畢業(yè)答辯-給排水專業(yè)無機(jī)高分子混凝劑聚硅硫酸鐵

1、1無機(jī)高分子混凝劑無機(jī)高分子混凝劑 聚硅硫酸鐵合成的試驗(yàn)研究聚硅硫酸鐵合成的試驗(yàn)研究環(huán)本環(huán)本00-2班班 ： 劉艷文劉艷文指指 導(dǎo)導(dǎo) 教教 師師 ： 聶麗君聶麗君 2一、研究目的、意義一、研究目的、意義n中國(guó)是個(gè)水資源大國(guó)，年平均水資源總量為中國(guó)是個(gè)水資源大國(guó)，年平均水資源總量為2.81億立方米，居世界第六位；但是，人均億立方米，居世界第六位；但是，人均水量?jī)H為世界人均水平的四分之一，居世界水量?jī)H為世界人均水平的四分之一，居世界149個(gè)國(guó)家的第個(gè)國(guó)家的第110位，因此，中國(guó)又是個(gè)位，因此，中國(guó)又是個(gè)嚴(yán)重缺水的國(guó)家。水，成為我們這個(gè)古老的嚴(yán)重缺水的國(guó)家。水，成為我們這個(gè)古老的民族走向不斷進(jìn)步的最

2、大的心腹之患。民族走向不斷進(jìn)步的最大的心腹之患。n近些年來，我們國(guó)家提出了節(jié)約用水，從水近些年來，我們國(guó)家提出了節(jié)約用水，從水要水的號(hào)召。所謂從水要水，就是要對(duì)生活要水的號(hào)召。所謂從水要水，就是要對(duì)生活污水、工業(yè)廢水進(jìn)行處理，不僅要防止污染污水、工業(yè)廢水進(jìn)行處理，不僅要防止污染環(huán)境，更重要得是使處理后的水循環(huán)使用或環(huán)境，更重要得是使處理后的水循環(huán)使用或回用?；赜?。 3一、研究目的、意義一、研究目的、意義n在所有水的處理技術(shù)和方法中，在所有水的處理技術(shù)和方法中，混凝法混凝法是最是最常用、最經(jīng)濟(jì)、也是最重要的方法。水凈化常用、最經(jīng)濟(jì)、也是最重要的方法。水凈化處理、工業(yè)廢水處理、城市生活污水處理以處

3、理、工業(yè)廢水處理、城市生活污水處理以及工業(yè)用水中的軟化水、脫鹽水、純水、高及工業(yè)用水中的軟化水、脫鹽水、純水、高純水預(yù)處理等一系列過程，均離不開混凝劑純水預(yù)處理等一系列過程，均離不開混凝劑和混凝方法。和混凝方法。n因此，在目前給水處于供不應(yīng)求的情況下，因此，在目前給水處于供不應(yīng)求的情況下，新型混凝劑和混凝處理技術(shù)的研究具有深遠(yuǎn)新型混凝劑和混凝處理技術(shù)的研究具有深遠(yuǎn)意義。意義。4一、研究目的、意義一、研究目的、意義n本課題研究的主要內(nèi)容是本課題研究的主要內(nèi)容是，將，將聚硅酸聚硅酸與無與無機(jī)鐵鹽混凝劑進(jìn)行復(fù)配，制備性能穩(wěn)定的機(jī)鐵鹽混凝劑進(jìn)行復(fù)配，制備性能穩(wěn)定的無機(jī)高分子聚硅鐵鹽混凝劑，克服上述缺無

4、機(jī)高分子聚硅鐵鹽混凝劑，克服上述缺點(diǎn)，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，點(diǎn)，發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)，提高并改善現(xiàn)有工業(yè)提高并改善現(xiàn)有工業(yè)廢水的處理現(xiàn)狀。廢水的處理現(xiàn)狀。 5二、實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容二、實(shí)驗(yàn)主要內(nèi)容1.合成PSPFS2.制備模擬濁水3.混凝試驗(yàn)，確定最佳工藝參數(shù)4. 應(yīng)用PSPFS處理煉油廢水6n主要儀器：主要儀器：722型光柵分光光度計(jì)；型光柵分光光度計(jì)； SPH10pH計(jì)；計(jì)； DBJ-621型六聯(lián)變速攪拌器；型六聯(lián)變速攪拌器； 渾濁度儀；溫度計(jì)；量筒；渾濁度儀；溫度計(jì)；量筒； 移液管；燒杯。移液管；燒杯。n主要試劑：主要試劑：FeSO47H2O；KOH； KClO3；H2SO4； Na2SiO39H2O；硅藻土

