聚合磷硫酸铁
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聚合硫酸铁生产操作规程一.聚合硫酸铁1、中文名称:聚合硫酸铁(简称聚铁)英文名称:Polymeric Ferric Sulfate(缩写PFS)2、分子式:[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,n<2,m>10,且m=f(n)3、分子量:(400-31n)m, MG>33804、物化性质:聚合硫酸铁按状态分为液体和固体两种,液体是均相红褐色粘稠透明液体,比重≥1.45g/cm3,粘度(20℃)>10厘泊。
固体是淡黄色无定型粉状固体,有较强的吸湿性。
聚合硫酸铁是一种新型高效无机高分子混凝剂,无毒无害,化学性质稳定,能与水混溶,在水处理过程中,聚合硫酸铁能很快形成大量的[Fe2(OH)3]3+,[Fe2(OH)2]4+,[Fe8(OH)20]4+等多核络离子,极易生成絮体,凝聚性能较好。
而且耗量少、降速度快、PH适用范围宽、水中残留铁离子少、水解产物脱水性能优良,重金属的去除率高,出水质量优良,处理成本低。
优于聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等其他混凝剂。
5、使用范围和使用方法:本产品广泛应用于生活饮用水,工业循环水及化工、石油、矿山、造纸、印染、酿造、钢铁、煤气等行业工业废水的净化处理,对不同地区不同种类的水源均能达到理想的效果。
使用时,一般将液体聚合硫酸铁配成10%--50%的水溶液(在源水浊度较高时可直接投加),固体聚合硫酸铁配成10%--30%的水溶液,然后根据具体情况将配好的溶液按最佳的条件和药量投入,经充分搅拌后可得到最佳的混凝效果。
6、产品特点:1)、聚合硫酸铁系无机高分子混凝剂,分子量高达1X105,在水溶液中以OH-作为架桥形成大量的多和络离子,从而能中和胶体微粒表面电荷,强烈吸附胶体微粒,通过黏附、架桥、交联、卷扫作用,使微粒凝聚,形成絮状混凝沉淀,而且沉淀的表面积可达200-1000m2/g,极具吸附能力。
2)、聚合硫酸铁PH适用范围广,在PH5-11间都有效果,尤以PH7-9混凝效果最佳。
聚合硫酸铁除磷投加量计算方法(原创版3篇)目录(篇1)一、引言二、聚合硫酸铁的基本介绍三、聚合硫酸铁除磷投加量的计算方法四、影响投加量的因素五、结论正文(篇1)一、引言水处理一直是我国环保领域关注的重点问题,其中,磷污染是导致水体富营养化的主要原因。
为了解决这一问题,常用的方法之一是使用聚合硫酸铁进行除磷处理。
本文将对聚合硫酸铁除磷投加量的计算方法进行介绍。
二、聚合硫酸铁的基本介绍聚合硫酸铁(PFS)是一种新型高效无机高分子絮凝剂,具有优良的混凝性能和絮凝效果。
其主要作用是中和水中胶体微粒表面的负电荷,并在离子间架桥或起吸附作用,从而产生絮凝效果。
与传统的铁盐类絮凝剂相比,聚合硫酸铁具有更好的环保性能,无毒无害,安全可靠。
三、聚合硫酸铁除磷投加量的计算方法聚合硫酸铁除磷投加量的计算方法通常根据废水的磷浓度、水质条件和处理目标等因素来确定。
一般情况下,投加量的确定需要通过生产调试或烧杯实验来观察矾花的形成情况,以达到最佳的处理效果。
此外,还需考虑聚合硫酸铁的物理性质,如吸湿性、溶解性等,以及药剂的成本和处理设备的腐蚀性等实际因素。
