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山东大学学报(工学版) ›› 2010, Vol. 40 ›› Issue (1): 87-92.

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聚硅酸铁的碱解实验及混凝效能研究

付英 高宝玉   

  1. 付英 高宝玉:山东大学环境科学与工程学院, 山东 济南 250100; 
    付英: 济南大学土木建筑学院, 山东 济南 250022
  • 收稿日期:2009-04-12 出版日期:2010-02-16 发布日期:2009-04-12
  • 作者简介:付英(1970-),女,辽宁开原人,副教授,博士后,研究方向为水处理技术研究.E-mail:fuying8899@163.com
  • 基金资助:

    中国博士后科学基金资助项目(20080441124);国家自然科学基金资助项目(50678095); 济南大学博士基金资助项目(XBSO839)

Alkalization experiment and coagulation performance ofpoly-silicic-ferric coagulant

  • Received:2009-04-12 Online:2010-02-16 Published:2009-04-12

摘要:

采用共聚法制备不同Si/Fe比的聚硅酸铁(PSF)混凝剂(PSF 0.5、PSF 3分别指Si/Fe摩尔比为0.5、3),并对PSF进行碱解实验以及PSF对松花江水、哈尔滨市南岗区生活污水的混凝实验。结果表明,通过碱解实验可以得到有关混凝剂内部形态变化以及各原料反应过程的一些辅助信息。碱解实验可以进一步较准确验证PSF的反应机制:共聚初期,低Si/Fe比生成以Si-O-Fe-O-Fe-O-Si键络合的物种,随共聚时间的增加可能导致易断裂的Fe-O-Fe键断裂;而高Si/Fe比在共聚初期,铁和聚硅酸还没有络合或络合很少,随共聚时间的增加,主要生成以Si-O-Fe-O-Si-O-Si键络合的物种。Fe-O-Fe键稳定性比Si-O-Fe或Si-O-Si键差。综合浊度、UV254和COD的去除效果,PSF 0.5、PSF 3对松花江水的最佳投药量分别为8.5mg/L、10.5mg/L,对哈尔滨市南岗区生活污水的最佳投药量分别为70mg/L、100mg/L。PSF 3的除浊再稳投药量低于PSF 0.5,而PSF 0.5去除UV254、COD的再稳投药量却低于PSF 3。

关键词: Si, Fe, 碱解, 混凝

Abstract:

Polysilicicferric (PSF) coagulant with various Si/Fe ratios(PSF 0.5and PSF 3 represent Si/Fe molar ratios of 0.5 and 3, respectively), was prepared by co-polymerization. The alkalization experiments of PSF and coagulation performance of PSF in treating surface water collected from the Songhua River and sewagewater from Nangang district in Harbin  were investigated. The results showed that some informationassisted  the reaction mechanism between Si and Fe and the species transformation could be captured by the  alkalization experiment.The alkalization experiment further improved validation of  the SiFe reaction mechanism: much larger morphology based on Si-O-Fe-O-Fe-O-Si bond was immediately formed and then the unstable Fe-O-Fe bond breaks with increasing of thecopolymerization time in lower ratios of PSF (such as PSF 0.5) at initial copolymerization stage. While for higher ratios of PSF (such as PSF 3), only a small amount of Fe3+ participates in complexation with PS at the initial copolymerization stage, and species based on the SiOFeOSiOSi bond was formed. The optimum doses of PSF 05and PSF 3 are 85mg/L and 105mg/L for surfaces water and are 70mg/L and100mg/L for sewage water according to the removal of turbidity, UV254 an

d COD, respectively. PSF 3 gave a lower restabilization dose for turbidity rem

oval than PSF 05, while the contrary was true for UV254 and COD removal.

Key words: Si, Fe, alkalization, coagulation

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