5、。；硅藻土。1.合成PSPFS7正正交交實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)表表實(shí)驗(yàn)號(hào)實(shí)驗(yàn)號(hào)影響因素影響因素ABCD10.5059020.55108030.510206040.52030405101060615540711030908120208092020401025306011210580122201090130.2503080140.2552090150.25101040160.2520560注：注：AFe/SiAFe/Si摩爾比；摩爾比；BB聚合時(shí)間，聚合時(shí)間，minmin；CC反應(yīng)時(shí)間，反應(yīng)時(shí)間，minmin；DD反應(yīng)溫度，反應(yīng)溫度，。 81.合成PSPFS1.1 活性硅酸的制備 取一定量的取一定量的N

6、aNa2 2SiOSiO3 39H9H2 2O O溶于水中（溶于水中（SiOSiO2 2濃度約濃度約2%2%），）， 使使pH=4.5pH=4.55.05.0，溫度在，溫度在2525，活化聚合一定時(shí)間，即，活化聚合一定時(shí)間，即 得所需的活性硅酸溶液（得所需的活性硅酸溶液（ASAS） 。1.2 1.2 聚鐵的制備聚鐵的制備 按一定的按一定的Fe/SiFe/Si值，取一定量的值，取一定量的FeSOFeSO4 47H7H2 2O O溶解于水，溶解于水， 加入適量的加入適量的KClOKClO3 3和和H H2 2SOSO4 4氧化液，聚合一定時(shí)間，得聚氧化液，聚合一定時(shí)間，得聚 鐵。鐵。1.3 PSP

7、FS1.3 PSPFS的合成的合成 將所制得的聚鐵倒入活性硅酸中，在一定溫度下反將所制得的聚鐵倒入活性硅酸中，在一定溫度下反 應(yīng)，得應(yīng)，得PSPFSPSPFS，合成工藝流程如圖，合成工藝流程如圖1 1所示。所示。9圖1 合成PSPFS工藝流程圖 水水 活性硅酸溶液活性硅酸溶液FeSO47H2O 溶解溶解 反應(yīng)反應(yīng) 產(chǎn)品產(chǎn)品 KClO3+ H2SO4102.制備模擬濁水 稱取稱取3克硅藻土，放入克硅藻土，放入1000ml水中，強(qiáng)力攪水中，強(qiáng)力攪拌拌1h，靜置，靜置1h，取上層清液，得到濁度約，取上層清液，得到濁度約為為300度的模擬濁水。度的模擬濁水。 113.混凝實(shí)驗(yàn) 在模擬濁水中加入一定量合

8、成的在模擬濁水中加入一定量合成的PSPFS，先，先快速攪拌快速攪拌2min，再慢速攪拌，再慢速攪拌5min，然后靜止，然后靜止 10min，于液面下約，于液面下約cm處吸取上清液，用處吸取上清液，用分光光度法測(cè)其濁度。分光光度法測(cè)其濁度。123.1確定最佳投藥量和最佳pH值本實(shí)驗(yàn)用不同參數(shù)條件下所 合 成 的本實(shí)驗(yàn)用不同參數(shù)條件下所 合 成 的PSPFS，對(duì)，對(duì)300度的模擬濁水進(jìn)行最佳度的模擬濁水進(jìn)行最佳投藥量和最佳投藥量和最佳pH的混凝實(shí)驗(yàn)，以除濁率的混凝實(shí)驗(yàn)，以除濁率為評(píng)價(jià)量，得出為評(píng)價(jià)量，得出16組混凝數(shù)據(jù)。組混凝數(shù)據(jù)。從混凝實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可得：從混凝實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中可得：PSPFS處理處理30

9、0度的模擬濁水，其最佳投藥量為度的模擬濁水，其最佳投藥量為10ml/L和和12.5ml/L；最佳；最佳pH值為值為10.511.5。133.2確定最佳工藝參數(shù)在最佳投藥量和最佳在最佳投藥量和最佳pH值的條件下，以值的條件下，以混凝實(shí)驗(yàn)的除濁率為評(píng)價(jià)參數(shù)，來考查混凝實(shí)驗(yàn)的除濁率為評(píng)價(jià)參數(shù)，來考查不同反應(yīng)參數(shù)條件下制備的不同反應(yīng)參數(shù)條件下制備的PSPFS的混的混凝效果。凝效果。在最佳投藥量為在最佳投藥量為10ml/L時(shí)，其試驗(yàn)結(jié)果時(shí)，其試驗(yàn)結(jié)果如圖如圖2所示；在最佳投藥量為所示；在最佳投藥量為12.5ml/L時(shí)其試驗(yàn)結(jié)果如圖時(shí)其試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。所示。1490919293949596979899