四、影响投加量的因素影响聚合硫酸铁除磷投加量的因素主要有以下几点:1.废水的磷浓度:废水中的磷浓度越高,需要的投加量就越大。
2.水质条件:废水的 pH 值、浊度、有机物含量等都会影响聚合硫酸铁的投加量。
3.处理目标:根据处理目标的不同,如只是去除磷还是同时去除其他污染物,投加量也会有所不同。
4.聚合硫酸铁的性质:如颗粒大小、溶解度等,也会影响投加量。
五、结论总之,聚合硫酸铁除磷投加量的计算需要综合考虑多种因素,通过实验和调试来确定最佳的投加量。
目录(篇2)一、引言二、聚合硫酸铁概述三、聚合硫酸铁除磷投加量的计算方法四、影响聚合硫酸铁除磷效果的因素五、结论正文(篇2)一、引言水处理一直是我国环保领域的重要课题,其中,去除污水中的磷元素是一项关键任务。
近年来,聚合硫酸铁作为一种高效无机高分子絮凝剂,已在水处理领域得到广泛应用。
聚合硫酸铁全铁含量聚合硫酸铁(Polyferric Sulfate,简称PFS)是一种重要的无机高分子凝聚剂,被广泛应用于水处理领域。
其全铁含量是衡量聚合硫酸铁产品质量的重要指标之一。
全铁含量是指聚合硫酸铁中铁元素的总含量,通常以质量百分比(%)表示。
聚合硫酸铁的制备过程中,一般采用硫酸与铁盐反应生成的混合物,通过调节反应条件和控制配比来获得理想的全铁含量。
根据不同的生产工艺和要求,聚合硫酸铁的全铁含量可以在10%到30%之间变化。
聚合硫酸铁的全铁含量对其应用性能具有重要影响。
高全铁含量的聚合硫酸铁具有较强的絮凝和沉淀能力,适用于处理高浊度水源。
而低全铁含量的聚合硫酸铁则适用于处理低浊度水源或对水源中微量杂质要求较高的场合。
为了确保聚合硫酸铁的全铁含量达到预期要求,生产过程中需要严格控制原材料的质量和配比,并采取合适的工艺条件进行反应。
同时,对生产过程中产生的废水和废渣也需要进行处理,以减少对环境的影响。
在水处理领域,聚合硫酸铁的应用范围广泛。
它可以用于工业废水和生活污水的处理,能够有效去除水中的悬浮物、胶体物质和重金属离子等,从而达到净化水质的目的。
此外,聚合硫酸铁还可以用于污水厂的除磷和除氮处理,提高废水处理效果。
除了水处理领域,聚合硫酸铁还可以应用于其他领域。
例如,在纸浆和造纸工业中,它可以作为纸浆的絮凝剂,提高纸浆的过滤性能和纸张的质量。
在染料和颜料工业中,聚合硫酸铁可以作为催化剂和氧化剂,参与染料的合成和颜料的制备过程。
聚合硫酸铁的全铁含量是衡量其产品质量的重要指标,对其应用性能具有重要影响。
通过控制原材料的质量和配比,合理调节反应条件,可以获得满足需求的聚合硫酸铁产品。
其在水处理和其他领域的广泛应用,为环境保护和产业发展做出了积极贡献。
硫酸亚铁和聚合硫酸铁的区别
硫酸亚铁(FeSO4)和聚合硫酸铁((Fe2(SO4)3)是两种不同的化合物,具有不同的化学性质和用途。
1. 分子组成和结构:硫酸亚铁由一个铁离子和一个硫酸根离子组成,化学式为FeSO4。
聚合硫酸铁由两个铁离子和三个硫酸根离子组成,化学式为Fe2(SO4)3。
2. 化学性质:硫酸亚铁是一种晶体,具有水合物和无水物两种形式,在空气中易氧化生成硫酸铁(Fe2(SO4)3)。
聚合硫酸铁是一种复杂的离子化合物,可溶于水,具有酸性。
3. 应用:硫酸亚铁常用于农业和医药领域,可用作肥料的补充剂,也可作为治疗缺铁性贫血的药物。
聚合硫酸铁主要用于水处理领域,可以用于净化水中的重金属离子和废水处理。
总的来说,硫酸亚铁和聚合硫酸铁在分子组成、结构和化学性质上存在明显的区别,因此在应用方面也有所不同。
