毕业答辩-给排水专业无机高分子混凝剂聚硅硫酸铁

1、1无机高分子混凝剂无机高分子混凝剂 聚硅硫酸铁合成的试验研究聚硅硫酸铁合成的试验研究环本环本00-2班班 ： 刘艳文刘艳文指指 导导 教教 师师 ： 聂丽君聂丽君 2一、研究目的、意义一、研究目的、意义n中国是个水资源大国，年平均水资源总量为中国是个水资源大国，年平均水资源总量为2.81亿立方米，居世界第六位；但是，人均亿立方米，居世界第六位；但是，人均水量仅为世界人均水平的四分之一，居世界水量仅为世界人均水平的四分之一，居世界149个国家的第个国家的第110位，因此，中国又是个位，因此，中国又是个严重缺水的国家。水，成为我们这个古老的严重缺水的国家。水，成为我们这个古老的民族走向不断进步的最

2、大的心腹之患。民族走向不断进步的最大的心腹之患。n近些年来，我们国家提出了节约用水，从水近些年来，我们国家提出了节约用水，从水要水的号召。所谓从水要水，就是要对生活要水的号召。所谓从水要水，就是要对生活污水、工业废水进行处理，不仅要防止污染污水、工业废水进行处理，不仅要防止污染环境，更重要得是使处理后的水循环使用或环境，更重要得是使处理后的水循环使用或回用。回用。 3一、研究目的、意义一、研究目的、意义n在所有水的处理技术和方法中，在所有水的处理技术和方法中，混凝法混凝法是最是最常用、最经济、也是最重要的方法。水净化常用、最经济、也是最重要的方法。水净化处理、工业废水处理、城市生活污水处理以处

3、理、工业废水处理、城市生活污水处理以及工业用水中的软化水、脱盐水、纯水、高及工业用水中的软化水、脱盐水、纯水、高纯水预处理等一系列过程，均离不开混凝剂纯水预处理等一系列过程，均离不开混凝剂和混凝方法。和混凝方法。n因此，在目前给水处于供不应求的情况下，因此，在目前给水处于供不应求的情况下，新型混凝剂和混凝处理技术的研究具有深远新型混凝剂和混凝处理技术的研究具有深远意义。意义。4一、研究目的、意义一、研究目的、意义n本课题研究的主要内容是本课题研究的主要内容是，将，将聚硅酸聚硅酸与无与无机铁盐混凝剂进行复配，制备性能稳定的机铁盐混凝剂进行复配，制备性能稳定的无机高分子聚硅铁盐混凝剂，克服上述缺无

4、机高分子聚硅铁盐混凝剂，克服上述缺点，发挥各自优势，点，发挥各自优势，提高并改善现有工业提高并改善现有工业废水的处理现状。废水的处理现状。 5二、实验主要内容二、实验主要内容1.合成PSPFS2.制备模拟浊水3.混凝试验，确定最佳工艺参数4. 应用PSPFS处理炼油废水6n主要仪器：主要仪器：722型光栅分光光度计；型光栅分光光度计； SPH10pH计；计； DBJ-621型六联变速搅拌器；型六联变速搅拌器； 浑浊度仪；温度计；量筒；浑浊度仪；温度计；量筒； 移液管；烧杯。移液管；烧杯。n主要试剂：主要试剂：FeSO47H2O；KOH； KClO3；H2SO4； Na2SiO39H2O；硅藻土

5、。；硅藻土。1.合成PSPFS7正正交交实实验验设设计计表表实验号实验号影响因素影响因素ABCD10.5059020.55108030.510206040.52030405101060615540711030908120208092020401025306011210580122201090130.2503080140.2552090150.25101040160.2520560注：注：AFe/SiAFe/Si摩尔比；摩尔比；BB聚合时间，聚合时间，minmin；CC反应时间，反应时间，minmin；DD反应温度，反应温度，。 81.合成PSPFS1.1 活性硅酸的制备 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浓度约浓度约2%2%），）， 使使pH=4.5pH=4.55.05.0，温度在，温度在2525，活化聚合一定时间，即，活化聚合一定时间，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 聚铁的制备聚铁的制备 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， 加入适量的加入适量的KClOKClO3 3和和H H2 2SOSO4 4氧化液，聚合一定时间，得聚氧化液，聚合一定时间，得聚 铁。铁。1.3 PSP

7、FS1.3 PSPFS的合成的合成 将所制得的聚铁倒入活性硅酸中，在一定温度下反将所制得的聚铁倒入活性硅酸中，在一定温度下反 应，得应，得PSPFSPSPFS，合成工艺流程如图，合成工艺流程如图1 1所示。所示。9图1 合成PSPFS工艺流程图 水水 活性硅酸溶液活性硅酸溶液FeSO47H2O 溶解溶解 反应反应 产品产品 KClO3+ H2SO4102.制备模拟浊水 称取称取3克硅藻土，放入克硅藻土，放入1000ml水中，强力搅水中，强力搅拌拌1h，静置，静置1h，取上层清液，得到浊度约，取上层清液，得到浊度约为为300度的模拟浊水。度的模拟浊水。 113.混凝实验 在模拟浊水中加入一定量合

