ)还原率能够导致絮体中Cd的更多释放,从而对环境造成更大的危害。