目前的污水处理方式主要是生物除磷或者化学除磷,其中使用一些净水剂就可以起到除磷的作用,聚合硫酸铁就是使用比较普遍的一种,它也可以起到除磷的作用,因此也可以称之为除磷剂,下面来具体了解一下。
根据相关用户的反应,聚合硫酸铁的除磷效果高达百分之95以上,因此被很多用户称为除磷剂,这里为大家分享一下聚合硫酸铁的除磷优势:磷在污水中的表现形式有非溶解性磷和溶解性无机物,而聚合硫酸铁可以将这些溶解性的无机物转化成非溶解性磷酸盐,这样就可以起到去除污水中磷的作用了。
使用聚合硫酸铁的作用原理是聚合硫酸铁中的铁离子能与正磷酸根发生反应生成磷酸铁沉淀。
另外,它溶解在水中生成的具有高度聚合作用的氢氧化铁胶体离子和铁离子一起对水中的悬浮颗粒进行架桥、网捕、吸附、絮凝,使水中的非溶解性磷和磷酸铁沉淀物凝聚形成污泥。
对于聚合硫酸铁、聚合氯化铝在废水化学除磷中都有一定的效果,都能达到国家出水总磷要求标准0.5mg|L以下,但就投加量看,聚合氯化铝60mg|L 的量能达到标准,聚合硫酸铁只需要40mg|L就能达标,投加量要小的多,所以
这个优势不容小觑。
很多的厂家选择聚合硫酸铁是因为成本要低,而且投加量要小的多,再加上聚合硫酸铁的价格要比聚合氯化铝要便宜,所以整体下来能为污水处理厂家节省一大部分的费用。
絮凝剂聚合硫酸铁的制备与应用贺仁星1,郑雅杰2,龚竹青2(1.广东云浮硫铁矿集团公司科技处,云浮 527343; 2.中南大学冶金科学与工程学院,长沙 410083)摘 要:聚合硫酸铁是一种高效无机高分子絮凝剂,在水处理领域中应用极其广泛。
本文综述了制备聚合硫酸铁的原料与方法及应用概况,对我国聚合硫酸铁的工业生产提出了合理化建议。
关键词:聚合硫酸铁; 制备; 应用; 建议中图分类号:T U991.22 文献标识码:A 文章编号:100326504(2004)增20146204 絮凝剂分为无机絮凝剂[1]、有机絮凝剂[2]、微生物絮凝剂[3],它在给水、污水处理以及工业生产过程的固液分离均起重要作用,我国絮凝剂需求量大,而且随着国家对污染治理力度的加大,絮凝剂将具有巨大的潜在市场。
有机高分子絮凝剂价格昂贵,且残存单体或分解产物可能有毒,目前普遍使用的铝盐絮凝剂存在铝毒及余铝后沉淀、低温除浊能力低等问题[4]。
聚合铁盐絮凝剂(PFS )以其产生的矾花大、絮体密实、沉降快、适用pH 范围广、耗量少、效果好、无毒、价格便宜等优点[5],倍受水处理界的青睐,已成为近年来水处理剂研究中的重点和热点。
本文对国内外聚合硫酸铁的制备技术及应用情况进行了概述,并对我国目前聚合硫酸铁的生产提出了合理化建议。
1 PFS 制备技术概况1.1 PFS 制备方法20世纪70年代日本首先使用NaNO 2作为催化剂,在一定温度和压力下采用空气氧化硫酸亚铁生产PFS 。
根据使用的氧化剂,可将PFS 制备方法大致分为空气氧化法、硝酸氧化法、氯酸盐和双氧水氧化法。
由于空气氧化硫酸亚铁的速度很慢,一般以NaNO 2作为催化剂,催化氧化硫酸亚铁制备PFS [6]。
空气氧化是在气液两相中进行,反应极其缓慢,尽管使用催化剂NaNO 2加快了反应速度。
但是,Fe 2+浓度较高时,其总的反应时间仍长达10多个小时,而且催化剂使用量大、生产效率低、反应过程中排放氮氧化物对环境造成污染。
几种化学除磷药剂效果分析水体中磷含量的高低与水体的富营养化程度直接相关。
