聚硅酸铝锌絮凝剂的制备及应用研究

©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net第20卷第1期2006.3沈阳化工学院学报JOURNALOFSHENYANGINSTITUTEOFCHEMICALTECHNOLOGYVol.20No.1Mar.2006文章编号:1004-4639(2006)01-0016-04聚硅酸铝锌絮凝剂的制备及应用研究范文玉,仇兴华,赵树发,刘永生(沈阳化工学院环境与生物工程学院,辽宁沈阳110142)摘要:制备无机高分子絮凝剂聚硅酸硫酸铝锌,将其应用于多种工业废水的处理.考察Zn/Si摩尔比、酸度等条件对絮凝效果、絮凝剂稳定性的影响,以及不同Zn/Si摩尔比絮凝剂在废水处理中电动电位的变化.实验结果表明:Zn/Si摩尔比为1.8∶1、pH值在7～11之间时,絮凝剂的电中和能力和吸附架桥能力最强,絮凝效果最好.聚硅酸硫酸铝锌应用于造纸、啤酒厂、电镀、屠宰厂等工业废水处理,CODCr去除率达60%～95%,浊度去除率>99%,且操作工艺简单,成本低,处理效果优于聚硅酸硫酸铝,结果令人满意.关键词:无机高分子絮凝剂;聚硅酸硫酸铝锌;废水处理中图分类号:X703.5文献标识码:A收稿日期:2005-04-18作者简介:范文玉(1972-),男,安徽砀山人,讲师,学士,主要从事水处理试剂、分析的研究。聚硅酸盐是一类新型无机高分子絮凝剂[123](IPF),由于该类絮凝剂同时具有电中和及吸附架桥作用[4],絮凝效果好,且易于制备,价格便宜,在水处理领域中成为一个新的热点[5].有实验表明单纯的聚硅酸铝絮凝剂形成的链状结构不明显,在铝硅比较小的情况下溶液中出现的多为大小不等的球形颗粒,但Zn2+离子的加入有助于形成链网状结构的趋势,使絮凝剂在絮凝过程中产生良好的絮凝吸附特性以及大分子的桥联卷扫作用.本文以硅酸钠、硫酸铝、硫酸锌为原料制备聚硅酸硫酸铝锌絮凝剂.研究聚硅酸硫酸铝锌絮凝剂的絮凝性能和对不同废水的处理效果.结果表明对于不同种类废水均有很好的除浊效果和令人满意的COD去除效率.1实验部分1.1主要仪器和试剂仪器:PHS23C型数显酸度计,D28401型多功能搅拌器,DZKW2C型电子恒温水浴锅,7921型磁力加热搅拌器,WGZ2200型浊度仪,10122sc型电热鼓风干燥箱,DYY2III2稳压稳流电泳仪.试剂:Na2SiO3·9H2O(CP);Al2(SO4)3·18H2O(CP);ZnSO4·7H2O(CP).1.2聚硅酸硫酸铝锌絮凝剂的合成称取一定量的硅酸钠溶于水中,加入一定体积和浓度的硫酸溶液迅速混合,调节pH值为6.0.加入已充分混合的一定浓度的Al2(SO4)3和ZnSO4溶液,搅拌2min,放置陈化数小时后,即可得到絮凝剂产品.1.3浊度和COD分析方法按《水和废水监测分析方法》中规定的标准方法GB11914及GB11903进行.1.4絮凝实验方法取一定量的人工配制的高岭土的浊度水和以腐植酸COD废水,投加一定量的絮凝剂,快速搅拌3min,慢速搅拌15min,静置15min,取上清液再测溶液的浊度和CODCr值.1.5电动电位(ζ)的测定方法电动电位(ζ)的测定是在絮凝实验慢速搅拌停止后立即用毛细管取样,用DYY2III2稳压稳流电泳仪测定电泳速度,然后用下式计算电动©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net电位(ζ).ζ=4πηυεE×3002式中,ζ为电动电位(mV);ε为液体的介电常数,20℃时水为80;υ为电泳速度(cm/s);E为电位梯度;η为水的粘度,20℃时为0.001Pa·s2废水处理工艺流程废水处理工艺如图1所示.图1废水处理工艺流程3结果与讨论3.1锌硅摩尔比对絮凝效果的影响絮凝剂中锌的含量对絮凝剂的絮凝效果有着较大的影响,因此固定SiO2和Al的质量分数,改变Zn/Si摩尔比,其结果见图2、图3.图2Zn/Si摩尔比对除浊效果的影响图3不同Zn/Si摩尔比对COD去除效果的影响由图2可见不同Zn/Si摩尔比的聚硅酸铝锌絮凝剂的投加体积在0.6mL/100mL左右对高岭土浊度废水均可达到极好的除浊效果,浊度去除率均在99%以上.由图3可见,在相同的絮凝剂投加体积下,Zn/Si摩尔比为1.8∶1时,PSAZS即可达到最佳的COD的去除效果.3.2不同锌硅摩尔比对絮凝实验中模拟废水的ζ电位的影响锌离子的加入既改变了絮凝剂的结构,使得聚硅酸铝絮凝剂具有更好的网链状结构,同时也使絮凝剂的电性发生变化.通过对模拟废水的电动电位的测定,可得到絮