陰離子改性聚磷硫酸鐵絮凝劑的制備及應(yīng)用.pdf

1、目前，水體富營(yíng)養(yǎng)化是我國(guó)水環(huán)境污染的重要方面之一，嚴(yán)重制約了水資源的開(kāi)發(fā)利用。未經(jīng)處理的生活污水和污水處理廠尾水是地表水體磷的重要來(lái)源。污水處理工程通常采用生物除磷工藝去除污水含有的磷；污水處理廠的建設(shè)在一定程度上削減了進(jìn)入地表水體的磷，但其除磷效果在冬季低溫時(shí)不甚理想，甚至?xí)霈F(xiàn)總磷超標(biāo)的現(xiàn)象。隨著我國(guó)排水標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，尋求經(jīng)濟(jì)合理的生活污水處理工藝是我國(guó)水環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。
　　論文以冬季時(shí)厭氧-接觸氧化工藝二級(jí)出

2、水為研究對(duì)象，開(kāi)展了化學(xué)強(qiáng)化除磷實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)以七水硫酸亞鐵（FeSO4·7H2O）和廢硫酸、雙氧水等為原料，采用陰離子改性法引入PO43-合成聚磷硫酸鐵，考察了合成條件對(duì)聚磷硫酸鐵的堿化度的影響，并采用響應(yīng)曲面法分析了主要合成因素之間的交互作用對(duì)聚磷硫酸鐵全鐵含量和堿化度的影響；采用XRD、紫外可見(jiàn)吸收光譜、傅立葉紅外光譜等對(duì)其形態(tài)結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征并分析了聚磷硫酸鐵的合成機(jī)理；同時(shí)研究不同實(shí)驗(yàn)條件下聚磷硫酸鐵的除磷效果。通過(guò)上述研究得到的

3、主要結(jié)論有以下幾個(gè)方面：
　?、俸铣蒔PFS過(guò)程中，當(dāng)氧化劑用量為n(H2O2)/n(Fe)=0.7，氧化時(shí)間為10min，氧化溫度為20℃時(shí)，F(xiàn)e2+轉(zhuǎn)化率能夠達(dá)到99.93％。PPFS的堿化度隨著 H2SO4/Fe的增大而逐漸降低；PPFS的堿化度隨著P/Fe和OH/Fe的增大而逐漸增大；聚合溫度和聚合時(shí)間對(duì)PPFS堿化度的影響較小，當(dāng)H2SO4/Fe為0.3~0.35、P/Fe=0.3、OH/Fe=0.3、聚合溫度為60℃、

4、聚合時(shí)間為60min時(shí)，制備的PPFS絮凝劑具有較高的堿化度。
　　②PPFS絮凝劑Fe(Ⅲ)形態(tài)分析表明：Fea的含量隨著P/Fe的增大而增大。而Feb含量先隨著P/Fe的增加而增加，在P/Fe=0.3時(shí)達(dá)到最大值18.50%，隨后Feb含量隨著P/Fe的增加而減小。Fec含量最多，其含量隨著P/Fe的增大而減小。Fea的含量隨著OH/Fe的增加而逐漸降低；Feb含量隨著OH/Fe的增加而增加；Fec的含量的隨著OH/Fe的增加

5、而逐漸增加。XRD圖譜分析表明PPFS為具有微量晶體混合的無(wú)定型結(jié)構(gòu)的羥基橋連的磷鐵聚合物。PPFS的合成機(jī)理是反應(yīng)體系中的羥基與磷酸根配位競(jìng)爭(zhēng)鐵離子生成不同絡(luò)合物，這些絡(luò)合物再通過(guò)羥基橋連成更大的絡(luò)合物的過(guò)程。
　?、垌憫?yīng)曲面分析表明：操作因素OH/Fe、聚合溫度對(duì)PPFS絮凝劑全鐵含量的線性效應(yīng)顯著；P/Fe和聚合溫度的交互作用對(duì)PPFS絮凝劑全鐵含量的交互影響顯著；P/Fe、OH/Fe、聚合溫度的平方項(xiàng)對(duì)PPFS絮凝劑全鐵含

6、量的曲面效應(yīng)顯著。H2SO4/Fe、P/Fe、OH/Fe、聚合溫度對(duì)堿化度的線性效應(yīng)顯著；H2SO4/Fe和聚合溫度的交互作用對(duì)堿化度的交互影響顯著；H2SO4/Fe、P/Fe、OH/Fe、聚合溫度的平方項(xiàng)對(duì)堿化度的曲面效應(yīng)不顯著。
　?、芑瘜W(xué)混凝除磷中，增加PPFS投加量，TP去除率也隨之增大；當(dāng)投加量為40mg/L時(shí)，TP去除率達(dá)到90%，出水TP濃度可以下降至0.5mg/L以下。PPFS與助凝劑聯(lián)用時(shí)，CPAM、APAM會(huì)降