废水除磷的方法有很多,主要有化学法、物理法、生物法。
本文简单介绍下化学除磷法。
化学除磷法是通过投加化学药剂,去除水中磷的方法。
化学除磷法中最重要的是化学除磷药剂的选择,化学除磷药剂主要是铝盐、铁盐、和钙盐。
常用的有石灰、硫酸铝、氯化铝、三氯化铁、硫酸铁、硫酸亚铁、聚合硫酸铁等。
几种化学药剂的除磷效果分析:铁盐除磷反应分析:铁盐除磷的代表有聚合硫酸铁、硫酸亚铁、三氯化铁等。
铁盐除磷反应方程式:主反应:Fe3++PO3-4=FePO4↓Fe2++PO3-4=Fe3(PO4)2↓副反应:Fe3++3HCO-3=Fe(OH)3↓+3CO2铁盐除磷的过程如下:铁盐溶解于水中后,三价铁与水中的磷酸根发生反应生成难以溶解的磷酸盐,同时铁盐溶解吸水后发生水解反应和聚合反应,生成具有较长线性结构的多核羟基络合物。
这些含铁的羟基络合物能有效降低或消除水体中胶体的ξ电位,通过电中和,吸附架桥及絮体的卷扫作用使胶体凝聚,再通过沉淀分离将磷去除。
铝盐除磷反应分析:铝盐除磷的代表为:聚合氯化铝、硫酸铝等。
铝盐除磷的机理主要是利用氢氧化铝的吸附作用。
铝盐除磷的反应方程式如下:Al3++HnPO(3-n)4=AlPO4↓+nH+铝盐除磷的原理是:当铝盐投加于水体中时,三价铝与磷酸根发生反应,同时三价铝水解生成单核络合物,单核络合物通过进一步的碰撞组合,形成多核络合物。
这些多核络合物都具有较高的正电荷和较高的比表面积,能够凝聚沉淀,中和水中的胶体电荷,降低水中的ξ电位,促进了胶体和悬浮物等快速脱稳、凝聚,再通过沉淀将磷去除。
钙盐除磷反应分析:钙盐除磷的反应方程式:Ca2++HCO-3+OH-=CaCO3↓+H2O5Ca2++4OH-+3HPO2-4=Ca5(OH)(PO4)3↓+3H2O钙盐通常是以石灰的形式投加的,石灰投加到水中后可以与水中的碳酸根发生反应生产不溶物碳酸钙,同时过量的钙离子还可与水中的磷酸盐发生反应生成羟基磷灰石沉淀物,碳酸钙同时作为增重剂有助于磷酸物的沉淀,从而将磷除去。
在净水材料中,聚合硫酸铁可以作为混凝剂在污水处理中主要作为混凝剂、除磷剂、脱色剂等使用,特别是在工业领域中,其中水产养殖中也会或多或少地应用到,那么在水产行业中发挥的用途和效果如下。
1.分解池塘底部沉积物、有机质、生物代谢物等,改善塘底通透性,增强有益藻类对矿物质的吸收使生长速率提高。
2.快速降解水中的氨氮、除BOD、COD、硫化氢、亚硝酸盐、重金属等有害物质,调节水体PH值,保持水体生态平衡。
3.水解后络合物中含有Fe3+、Fe2+离子。
Fe3+可被塘内有益藻吸收参与光合作用与呼吸作用,增强有益藻的生长能力。
Fe2+则能进入水产动物肠内被吸收,Fe离子有增强水产生物如鱼虾蟹等的免疫力作用,使其成活率高,并在成年后个头偏大,食用口感鲜美肉多。
4.在处理水质的同时,颗粒剂聚铁能沉降塘底(粉剂无法沉降塘底),并在缓
释溶解过程中起上下通透、增加水体溶氧量,聚铁分子架桥链吸附水体中悬浮物,提高透明度,水体颜色清爽,使水生动物更好的接受日晒、增强体质。
5.高稳定性聚合硫酸铁有优异的抑制杀灭有害菌的作用。
减少病原微生物和不良藻类,明显增强养殖对象的免疫力和抗病性,降低发病率,提高成活率。
6.淡水食用水生植物类,莲藕、菱角、茨实等亦可用来改善水体生长环境,预防有害菌类感染,补充植物所必需的铁元素,促进水生植物增产丰收效果显著。
在养殖污水处理中,聚合硫酸铁的处理效果要优于三氯化铁,处理总成本也更加低。
