改性聚合硫酸铁的制备及处理制衣厂废水的研究.pdf

第41卷第3期
化工技术与开发
Vol 41 No.3
2012年3月
Technology Development of Chemical Industry
Mar.2012
改性聚合硫酸铁的制备及处理制衣厂废水的研究
李家贵,韦庆敏,朱万仁,庞起
(玉林师范学院化学与材料学院,广西玉林537000)
摘要:以钛白粉的副产物硫酸亚铁为原料,通过氯酸钾氧化、水解、聚合制得聚合硫酸铁(PFS),然后加
人助凝剂聚丙烯酰胺(PAM)制得改性聚合硫酸铁PFAM。相同条件下,用PFS、PAM、PAC、PFAM分别处理制
衣厂水洗废水水样,PFAM色度去除率为92.44%,COD去除率为74.55%。PFAM絮凝效果优于PFS、PAM和
PAC。
关键词:聚合硫酸铁;改性;制备;废水处理
中图分类号:TQ314.253
文献标识码:A
文章编号:1671-9905(2012)03-0003-04
聚合硫酸铁(PFS)也称碱式硫酸铁或羟基硫丙烯跣胺在水处理中的报导很多(?,但是用聚丙
酸铁,分子式可表示为[Fe2(OH)(SO4)3-mn]n,是一烯酰胺作为助剂对聚铁进行改性制备有机改性
种较新型的无机高分子絮凝剂,它在水溶液中存聚铁絮凝剂未见有报导。利用改性聚铁絮凝剂处
在着多种络离子,它们以OH作为架桥形成多核理制衣厂水洗废水,色度去除率达到92.44%
络离子,从丽变成较大的无机高分子化合物
COD去除率达到79.6%。
其他絮凝剂相比,聚合硫酸铁具有生产成本低
净化过程授加量少、适用pH范围广、杂质(浊度1实验部分
OD、悬浮物等)去除率高、残留物浓度低、矾花沉1.1主要位器与试判
降速度快、脱色效果好等特点,所以近年来发展
电子天平JY2002,pH-2型酸度计,粘度计,
很快,正在逐步取代碱式硫酸铝等无机絮凝剂,电热恒温水浴锅,722型分光光度计,其它常规仪
应用于工业废水、城市污水、工业用水以及生活器。
饮用水等的净化处理。
FeSO47H20(钛白粉的副产物),邻苯二甲酸
聚合硫酸铁的制备方法是将硫酸亚铁的硫氢钾,重铬酸钾,硫酸錳,磷酸二氢钾,浓磷酸,磷
酸水溶液(硫酸与硫酸亚铁的摩尔比在0.20~0.45酸氢二钠,1-10邻啡啰啉,浓盐酸,浓硫酸(98%),
范围内)在快速搅拌下,以亚硝酸钠作为催化剂,氯酸钾,聚丙烯酰胺,硫酸亚铁铵。除FeSO4·7HO
用氧气或空气氧化而制得;或者将硫酸亚铁的硫外所有试剂均为分析纯。
酸水溶液在快速搅拌下用H2O2、Cl2、KCIO3、MnO
聚丙烯酰胺溶液(1g?L-):称取聚丙烯酰胺粉
等氧化剂氧化而制得。
末1g置于500mL烧杯中,加水溶解,转移至IL
本文利用钛白粉的副产物硫酸亚铁为原料,容量瓶中定容。
通过氯酸钾氧化、水解、聚合制备聚合硫酸铁,以1.2实验废水
聚丙烯酰胺(PAM)为助剂对聚铁进行了改性制
广西玉林市福绵区某家服装水洗厂的未处
得改性聚铁(PFAM)。聚丙烯酰胺也称3号絮凝理废水,出水混浊呈深蓝色,静置沉淀后水样呈
剂,是一种最重要和使用最多的高分子混凝剂,浅蓝色。经测定,废水的最大吸收波长在546mm
对污水中许多微团和溶解性物质有良好的黏附处,在该波长下的吸光度为1.675,pH为5.5,COD
カ,对于给水处理中高浊水、低浊水和废水处理、为1306mg-L。
污泥脱水都有显著效果。目前国内有关聚铁和聚1.3测定方法
基金项目:广西教育厅科研项目(项目号:200911MS198
