聚合硫酸铁的制备及改性研究
【摘要】： 聚合硫酸铁以其优良的絮凝性能为人们所关注,制备工艺简单、成本低廉的PFS产品具有重要意义。本文以七水硫酸亚铁、硫酸为原料,以氯酸钠为氧化剂制备了液体PFS、固体PFS和Mn2+改性固体PFS,并研究了其对工业废水的处理特性。
采用空气-氧化剂联合氧化法制备了液体PFS,研究了投料比、溶液pH和反应温度对液体PFS产品质量的影响。确定了制备液体PFS的最优工艺,在投料比(FeSO4·7H2O:H2SO4) 1:0.35～0.40,溶液pH0.5-1,反应温度60℃下,空气氧化7h后投加氯酸钠,可减少氧化剂用量80%。在印染废水处理实验中,液体PFS投加量为146mg·L-1时,COD去除率为65.2%,浊度去除率为91.4%。
考察了原料配比、反应温度、反应时间、时效处理和固化温度对固体PFS性质的影响,得到了制备固体PFS的优化条件：原料配比(FeSO4·7H2O:H2SO4)1:0.23,反应温度54℃,反应时间90min,固化温度54-59℃。相比液体PFS蒸发法,该工艺可节约能量2331kJ·kg-1。在涂料废水处理实验中,固体PFS投加量为100 mmg·L-1时,COD去除率为82.1%,浊度去除率达98.3%。
将Mn2+引入PFS,制备了改性PFS,研究了原料配比、和反应温度对其絮凝性能的影响,得到了优化工艺条件：绿矾27.8g,硫酸锰8.45g,硫酸1.5ml,反应温度50℃。在处理印染废水、涂料废水和造纸废水的实验中,比较了改性固体PFS与未改性固体PFS的絮凝性能,絮凝剂在上述三种废水中投加量分别为150mg·L-1、100mg·L-1和150mg·L-1时,改性固体PFS的COD去除率分别为71.3%、87.6%和73.7%,浊度去除率分别为96.5%、99.7%和91.3%；未改性固体PFS处理印染废水和水性涂料废水时,COD去除率分别为65.8%和82.1%,浊度去除率分别为93.1%和98.3%。结果表明,改性固体PFS絮凝性能优于固体PFS,对印染废水、水性涂料废水和造纸废水都有较好的絮凝效果。
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