铁离子残留量不到三氯化铁的三分之一,大大提高了混凝效果。
液体聚合硫酸铁(简称液体聚铁或PFS)产品使用说明一.简介1、中文名称:聚合硫酸铁(简称聚铁)英文名称:Polymeric Ferric Sulfate(缩写PFS)2、分子式: [Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,n<2,m>10,且m=f(n)3、分子量:(400-31n)m, MG>33804、物化性质:聚合硫酸铁是一种新型高效无机高分子混凝剂,无毒无害,化学性质稳定,能与水混溶,在水处理过程中,聚合硫酸铁能很快形成大量的[Fe2(OH)3]3+,[Fe2(OH)2]4+,[Fe8(OH)20]4+等多核络离子,极易生成絮体,凝聚性能较好。
而且耗量少、降速度快、PH 适用范围宽、水中残留铁离子少、水解产物脱水性能优良,重金属的去除率高,出水质量优良,处理成本低。
优于聚合氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等其他混凝剂。
由我公司自主研发生产的液体聚合硫酸铁外观为红褐色粘稠液体,质量指标和国家标准详见下表。
中华人民共和国国家标准,净水剂聚合硫酸铁GB14591-2006二、产品的特点(与传统铝盐药剂比):1、混凝性能好,矾花多,密实,沉降速度快。
2、净水效果优良,出水水质好,不含铝,氯及重金属离子有害物质,无毒无害,绝对安全可靠。
3、脱色,脱臭,脱油,除菌,去除水体中重金属离子效果明显,COD、BOD及色度的去除率可达90%以上。
4、适应水体的最佳PH值范围为6-9,投药净化后水的PH值与总碱度变化幅度小。
5、对微污染,含藻类,高浊度原水的净化效果明显优于传统药剂。
6、投药量少,每吨水处理成本低于传统铝盐20%-50%左右。
三、使用方法:1、造纸黑液可直接使用原液,其它废水可根据需要直接使用原液或进行稀释使用,建议应配成不低于10%浓度使用。
2、最佳投药量应通过实验确定,实际应用中适当调整。
实验过程中要注意混凝过程三个阶段的水力条件和形成矾花状况:(1)凝聚阶段:是药液注入混凝池与原水快速混凝在极短时间内形成微细矾花的过程,此时水体变得更加浑浊,它要求水流能产生激烈的湍流。
聚合硫酸铁絮凝机理
聚合硫酸铁絮凝的机理是指通过加入硫酸铁(FeSO4)或聚合
硫酸铁(Fe2(SO4)3)来处理水中的悬浮物,使其形成絮状物
质并沉淀下来。
其机理如下:
1. 化学反应:聚合硫酸铁溶液中的Fe2+或Fe3+与水中的碱性
物质(如碱金属离子、碱土金属离子、羟基根离子等)发生化学反应生成氢氧化铁(Fe(OH)3)絮状物质。
而硫酸铁中的硫
酸根离子(SO42-)能与水中的钙、镁等碱土离子形成凝固沉淀。
2. 电化学性质:硫酸铁中的铁离子具有较大的电荷,可以中和水中的带正电的胶体颗粒,使其聚集成絮状物质,形成沉淀。
3. 吸附效应:聚合硫酸铁絮凝剂表面带有许多活性结构,可以吸附水中的颗粒物质,使其沉淀下来。
综上所述,聚合硫酸铁絮凝的机理是通过化学反应、电化学性质和吸附效应实现水中悬浮物的絮凝和沉淀,从而达到水质净化的目的。
聚合磷硫酸铁(PPFS )在处理富营养化水时的特性表征及混凝效能焦世珺1,郑怀礼1,陈容2,邓小莉1,邓琳莉2,吉方英1(1.重庆大学,三峡库区生态环境教育部重点实验室,重庆,400045;2.重庆大学,化学化工学院, 重庆,400045)摘要:聚合磷硫酸铁(PPFS )是一种新型改良混凝剂,是基于聚合硫酸铁(PFS )、42H P O Na 和NaOH 制备而成的。