8、成的在模拟浊水中加入一定量合成的PSPFS，先，先快速搅拌快速搅拌2min，再慢速搅拌，再慢速搅拌5min，然后静止，然后静止 10min，于液面下约，于液面下约cm处吸取上清液，用处吸取上清液，用分光光度法测其浊度。分光光度法测其浊度。123.1确定最佳投药量和最佳pH值本实验用不同参数条件下所 合 成 的本实验用不同参数条件下所 合 成 的PSPFS，对，对300度的模拟浊水进行最佳度的模拟浊水进行最佳投药量和最佳投药量和最佳pH的混凝实验，以除浊率的混凝实验，以除浊率为评价量，得出为评价量，得出16组混凝数据。组混凝数据。从混凝实验数据中可得：从混凝实验数据中可得：PSPFS处理处理30

9、0度的模拟浊水，其最佳投药量为度的模拟浊水，其最佳投药量为10ml/L和和12.5ml/L；最佳；最佳pH值为值为10.511.5。133.2确定最佳工艺参数在最佳投药量和最佳在最佳投药量和最佳pH值的条件下，以值的条件下，以混凝实验的除浊率为评价参数，来考查混凝实验的除浊率为评价参数，来考查不同反应参数条件下制备的不同反应参数条件下制备的PSPFS的混的混凝效果。凝效果。在最佳投药量为在最佳投药量为10ml/L时，其试验结果时，其试验结果如图如图2所示；在最佳投药量为所示；在最佳投药量为12.5ml/L时其试验结果如图时其试验结果如图3所示。所示。1490919293949596979899

10、1001234影响因素水平除浊率,%A：fe/SiB：聚合时间C：反应时间D：反应温度图图2 2 各因素对各因素对PSPFSPSPFS混凝能力的影响混凝能力的影响 15图图3 3 各因素对各因素对PSPFSPSPFS混凝能力的影响混凝能力的影响16合成PSPFS的最佳工艺参数n方案一：方案一：Fe/Si摩尔比：摩尔比：A2=1； 活性硅酸聚合时间：活性硅酸聚合时间：B3=10min; 反应时间：反应时间：C2=10min 反应温度：反应温度：D1=40。n方案二：方案二：Fe/Si摩尔比：摩尔比：A2=1； 活性硅酸聚合时间：活性硅酸聚合时间：B2=5min; 反应时间：反应时间：C3=20m

11、in； 反应温度：反应温度：D1=40。 174.应用应用PSPFS处理炼油废水处理炼油废水实验用水实验用水SS(g/L）油分油分(mg/L) CODCr(O2，mg/l) 浊度浊度(度度)pH浮选前废油废水浮选前废油废水0.165108012807118.70浮选后废油废水浮选后废油废水0.205100911155568.98表表2 2 炼油废水性质炼油废水性质 取茂石化炼油厂净化水车间一级浮选前和二级浮选后取茂石化炼油厂净化水车间一级浮选前和二级浮选后的炼油废水，其水质指标的炼油废水，其水质指标如如表表2 2。 184.应用应用PSPFS处理炼油废水（浮选前）处理炼油废水（浮选前）混凝剂混

12、凝剂SS去除率去除率除油率除油率浊度去除率浊度去除率COD去除率去除率pH1号号PSPFS92.73%97.48%95.36%82.97%6.022号号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与与PACPAC混凝剂对浮选前废水的混凝效果比较混凝剂对浮选前废水的混凝效果比较 由表由表3可看出，在最佳投药量时，在最佳工艺条件下合可看出，在最佳投药量时，在最佳工艺条件下合成的成的PSPFS处理浮选前炼油废水，其除油率、处理浮选前炼油废水，其除油率、COD去除率去除率都优于商品

13、都优于商品PAC，浊度去除率浊度去除率和和SS的去除率与商品的去除率与商品PAC相近。相近。 194.应用应用PSPFS处理炼油废水（浮选后）处理炼油废水（浮选后）混凝剂混凝剂SS去除率去除率除油率除油率浊度去除率浊度去除率COD去除率去除率pH1号号PSPFS95.61%95.43%99.71%83.86%5.562号号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与与PACPAC混凝剂对浮选后废水的混凝效果比较混凝剂对浮选后废水的混凝效果比较 由表由表4可看出，在最佳投

14、药量时，在最佳工艺条件下合成的可看出，在最佳投药量时，在最佳工艺条件下合成的PSPFS处理浮选后炼油废水，其除油率、浊度去除率、处理浮选后炼油废水，其除油率、浊度去除率、COD去除率都优于商品去除率都优于商品PAC，SS的去除率与商品的去除率与商品PAC相近。相近。20三、结论三、结论 1、本实验所制得的本实验所制得的PSPFSPSPFS处理处理300300度左右的模拟浊水，其最佳投药量为度左右的模拟浊水，其最佳投药量为 10ml/L10ml/L或或 12.5ml/L12.5ml/L；处理模拟浊水的最佳；处理模拟浊水的最佳pHpH值为值为10.510.511.511.5。 2、PSPFSPSPFS的最佳合成方案为：的最佳合成方案为： 方案一：方案一：Fe/SiFe/Si摩尔比：摩尔比：A A2 2=1=1； 活性硅酸聚合时间：活性硅酸聚合时间：B B3 3=10min;=10min; 反应时间：反应时间：C C2 2=10min=10min； 反应温度：反应温度：D D1 1=40=40。 方案二：方案