10、1001234影響因素水平除濁率,%A：fe/SiB：聚合時(shí)間C：反應(yīng)時(shí)間D：反應(yīng)溫度圖圖2 2 各因素對(duì)各因素對(duì)PSPFSPSPFS混凝能力的影響混凝能力的影響 15圖圖3 3 各因素對(duì)各因素對(duì)PSPFSPSPFS混凝能力的影響混凝能力的影響16合成PSPFS的最佳工藝參數(shù)n方案一：方案一：Fe/Si摩爾比：摩爾比：A2=1； 活性硅酸聚合時(shí)間：活性硅酸聚合時(shí)間：B3=10min; 反應(yīng)時(shí)間：反應(yīng)時(shí)間：C2=10min 反應(yīng)溫度：反應(yīng)溫度：D1=40。n方案二：方案二：Fe/Si摩爾比：摩爾比：A2=1； 活性硅酸聚合時(shí)間：活性硅酸聚合時(shí)間：B2=5min; 反應(yīng)時(shí)間：反應(yīng)時(shí)間：C3=20m

11、in； 反應(yīng)溫度：反應(yīng)溫度：D1=40。 174.應(yīng)用應(yīng)用PSPFS處理煉油廢水處理煉油廢水實(shí)驗(yàn)用水實(shí)驗(yàn)用水SS(g/L）油分油分(mg/L) CODCr(O2，mg/l) 濁度濁度(度度)pH浮選前廢油廢水浮選前廢油廢水0.165108012807118.70浮選后廢油廢水浮選后廢油廢水0.205100911155568.98表表2 2 煉油廢水性質(zhì)煉油廢水性質(zhì) 取茂石化煉油廠凈化水車間一級(jí)浮選前和二級(jí)浮選后取茂石化煉油廠凈化水車間一級(jí)浮選前和二級(jí)浮選后的煉油廢水，其水質(zhì)指標(biāo)的煉油廢水，其水質(zhì)指標(biāo)如如表表2 2。 184.應(yīng)用應(yīng)用PSPFS處理煉油廢水（浮選前）處理煉油廢水（浮選前）混凝劑混

12、凝劑SS去除率去除率除油率除油率濁度去除率濁度去除率COD去除率去除率pH1號(hào)號(hào)PSPFS92.73%97.48%95.36%82.97%6.022號(hào)號(hào)PSPFS83.62%96.38%100%83.59%4.30商品商品PAC95.76%88.15%97.33%72.66%8.61 表表3 PSPFS3 PSPFS與與PACPAC混凝劑對(duì)浮選前廢水的混凝效果比較混凝劑對(duì)浮選前廢水的混凝效果比較 由表由表3可看出，在最佳投藥量時(shí)，在最佳工藝條件下合可看出，在最佳投藥量時(shí)，在最佳工藝條件下合成的成的PSPFS處理浮選前煉油廢水，其除油率、處理浮選前煉油廢水，其除油率、COD去除率去除率都優(yōu)于商品

13、都優(yōu)于商品PAC，濁度去除率濁度去除率和和SS的去除率與商品的去除率與商品PAC相近。相近。 194.應(yīng)用應(yīng)用PSPFS處理煉油廢水（浮選后）處理煉油廢水（浮選后）混凝劑混凝劑SS去除率去除率除油率除油率濁度去除率濁度去除率COD去除率去除率pH1號(hào)號(hào)PSPFS95.61%95.43%99.71%83.86%5.562號(hào)號(hào)PSPFS90.24%94.20%99.86%81.35%6.20商品商品PAC93.17%78.04%89.39%58.83%8.92表表4 PSPFS4 PSPFS與與PACPAC混凝劑對(duì)浮選后廢水的混凝效果比較混凝劑對(duì)浮選后廢水的混凝效果比較 由表由表4可看出，在最佳投

14、藥量時(shí)，在最佳工藝條件下合成的可看出，在最佳投藥量時(shí)，在最佳工藝條件下合成的PSPFS處理浮選后煉油廢水，其除油率、濁度去除率、處理浮選后煉油廢水，其除油率、濁度去除率、COD去除率都優(yōu)于商品去除率都優(yōu)于商品PAC，SS的去除率與商品的去除率與商品PAC相近。相近。20三、結(jié)論三、結(jié)論 1、本實(shí)驗(yàn)所制得的本實(shí)驗(yàn)所制得的PSPFSPSPFS處理處理300300度左右的模擬濁水，其最佳投藥量為度左右的模擬濁水，其最佳投藥量為 10ml/L10ml/L或或 12.5ml/L12.5ml/L；處理模擬濁水的最佳；處理模擬濁水的最佳pHpH值為值為10.510.511.511.5。 2、PSPFSPSPFS的最佳合成方案為：的最佳合成方案為： 方案一：方案一：Fe/SiFe/Si摩爾比：摩爾比：A A2 2=1=1； 活性硅酸聚合時(shí)間：活性硅酸聚合時(shí)間：B B3 3=10min;=10min; 反應(yīng)時(shí)間：反應(yīng)時(shí)間：C C2 2=10min=10min； 反應(yīng)溫度：反應(yīng)溫度：D D1 1=40=40。 方案二：方案