聚合磷硫酸铁(PPFS )中铁离子的聚合度(pol Fe )是用Ferron 逐时络合比色法来确定。
此外,我们还研究了磷铁比(()()Fe n P n ),碱化度,PHpH 值对混凝剂效果的影响;PPFS 对于去除富营养化水中浊度和叶绿素a 的投加量,以及最终产品的ζ-电位。
实验的结果显示,最佳絮凝效果时()()Fe n P n =0.3,碱化度0.2。
在中性和弱碱性(PH=7-8)的条件下,PPFS 拥有最好的处理效果。
通过对富营养化水的研究,聚合磷硫酸铁(PPFS )相比起聚合硫酸铁(PFS ),有着更好的去除浊度和叶绿素的效果。
关键词:聚合磷硫酸铁(PPFS ),Ferron 法形态分析,ζ-电位,富营养化水1. 前言在自来水与污水处理工程中,絮凝是至关重要的一步,通过絮凝可以使胶体脱稳,并且去除水中的部分悬浮固体和有机物]1[。
至今为止,在絮凝过程中最常使用的无机高分子聚合混凝剂——铝盐和铁盐(例如聚合硫酸铁PFS ,聚合氯化铁PFC ,聚合氯化铝PAC 等)已有了几十年的发展]42[-。
特别是聚合硫酸铁(PFS ),通过羟基桥联形成多核的复杂离子,例如:()+422OH Fe ,()+543OH Fe 以及大量的无机高分子化合物。
由于高分子聚合物的存在,IPFs 携带着高价位的正电荷,提高了混凝剂电性中和的能力,并且还具有更高的分子量。
因此,在较小的投加量下,无机高分子聚合混凝剂比常规的混凝剂有着更好的效果。
判断一种混凝剂是否有效的最基本的先决条件是其电性中和的能力以及吸附架桥的能力。
有两种方法可以提高IPFs 的效率:一种是通过在其原来基础上增加聚合物的比例(其一是增加聚合度);另一种是在其原来基础上通过增加其他种类的化合物(其二是掺杂,增加其他种类的物质),从而得到新型、复合型混凝剂。
对于第二种方法,从相关的研究]86[-中可以看出,带有负电荷并且通过磷—氧—磷键相连的磷酸根(-34PO )可以与+3Fe 相互作用,提高其架桥能力和铁离子的聚合度,并且可以形成有利于加强聚合硫酸铁(PFS )絮凝效果的多核形态]9[。
金属磷酸盐混凝剂在二十世纪九十年代就已经被大家熟知,但很少对聚合磷硫酸铁的制备方法及特性表征的研究报告。
我们探讨了磷和铁、羟基和铁在不同摩尔配比下的合成方案,并探讨不同配比下对于产品的聚合度,ζ-电位的影响。
最后,我们还通过聚合磷硫酸铁(PPFS )与聚合硫酸铁(PFS ),对水中的浊度和富营养化物质处理的对比实验,对聚合磷硫酸铁(PPFS )的絮凝特性进行了评估。
2. 制备材料和方法聚合硫酸铁(PFS )工业级,其他试剂均为分析纯AR 级。
所处理用水取自重庆大学一个富营养化的浅池塘。
池中的水是呈高浊度,高臭度,高色度的绿水。
所用水样被储存在用酸清洗过的聚乙烯瓶中三十分钟。
2.1 聚合磷硫酸铁溶液(PPFS )的制备方法将不同质量的42HPO Na 分别与聚合硫酸铁溶液(PFS )混合,在min r 150的条件下搅拌,并且以80℃恒温水浴加热,以获得不同磷铁摩尔比的聚合磷硫酸铁(PPFS )溶液。
40分钟之后,将一定量的NaOH 以min mL 4.0的流速引入上一步所制得的聚合磷硫酸铁(PPFS )溶液中,以获得所需碱化度的聚合磷硫酸铁。
