复合无机高分子絮凝剂聚硅氯化铁-PFSi的研究

论文作者：张晓飞 赵雅芝 全燮 陈硕 赵慧敏

摘要：探讨了三氯化铁、硅酸钠为原料制备聚硅氯化铁，对制备样品的絮凝效率进行了对比研究，并考察了絮凝剂处理后的水体中残留的铁离子总量。实验应用了Fe-Ferron逐时络合比色法形态表征方法，考察了原料中Fe/Si值对产品的有效成份含量和絮凝效率的影响。实验结果表明絮凝剂原料中Fe/Si对产品中Fe(b)含量有较大影响，当Fe(b)成份的含量逐渐减小时，样品的絮凝效率也逐渐降低。2#样品絮凝效率最高，残余铁离子量最少。

关键词：絮凝剂 Fe-Ferron逐时络合比色法 聚硅氯化铁

无机高分子絮凝剂作为一种新型的水和污水处理试剂，从上个世纪六十年代开始，在全球范围内发展迅速[1,2]。由于它相对于传统的铁盐和铝盐絮凝剂具有价格便宜和絮凝效率较高的优势，在许多国家得到了不同程度的研究。经过几十年的发展，现阶段的研究热点主要是复合型无机高分子絮凝剂的开发研制，其中以铁硅、铝硅为重要研究对象[3,4]。虽然铝系絮凝剂因其良好的絮凝效率和相对成熟的制造工艺，成为生活污水和生产污水处理中应用最广、市场占有率最大的絮凝剂类型，但是因为处理后水体中残留的铝离子在进入人体后会产生生物累积现象，造成人体的智力发育缓慢等健康疾病，铁系絮凝剂作为一种高效廉价安全的替代品，引起了越来越为广泛的关注。但是传统的铁系絮凝剂如聚合硫酸铁、聚合氯化铁处理后的水体铁离子残余量较高，引起水体的“返黄”现象，为解决以上问题，近年来复合型铁系絮凝剂的研究进展较快。本文在聚合氯化铁的基础上添加不同比例的活性硅酸以制备不同性状的聚硅氯化铁，并研究比较其絮凝效率，利用Fe-Ferron比色法进行形态表征，对聚硅氯化铁的制备进行了初步的探索。该样品絮凝效率较高，且较好的解决了水体“返黄”现象。

1 实验部分

1.1 仪器与试剂

恒温磁力搅拌机(HJ-3型)，721分光光度计，智能型六联混凝搅拌机(MY3000-6D型)，数字浊度计(WGZ-1型) 。

FeCl3·6H2O，Na2SiO3·9H2O，NaHCO3， CH3COONa，Ferron试剂，硫酸皆为AR级试剂 。

1.2 聚硅氯化铁（PFSi）的制备方法

活性硅酸的制备：在磁力高速搅拌的条件下，于一定量的稀盐酸中缓慢滴加浓度为0.2 mol/L的Na2SiO3，至一定pH时(利用精密pH试纸测定)，用氟硅酸盐容量法标定其硅含量。

PFSi的制备：在磁力高速搅拌的条件下，按照一定的Fe/Si比，在浓度为1mol/L的FeCl3中缓慢加入活性硅酸，全部混合后继续搅拌熟化一定时间，然后在剧烈搅拌的情况下按照一定的碱化度(B值)，用微量滴定管缓慢加入一定量浓度为0.5mol/L的NaHCO3，全部混合后继续搅拌熟化0.5 h，共制备出1#～5#五种样品。

表1 样品主要指标

备的样品中，2#的样品的絮凝效率最高，且水体残余量也较低，随着投加量的增加残余量无明显增加，Fe-Ferron逐时络合比色法的试验结果证明2#样品中的有效成分含量Fe(b)也最高。

参考文献

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[2] 李风亭，我国混凝剂聚合硫酸铁的技术发展现状.工业水处理，2002，22(1)：5~8

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[8] 田宝珍，汤鸿霄，Ferron逐时络合比色法测定Fe(Ⅲ)溶液聚合物的形态 .环境化学，1989，8（4）27

[9] 宋永会，岳钦妍，高宝玉，Ferron逐时络合比色法研究聚硅酸铁中铁的形态.油气田环境保护，1997，7（4）：4~7