聚硅酸鐵鎂絮凝劑的制備研究

劉延慧

【摘 要】實(shí)驗(yàn)采用硅酸鈉、硫酸鐵、硫酸鎂制備聚硅酸鐵鎂絮凝劑。結(jié)果表明，聚硅酸濃度為0.4mol/L，活化pH為3-4，Si/（Fe+Mg）摩爾比為1.5時(shí)，F(xiàn)e/Mg摩爾比為0.8時(shí)，制備的絮凝劑，除濁率較高。

【關(guān)鍵詞】聚硅酸鐵鎂；聚合膠凝；除濁

中圖分類號(hào)： X703.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）27-0095-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.27.041

【Abstract】The polysilicate ferric magnesium flocculant was prepared through sodium silicate，ferric sulfate，Magnesium sulphate as the raw materials.The results show that the removal rate of turbidity was higher when the concentration of sodium silicate was 0.4mol/L，activation pH was 3-4，n（Si）：n（Fe+Mg）molar rate was 1.5，n（Fe）：n（Mg） molar rate was 0.8.

【Key words】Polysilicate ferric magnesium；Gelation time；Turbidity removal

水資源保護(hù)及污水處理是現(xiàn)代社會(huì)不可忽視的環(huán)境問題，其中，絮凝是水處理技術(shù)中最重要的操作過程之一。通過該過程可使膠體脫穩(wěn)，小顆粒聚集成大顆粒，以除去水中的懸浮固體、天然有機(jī)物等[1]。多金屬聚硅酸絮凝劑是一類新型無機(jī)高分子絮凝劑，該類產(chǎn)品的特點(diǎn)是結(jié)合了金屬離子的電中和能力和聚硅酸的吸附架橋網(wǎng)捕作用，具有優(yōu)良的凈水效果[2]。試驗(yàn)將鐵、鎂引入聚硅酸中，制備聚硅酸鐵鎂絮凝劑，為進(jìn)一步研制高效絮凝劑提供了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

722S型分光光度計(jì)，調(diào)溫磁力攪拌器等；硅酸鈉，硫酸鐵，硫酸鎂，硫酸，硅藻土等。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

試驗(yàn)采用硅酸鹽制備聚硅酸，將硅酸鹽加入酸中，調(diào)節(jié)混合液pH值，攪拌，靜止活化，生成聚合硅酸溶液；再將硫酸鐵、硫酸鎂加入到聚硅酸溶液中，攪拌，靜止熟化，即可得聚硅酸亞鐵鎂絮凝劑，考察制備條件對(duì)膠凝時(shí)間或除濁率的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 活化pH對(duì)絮凝劑穩(wěn)定性的影響

改變活化pH，在其他條件相同情況下制備聚硅酸鐵鎂絮凝劑，結(jié)果見圖1。

由圖3.1可知，不同濃度的硅酸鈉溶液在不同pH值下凝膠時(shí)間變化趨勢(shì)是相同的，溶液經(jīng)歷中性階段時(shí)，會(huì)迅速形成凝膠。硅酸溶液的pH值越小，其凝膠速度相對(duì)變緩。實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)盡量不讓溶液處于中性條件下。當(dāng)pH值處于3～4之間不易于形成凝膠，并且能得到教高聚合度的聚硅酸，因此，實(shí)驗(yàn)在制備聚硅酸時(shí)控制溶液的pH為3～4。

2.2 二氧化硅濃度對(duì)絮凝劑穩(wěn)定性的影響

改變硅酸鈉濃度，在其他條件相同情況下制備聚硅酸鐵鎂絮凝劑，結(jié)果見圖2。

由圖2可知，在控制其他條件相同的情況下，隨著SiO2濃度的升高，硅酸的聚合反應(yīng)速度也隨之加快，凝膠時(shí)間逐漸變短。實(shí)驗(yàn)在制備聚硅酸時(shí)，SiO2濃度不能太大，也不能太小。若SiO2濃度過大，會(huì)導(dǎo)致硅酸的聚合反應(yīng)的速度過快，從而使有效聚合度不易控制。若SiO2濃度太小，導(dǎo)致硅酸聚合反應(yīng)速度較慢[3]，所以，將SiO2濃度控制為0.4mol/L左右。

2.3 Si/（Fe+Mg）摩爾比對(duì)聚硅酸鐵鎂絮凝性能的影響

改變Si/（Fe+Mg）摩爾比，在其他條件相同情況下制備聚硅酸鐵鎂絮凝劑，結(jié)果見表1。

從表1可知，Si/（Fe+Mg）摩爾比對(duì)聚硅酸鐵鎂絮凝性能有直接的影響，Si/（Fe+Mg）摩爾比在1.0～2.0之間時(shí)，聚硅酸鐵鎂處理200mg/L的硅藻土模擬廢水時(shí)絮凝性能較好。在Si/（Fe+Mg）摩爾比為1.5時(shí)除濁率最好，能夠達(dá)到79.7%。所以，本實(shí)驗(yàn)采用的Si/（Fe+Mg）最佳摩爾比為1.5。2.4 Fe/Mg摩爾比對(duì)聚硅酸鐵鎂絮凝性能的影響

改變Fe/Mg摩爾比，在其他條件相同情況下制備聚硅酸鐵鎂絮凝劑，結(jié)果見表2。

從表2可知，F(xiàn)e/Mg摩爾比在0.2～2.0的范圍內(nèi)，除濁率隨Fe/Mg摩爾比的增加先升高后降低，當(dāng)Fe/Mg摩爾比為0.8時(shí)，除濁率較高。

3 結(jié)論

制備聚硅酸鐵鎂絮凝劑時(shí)，聚硅酸濃度為0.4mol/L，活化pH為3-4，Si/（Fe+Mg）摩爾比為1.5時(shí)，F(xiàn)e/Mg摩爾比為0.8時(shí)，制備的絮凝劑，除濁率較高。

【參考文獻(xiàn)】

[1]文彥杰，韓春英，張麗丹.聚硅酸鐵鎂水處理劑的制備及應(yīng)用研究[J].北京化工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2012，39（4）：90-94.

[2]叢濤泉，丁璐，毛澤星，等.聚硅酸金屬鹽類絮凝劑的研究進(jìn)展[J].當(dāng)代化工，2014，43（1）：48-50.

[3]康萬里，傅敏.含硼聚硅酸鐵鋅絮凝劑的制備及其性能研究[J].廣州化工，2015，43（19）：53-57.