聚合硫酸铁和活化硅酸复配除浊效果对比

2019-08-14谢登科

资源节约与环保 2019年7期

谢登科

（珠海市金湾区三灶镇农业技术服务中心广东珠海 519000）

引言

聚合硫酸铁（PFS）是一种无机高分子水处理药剂，其使用效能优于传统混凝剂，且价格低廉，所以得到了广泛的应用。活化硅酸作为一种无机高分子助凝剂，具有制造工艺简单，价格低廉，无有毒有害残留物质等优点。且在处理低温低浊水时，不但能够具有一般有机助凝剂的特点，还能缩短活化时间，使其胶体颗粒之间形成密实、沉降快、不易碎的絮体。目前，已有实验证明将金属类元素加入到聚硅酸盐中，能够制得更无毒性、高效能、适用性强的新型混凝剂[1~3]。该类混凝剂较聚合硫酸铁(PFS)等传统混凝剂具有更为优异的混凝性能，除浊、除色效率高，形成矾花迅速，絮体大且密实，沉降快[4~6]。

本试验用聚合硫酸铁（PFS）做混凝剂，活化硅酸做助凝剂对低温低浊悬浊液进行试验。比较单独使用PFS与PFS+PS复配处理悬浊液的除浊效果以及不同添加量处理下效果的对比。

1 实验部分

1.1 试剂

硫酸铁、工业水玻璃，浓硫酸等，均为分析纯。

1.2 仪器

721型分光光度计、pHS-25型pH计、WGZ-1A型浊度计等。

1.3 活化硅酸的配制

本实验以工业水玻璃和浓硫酸为主要原料，采用加酸熟化法制备活化硅酸助凝剂，准确量取一定量的工业水玻璃（SiO2%≥26%)溶解于盛有40mL水的烧杯中，再将其缓慢的加入到一定质量分数的硫酸溶液中（整个过程没有凝胶出现），得到的活化硅酸溶液pH为1.0-4.0，然后停止搅拌，室温（27℃）静置熟化一定时间，得到二氧化硅质量分数为3.0-7.0%的活化硅酸溶液。

1.4 实验方法

配制硅藻土悬浊液，模拟浊度为22.1NTU，温度为14℃的低温低浊水。同时准备pH值为3.0，SiO2质量分数为5.0%、活化时间为60min的活化硅酸溶液。混凝-絮凝实验条件：

1.快速搅拌2min，转速150r/min；

2.慢速搅拌10min，转速80r/min；

3.静置沉降20min。取上层清液测其浊度并计算去浊率。

1.5 计算公式

去浊率=[(原始浊度－剩余浊度)/原始浊度]×100%。

2 实验结果

2.1 单独使用PFS除浊效果

由表1及图1可知，PFS单独使用时，对悬浊液除浊效果如下，投药量为8.0mg/L时，剩余浊度为1.5NTU，浊度去除率为93.2%，其次为投药量为6.4mg/L时，剩余浊度为2.1NTU，浊度去除率为90.5%。

表1 PFS单独使用时除浊效果

图1 单独使用PFS时除浊效果

2.2 使用PFS和PS复配时除浊效果

由上表可知，PFS单独投放使用时，其投药量Fe为1.6mg/L时，除浊率仅为27.6%，效果不佳，不作为复配考虑。由表2可知，当PFS投加量的Fe加入量为4.8mg/L时，使用PFS和PS复配时除浊效果如下，PFS加入量Fe不变，PS加入量Si含量为15mg/L时，除浊效果最佳，剩余浊度为0.8NTU，除浊率为96.3%；其次为PS加入量Si含量为12.5mg/L时，除浊效果其次，剩余浊度为1.3NTU，除浊率为94.1%。

表2 PFS投加量为4.8mg/L时

由表3可知，当PFS投加量的Fe加入量为6.4mg/L时，使用PFS和PS复配时除浊效果如下，PFS加入量Fe不变，PS加入量Si含量为15mg/L时，除浊效果最佳，剩余浊度为0.5NTU，除浊率为97.7%；其次为PS加入量Si含量为12.5mg/L时，除浊效果其次，剩余浊度为0.7NTU，除浊率为96.8%。

表3 PFS投加量为6.4mg/L时

由表4可知，当PFS投加量的Fe加入量为8.0mg/L时，使用PFS和PS复配时除浊效果如下，PFS加入量Fe不变，PS加入量Si含量为15mg/L时，除浊效果最佳，剩余浊度为0.5NTU，除浊率为97.7%；其次为PS加入量Si含量为12.5mg/L时，除浊效果其次，剩余浊度为0.6NTU，除浊率为97.3%。

表4 PFS投加量为8.0mg/L时

由表5可知，当PFS投加量的Fe加入量为9.6mg/L时，使用PFS和PS复配时除浊效果如下，PFS加入量Fe不变，PS加入量Si含量为15mg/L时，除浊效果最佳，剩余浊度为2.3NTU，除浊率为89.6%；其次为PS加入量Si含量为12.5mg/L时，除浊效果其次，剩余浊度为2.9NTU，除浊率为86.9%。

表5 PFS投加量为9.6mg/L时

综上所述，从图2可知，不同PFS质量单独投放使用对比添加不同质量PS复配处理，加入适量的PS均可以增强PFS的除浊效果。当PFS加入量Fe的含量为8.0mg/L时，PS加入量Si含量为15mg/L时，除浊效果最佳，剩余浊度为0.5NTU，除浊率为97.7%，当PS加入量Si为15mg/L时，剩余浊度最低，除浊效果为最优；且当PFS投放量Fe为9.6mg/L时，剩余浊度均高于其他投放量，但除浊效果不佳。