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铝盐和铁盐作为混凝剂在水处理中已广泛使用。近年来,无机复合型混凝剂因兼有铝盐和铁盐的优点得到了进一步的发展和应用。本论文主要研究了复合型混凝剂固体聚合硫酸铝铁(PAFS)的制备、表征及其在不同水质条件下的混凝效果。
本文首先分别以硫酸亚铁和硫酸,硫酸铝和碳酸钠为原料制备出了固体PFS和高浓度液体PAS。然后采用Ferron逐时络合比色法研究了PFS和PAS中铁和铝的形态分布特点及形态分布与盐基度的关系,并用形态分布考查了PFS和PAS的稳定性。还利用红外光谱对PFS和PAS的特征峰进行了分析指认,证明了聚合态结构的存在。
在PFS和PAS研究的基础上,本文随后以硫酸亚铁、硫酸铝、硫酸为原料开发出了合成固体聚合硫酸铝铁的新工艺。考察了影响产品性能的因素;采用Ferron逐时络合比色法研究了铝组分加入形式、盐基度B、Fe/Al摩尔比等因素对PAFS形态分布的影响;利用红外光谱,对PAFS中特征基团进行了分析表征;通过对模拟高岭土废水和印染废水混凝处理,考察了不同组成的PAFS的混凝效能,并通过混凝试验对PAFS和其他混凝剂进行了横向对比。
研究结果表明,固体PAFS的制备条件为:Fe/Al为4~9、BAl=0~1.8、铝组分加入时间0.5~1.5h、温度>15℃。产品盐基度14%~20%,形态分布受铝组分加入形式、Fe/Al摩尔比影响较大,最佳混凝活性组分[Fe+Al]b含量8%~26%,红外图谱中出现位于890~905cm—1、605~613cm—1的特征峰,特征峰的波数与Al/Fe摩尔比的比值正向相关。混凝实验结果表明:PAFS对印染废水处理效果良好,在720ppm的投加量下,Fe/Al=9和Fe/Al=4的PAFS对印染废水COD去除率分别达到89.16%和84.61%,优于自制PFS、市售PAC和市售PAFS。