作者简介:李家贵(1966),男,广西博白县人,副教授,主要从事分析化学教学及废水处理研究工作。E-mail:sylijiagui@126.com
电话07752666156
收稿日期:2011-12-05
化工技术与开发
第41卷
取200mL制衣厂水洗废水于500mL烧杯中,
将配制好的一定浓度的改性助剂聚丙烯酰
置于磁力搅拌器下搅拌5min,然后边搅拌边加入胺按一定比例加入到聚铁中即可制得改性聚
絮凝剂,继续搅拌5min后将其静置10min,取上铁。
层清液测其吸光度和COD值。
1.4分析方法
2实验结果与讨论
(1)色度去除率的测定方法按文献[8]进行:2.1影响制备PS的因素研究
用722型分光光度计在360nm处测定系列-定
考察了搅拌速度、加料方式、反应温度、原料
浓度范围内废水的吸光度,以蒸馏水为参比,废浓度、氧化剂用量、硫酸用量和反应时间等条件
水的浓度与吸光度成正比例关系。色度去除率的对产品总铁含量及盐基度的影响后得出:搅拌速
计算公式为
度为120 rmin"',氧化剂KClO2以固体一次加入,
色度去除率%AAx100%
反应温度25℃,物料配比为n(FeSO4):n(KCIO3);in
式中,Ao为废水混凝前的吸光度,A为混藩(HSO2)=1:0.]:0.3,原料FeSO浓度为30.6%,反应
沉淀后清液的吸光度。测定吸光度在同一pH值熟化10h,产品全铁含量14.32%,盐基度14.5%~
下进行。
15.8%,符合国家I类、Ⅱ类产品要求
(2)COD的测定方法按文献[8]采用重酸2.2助凝剂PAM处理制衣厂水洗废水效果
钾法测定,COD去除率的计算公式为
为了考察助凝剂PAM对制衣厂水洗废水处
COD去除率ん(COD)-(COD)x100%
理效果,量取250mL的制衣厂废水于250mL烧杯
(COD
中,放入磁力搅拌器进行搅拌5min,然后加入
式中,(COD)。为废水混凝前的化学需氧量,定体积的助凝剂PAM,继续搅拌5min后将其静
COD为废水混凝沉淀后清液的化学需氧量。
置10min,取上层清液测其吸光度,求出色度去除
3)全铁含量的测定按文献[9]进行。
率。结果如图1所示。
(4)盐基度的测定方法按文献[9]进行。
60.5
1.5PFS的制备原理[?
在酸性条件下,硫酸亚铁被氧化剂氧化成硫
59.0
酸铁,经水解、聚合反应得到红色的聚合硫酸铁。
氧化、水解、聚合3个反应同时存在于一个体系,
其中氧化反应是3个反应中的重点。主反应如
(1)氧化反应
6FES0]+KC10 3H-S04=3FE(S0)3+Kcl+3H,0
55.0
(2)水解反应:
0.200.220.240.260.280.30
VPAM/ml
Fe(S0,)3+NH,0=Fe(0H)n(S0) +HSO
图1PAM的加入量对色度去除率的影响
(3)聚合反应:
Fig 1 Influence of PAM dosage on the decoloration rate
mfe (OH), (S0s).Fe2(OH),($0)
由图1可知,PAM在胶体微粒之间“架桥”
1.6PFS的制备及改性
随着PAM用量的增加,色度去除率增大,但PAM
室温条件下(约30℃),在500mL烧杯中加人用量达到一定的值后,再增加PAM的用量,胶粒
g硫酸亚铁,加入H2O60mL,再放人恒温磁力电荷过饱和并且出现相反的电荷,使得色度去
搅拌器中搅拌,搅拌速度控制在120r·min-',滴入除率反而减小。PAM的最大色度去除率为