最后,将产品放置于室温下熟化24小时,得到了棕红色的液体聚合磷硫酸铁(PPFS )产品。
2.2 表征方法2.2.1 铁离子聚合度的判定铁离子聚合度(pol Fe )的判定是依据Ferron 逐时络合比色法来确定,采用紫外-可见分光光度计(北京普析通用仪器有限责任公司)来测定。
不同形态的铁离子被分为三类:a Fe (低聚物),b Fe (聚合物)和c Fe (高聚物)]13,3[。
Ferron 试剂(7碘-8羟基喹啉-5磺酸)在一分钟之内可以与单个铁离子,以及单体和二聚物络合形成复合体,而随着时间的增加,它可以与中,高相对分子质量的铁离子聚合物形成复合体。
在溶液中沉淀的铁与Ferron 试剂不发生反应。
基于这个理论,可以在预先设定的时间间隔下以600nm 的波长测定可见光的吸光度,每一个吸光度对应着各自的铁形态的浓度。
特别需要注意的是,以低聚物(单体和二聚物)为主要形态的铁是在Ferron 试剂与稀释过的聚合磷硫酸铁(PPFS )样品混合后的一分钟之内测定的。
以聚合形态存在的聚合磷硫酸铁(PPFS )是在一分钟至24个小时之内通过测定其不同的吸光度得到的。
以高聚物形态存在的铁的浓度是通过总铁的浓度减去以低聚物和聚合物形态存在的铁的浓度而计算得到的]3[。
2.2.2 ζ-电位值的测定将现合成的聚合磷硫酸铁(PPFS )加入到1L 富营养化水中,导致其形成不同种类的水解产物,包括不溶性的胶体粒子。
由于溶液的ζ-电位不能在这样的条件下测出,因此,根据一些以溶解态为水解形态的聚合磷硫酸铁(PPFS )可以被吸附在那些水解产物的析出物的表面上这一事实,通过测定这些析出物质的ζ-电位,可以得到一个与聚合磷硫酸铁(PPFS )水解形态相接近的ζ-电位值。
胶体粒子的ζ-电位值是通过Zetasizer Nano-ZS90纳米粒度,Zeta 电位分析仪(英国马尔文仪器有限公司)测定的。
2.2.3 混凝实验将1L 的水样放在联合搅拌机上,向水样中加入一定量的混凝剂。
本次实验的条件如下:将最初的搅拌速度设定为min r 300,为的是将混合水样迅速分散均匀。
在快速搅拌一分钟之后,是以min r 160的中速搅拌三分钟,最后是以min r 40的慢速搅拌五分钟。
接着,将悬浮液静置十分钟。
之后,利用哈希2100N 浊度仪,紫外线-可见光分光光度计分别对取自水样表面以下2厘米的水进行剩余浊度和叶绿素a 含量的测定。
3. 实验结果与分析3.1 利用Ferron 逐时络合比色法测得的形态分析表格1列出了不同磷铁比的聚合磷硫酸铁(PPFS )溶液在正常搅拌以及室温下,a Fe ,b Fe ,c Fe 在不同时间段的转化过程。
-34PO 的增加导致了a Fe 含量的明显减少,同时,b Fe 和c Fe 的含量也在显著的增加,是表格1中总结出的利用Ferron 逐时络合比色法得到的结果。
然而在铁磷比()()P Fe n =1:0.3时,具有化学活性的聚合物b Fe 含量最高,同时,在这个磷铁比之下的溶液中以沉淀形态存在的c Fe 含量也非常低。
因此,铁磷比为()()P n Fe n =1:0.3的聚合磷硫酸铁(PPFS )溶液更加稳定,并且有更好的絮凝效果。
此外,通过数据可以看出,由于-34PO 的存在,使得聚合磷硫酸铁(PPFS )比聚合硫酸铁(PFS )有着明显更高的聚合度。
这可能是由于磷酸根链合并到了聚合硫酸铁(PFS )的结构之中。
