聚硅酸铝铁絮凝剂对铬黑T废水的脱色处理_吴玫

聚硅酸铝铁絮凝剂对铬黑T废水的脱色处理吴玫(四川理工学院材料与化学工程系,自贡,643000)摘要本文研究了聚硅酸铝铁絮凝剂的制备及应用性能,确定了制备和絮凝处理的最佳条件,该絮凝剂用于铬黑T废水处理,脱色率达到97%以上,絮凝效果明显优于聚硅酸铝和聚硅酸铁,是一种性能更优的无机高分子复合絮凝剂。关键词:聚硅酸铝铁制备铬黑T废水处理聚硅酸铝铁絮凝剂是在铝盐和铁盐絮凝剂的基础上发展起来的一种新型无机高分子复合水处理剂,是目前国内外水处理剂研究领域的热点[1]。新型助剂、染料等在印染行业中的大量引入,使色度的去除成为印染废水处理的一大难题,开发经济有效的印染废水脱色处理技术日益成为当今环保行业关注的课题。本文研究了聚硅酸铝铁絮凝剂的制备并应用于对铬黑T废水的色度去除,达到了较好的效果。1实验1.1主要药品及仪器硅酸钠、三氯化铁、氯化铝、铬黑T、硫酸:均为分析纯。MY3000-6B混凝实验搅拌仪:潜江市梅宇仪器有限公司;UV-2000可见分光光度计:尤尼科(上海)有限公司;DJ-1磁力搅拌器:金坊市富华仪器有限公司。1.2实验方法配置一定SiO2浓度的硅酸钠溶液,用10%的硫酸酸化调节pH值,控制反应时间进行聚合。当聚合到一定程度,依次加入一定量的氯化铝、氯化铁溶液,完全混合后放置一段时间进行熟化以备用。配置500mL浓度为75mg/L的铬黑T溶液,加入一定量的絮凝剂,中等速度搅拌2min,再低速搅拌8min,静置30min,用移液管于距上层清液面约2cm处吸取澄清液,然后测定吸光度。1.3脱色率的计算废水脱色率按下式计算:脱色率=A0-AA0×100%式中:A0:处理前废水样的吸光度;A:处理后废水样的吸光度。2结果与讨论2.1制备聚硅酸铝铁絮凝剂的影响因素2.1.1硅酸活化时间对脱色效果的影响聚硅酸由硅酸钠溶液加入硫酸(或盐酸)活化而成的,易凝结胶化。在活化过程中,硅酸的聚合速度主要受温度、体系酸度、SiO2含量以及共存离子等因素的影响,其中影响作用最大的是硅酸溶液的pH值和SiO2含量。硅酸开始聚合的时候会呈蓝色,从出现蓝色到聚硅酸开始凝结之间的时间差t即为硅酸活化时间,t随pH值和SiO2含量的变化见表1、表2。表1pH值对硅酸聚合时间的影响(室温,SiO2浓度2.5%)pHt(min)4.21204.7885.0355.3135.595.836.81从表中看出,随着pH值或溶液中SiO2浓度的增加,硅酸活化时间减少,聚硅酸极不稳定,因此金49第4期聚硅酸铝铁絮凝剂对铬黑T废水的脱色处理属盐的加入时间必须严格控制。另外,硅酸活化时间的确定既是絮凝剂制备的重要条件,同时也对絮凝效果有一定影响。在不同的硅酸活化时间制备聚硅酸铝铁絮凝剂,并用于对铬黑T废水的脱色处理,结果见图1。表2SiO2浓度对硅酸聚合时间的影响(室温,pH值5.3)SiO2浓度(%)t(min)1.52651.8522.0202.3102.783.01图1硅酸活化时间对脱色效果的影响结果反映出,随着硅酸活化时间的增加,聚硅酸铝铁对铬黑T的脱色作用明显增强,在20min后趋于稳定,因此把pH值5.3、2%SiO2作为硅酸活化的优化条件。2.1.2铝、铁、硅摩尔比对脱色效果的影响在优化的硅酸活化时间的条件下,考察了(Al+Fe)/Si摩尔比、Al/Fe摩尔比对絮凝剂脱色效果的影响。由于三价铁具有极强的亲OH一能力,络合反应速度较快。为使铝盐、铁盐能交叉共聚,在制备中,先引入Al3+,然后再引入Fe3+。实验结果见表3。絮凝剂制备过程中,如果金属离子含量不足,活化硅酸自身聚合反应过快,加入废水后,金属离子产生的多核羟基离子含量减少,电中和作用差,不利于架桥作用的发挥,使脱色率降低[2]。从表3分析可以看出,在同样的Al/Fe摩尔比情况下,随着(Al+Fe)/Si摩尔比的增大,絮凝剂脱色效果增强,但继续增大后脱色效果增加变得平缓或略有降低。同时在三个不同的(Al+Fe)/Si摩尔比下,Al/Fe摩尔比改变对铬黑T的脱色也表现出一定的规律,这和王炳建等[3]用透射电镜观察到铁离子的加入可以使凝胶颗粒分子链长度增加,使絮凝效果得到一定程度的加强是一致的。结果表明,当(Al+Fe)/Si摩尔比为1、Al/Fe摩尔比为3时,絮凝剂对铬黑T有更好的脱色效果。表3(Al+Fe)/Si摩尔比、Al/Fe摩尔比对脱色率的影响(Al+Fe)/Si摩尔比Al/Fe摩尔比脱色率(%)0.51.085.23.087.25.088.31.01.088.43.096.35.092.21.51.088.93.095.65.092.42.2絮凝剂应用的影响因素2.2.1絮凝剂加入量对絮凝效果的影响在对絮凝剂制备的条件进行优化的基础上,考察了絮凝剂投加量对废水脱色的影响。图2絮凝剂加入量对脱色效果的影