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青海硅酸聚合度A1 Si摩尔比等对PSAF 絮凝效果的影响

时间:2021-02-11 21:13:25 来源: 点击:25357次

通过正交试验分析了各个 因素对 PSAF 的絮凝效果的影响,探讨了其佳合成 工艺路线;研究了硅酸聚合度、A1 Si摩尔比等对 PSAF 絮凝效果的影响,并通过模拟废水实验比较了 PSAF 与传统絮凝剂的絮凝效果。 PSAF的制备: 

(1)酸化聚合硅酸:取一定量的水玻璃,用蒸馏水 稀释至浓度为 5%(以Si 调节pH= 小时,使硅酸有一定的聚合度,用硫酸调节 pH 2,待用。

(2)定量移取A1 溶液(0.5mOI );在快速搅拌的同时用酸式滴定管将一定比例的 Fe )滴加入A1 溶液中,使之混合均匀,并具有一定的 AI 摩尔比。

(3)将一定量熟化后的聚硅酸引入铝铁盐混和液,然后在快速搅拌的 条件下,向混和液中滴加 NaH 溶液(0. 5mOI 的确定[10] 本文采用Tang HOngxiaO,Stumm 等人提出的称为碱化度 式中:pH为铝、铁盐溶液固有的 pH 为加入溶液中的碱的浓度(mOI 为制备聚合铝、铁时向溶液中加入的酸或试剂盐类中含有的游离酸的浓度 (mOI 絮凝实验采用烧杯实验装置,在六联电动搅拌机上进行。 

实验水样为配制的含高岭土200mg 的悬浊液500mL,水温20 稀盐酸或氢氧化钠调节水样的pH 值,然后加入一定量的絮凝剂,在40 min的转速下恒速搅拌10min,静置沉降10min, 3cm处取上清液采用文献 [11] 的方法测定 残余浊度。 PSAF的更佳制备条件及投用量的研究 采用正交实验法,以残余浊度为絮凝性能指标,考 第25 500mL)四个因子对PSAF 絮凝效果的 影响,实验中每个因子取4 个水平,试验数据及处理结 果如表1。 PSAF更佳制备条件正交试验L 试验序号Al Fe(摩尔比) 残余浊度(mg 2020 2520 31520 3020 2530 1530 1540 2540 5011. 1550 2550 的摩尔比对PSAF絮凝性能的影响 固定碱度 PSAF絮凝性能的影响,以残余浊度对投药量作图,得 Al 可见,当A1 PSAF的絮凝效果在低剂量范围(小于20 尔比大于1时的除浊效果相比略差或相当,而在投加 量大于1. 也表明,投药量在30 500mL效果佳。

实验还发 现,Al 的摩尔比大于1的样品在储存期间易 发生“挂壁”,而Al 的摩尔比为1时样品的储 存时间较长,因此,综合考虑絮凝效果与储存稳定性的 因素,选择A1 Si摩尔比对絮凝性能的影响 的摩尔比对PSAF 絮凝效果 的影响 对PSAF絮凝性能的影响 p~值对PSAF絮凝性能的影响 固定A1 的摩尔比为1=1(按5:5 不同的摩尔比分别制备了PSAF 絮凝剂,并考察了它们在 时文中等:青海聚合硅酸铝铁(PSAF)的制备与絮凝性能研究图,得(Al Si摩尔比对絮凝性能的影响曲 线,如图 所示。由图看出,PSAF的絮凝效果随着 (Al Si的摩尔比为l1 500mL时絮凝效果佳。 对PSAF絮凝性能的影响 碱化度B 值是影响无机高分子絮凝剂絮凝性能的重要参数,固定铝、铁、硅的摩尔比为l:l 浓度计量),在溶液pH PSAF的絮凝效果的影响。以残余浊度对碱化度B 作图,得碱化B 对絮凝效果的影响曲线,如图3所示。 值太大或太小都会影响絮凝效果,只有当碱化度 左右时,絮凝剂才能发挥更佳的絮凝效果。在此条件下,PSAF 絮凝剂不 仅能充分发挥其吸附架桥及卷扫沉淀作用,而且具有 较好的储存稳定性。 PSAF适宜的絮凝pH 值范围 固定PSAF 絮凝剂的投加量为l. Si的摩尔比为l 的条件下;考察了PSAF 样pH值的变化关系。以残余浊度对 pH 值作图,得到 pH值对絮凝效果的影响曲线,

如图 所示。由图可见,PSAF 适宜的 pH 值范围较宽,在 l2范围内. 有很好的絮凝除浊效果,其中在pH 时效果更佳。 PSA絮凝效果的比较 絮凝剂用量对絮凝效果的影响在其它絮凝条件相同时,比较了 PSAF、PAC、A PSA在不同用量时的絮凝除浊效果,(絮凝剂 的用量都以A 计),影响曲线见图5。由图5 可知:在 絮凝剂用量相同时,PSAF 的除浊效果更好,PAC 次之, PSA的除浊效果差。 PSA沉降性能的比较 不同絮凝剂沉降性能的比较在其它絮凝条件相同时,絮凝剂的投加量都为 2mg 计)时,比较了PSAF、Al PSA和PAC 的絮凝沉降性能,比较结果如图 表明,PSAF的沉降性能优于 PAC PSA。实验发现,用 PASF 处理水样时,絮体形成速度快, 絮体体积大,下沉速度快;而 PAC PSA絮体形成的速度较慢,絮体体积小,下沉速度较慢 PSAF产品技术经济及单位水处理成本分析 以水玻璃、硫酸铝、硫酸铁为原料,年产 万吨PSAF 的技术经济分析见表 

2,在保证 COD、SS、P 标的条件下,仅考虑药剂费及投加量,处理单位水的药剂成本见表3。 是一种叫经济的混凝剂。 时,絮凝效果更好,且稳定性强,不易发生“挂壁”现象;当摩尔比过高时,聚 合物的吸附架桥作用受到影响;摩尔比过低时,又会使 电中和能力减弱,降低其絮凝效果。当铝、铁、硅摩尔 比为1 PSAF适宜的pH 范围较宽,在4 12范围内均有 很好的效果,其中pH PSAF与常用絮凝剂 Ai PSA(助凝剂)和PAC 的对比絮凝实验表明,PSAF 的絮凝性能优于其它 两种絮凝剂。

尤其是生成的絮体颗粒比 PAC 且随硅的比例增加而愈加明显。PSAF在较低投加量 时所表现出来的除浊性能,主要是由于絮凝剂与 胶体颗粒表面发生的电中和吸附脱稳和粘附架桥综合 作用所致。由于此类絮凝剂具有制备方法简单、无毒、 用量少、原料来源广泛、适用 pH 值范围较宽以及絮凝 效果好等特点,值得推广应用

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