另一方面,由于聚合磷硫酸铁(PPFS )是将磷酸根与)Ⅲ(Fe 的不同形态混合,导致铁离子和磷酸根同时聚合,因此,形成了更大的聚合链。
可以发现在制备样本24小时以后,b Fe 和c Fe 的含量逐渐减少。
这是由于水解/聚合的过程还在进行的缘故]14[。
在120个小时之后,b Fe 和c Fe 的含量逐渐平稳地增高,这表明了水解/聚合的过程的完成。
不论样品各自的磷铁比是多少,这种趋势同样适用。
水解/聚合的过程在时段上的不同,同时也提供了聚合磷硫酸铁(PPFS )具有更高的聚合度这样一个定性指标。
利用Ferron 逐时络合比色法测得的铁的形态 表13.2 磷铁比(()()Fe n P n )对ζ-电位与絮凝效果的影响通过一台Motic BA 200双目生物显微镜下,我们可以观察到,所取的富营养化水样中含有大量的藻类,其初始叶绿素a含量为3330321-,浊度为NT Um gm~.2628-3260.50-,4.8PH=,ζ-电位值在m V79之间。
取上述富营养化水样1L,调节其PH值,并向其中加入一定量的聚合磷硫酸铁(PPFS)。
我们通过实验研究了在处理富营养化水样时,不同磷铁比(()()Pn)对于絮凝效果以及ζ-电位nFe值的影响。
实验结果可以从图2和图3中反映出来。
从图2中可以看出,当向富营养化水样中加入一定量的聚合磷硫酸铁(PPFS)时,ζ-电位值快速增长。
这表明了聚合磷硫酸铁(PPFS)是一种阳性混凝剂。
另外,值得注意的是,随着磷铁比(()()Pn)的增长,ζ-电位值向着更低的负值转变,当Fen磷铁比()()n=0.3时,ζ-电位值最为接近零点。
这种结果表PFen明了过量的加入磷酸盐,降低了所制样品的电性中和能力,这是由于带有不同电荷的多种水解形态的铁与磷酸盐结合时,发生了电性中和反应。
图1. 池塘水中不同藻类的微观结构从图3中,我们可以看出,当磷铁比为0.3时,对于叶绿素a和浊度的去除率分别达到了95%和89.8%。
当磷铁比高于0.3时,聚合磷硫酸铁(PPFS)的絮凝效果有一点降低,这同时也从另一方面印证了文章上述利用Ferron逐时络合比色法对铁的形态的分析以及ζ-电位值的分析所得出的结论。
这是由于-3PO取代了聚合磷硫酸铁(PPFS)中的羟基,并且通过在铁原子之间4的架桥,形成了高价态的多核复合产物]15[。
当聚合磷硫酸铁的磷铁比为0.3时,吸附和电性中和的能力最强。
图2. 不同磷铁比对ζ-电位值的影响图3. 不同磷铁比对浊度和叶绿素a去除率的影响3.3碱化度对ζ-电位与絮凝效果的影响在决定了最佳絮凝效果时的磷铁比之后,我们研究了碱化度对于絮凝效果的影响。
将富营养化水样的PH值调节到7,并使用磷铁比为0.3的聚合磷硫酸铁(PPFS),然后分别将4份产品的碱化度调节为0.1、0.2、0.3和0.4,并对其絮凝效果作对比。
实验结果可以从图4和图5中反映出来。
图4. 不同碱化度对ζ-电位值的影响图5. 不同碱化度对浊度和叶绿素a去除率的影响从图4中可以看出,碱化度对于ζ-电位值没有明显的影响。
从图5中可以看出,当碱化度从0.1增长到0.2时,去除率有一定的增长;但随着碱化度继续增长,从0.2到0.4的时候,去除率反而降低。
因此,我们得出结论:当磷铁比为0.3时,最佳碱化度为0.23.4pH值对ζ-电位与絮凝效果的影响pH值在污废水的处理过程中是一个影响极大的因素。
确定聚合磷硫酸铁(PPFS)对于藻类絮凝效果最佳pH值范围是非常重要的。