高岭土废水处理用聚合硫酸铁

聚合硫酸铁(PFS)是一种无机高分子混凝剂，其分子式可表示为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m，适用于水温10-50，pH  5.0-8.5，但在pH  4.0-11范围内仍可使用。与普通铁铝盐相比，它具有投资少、絮体形成快、对水质适应性广、水解消耗水中碱度少等一系列优点，因此被广泛应用于废水处理。

本实验将0.25、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0毫升聚合硫酸铁混凝剂依次投加到6个相同的高岭土废水中，测定处理后废水的浊度，确定混凝剂的较佳投加量。

硫酸亚铁和聚合硫酸铁的实验原理

本实验采用混凝法将混凝剂聚合硫酸铁投加到废水中，使水中难以沉淀的胶体颗粒相互聚合，生长到自然沉淀的程度。聚合硫酸铁的絮凝机理主要是利用水解过程中产生的多核络合物对污水中的溶胶的强吸附作用，通过键合、桥联、交联等方式促进颗粒的聚集产生絮凝作用，可以降低废水的浊度和色度，去除各种高分子物质、有机物、一些重金属毒物(汞、镉、铅)和放射性物质，还可以去除磷和硫。

浊度指数计算如下。浊度去除率=(A-B)/A*

公式中，a代表原水浊度；b代表处理后废水的浊度。

硫酸亚铁、聚合硫酸铁仪器和药品

(1)主要仪器：浊度仪、1000mL烧杯(6)、台秤、100mL烧杯(6)、玻璃棒(2)主要试剂：自制混凝剂聚合硫酸铁、高岭土。

硫酸亚铁和聚合硫酸铁的实验步骤

实验室模拟高岭土废水(高浊度废水)的处理条件和效果，用浊度仪测定废水的浊度。

(1)样品溶液的制备：称取6份1.5g高岭土放入6个1000毫升烧杯中，加入1000毫升自来水，搅拌均匀，依次编号1-6。测量原水的浊度。浊度测试基于放入浊度计的初始浊度读数。

确定混凝剂的较佳用量。将自制混凝剂稀释10倍后，加入1-6份1000毫升高岭土悬浊液中的混凝剂体积依次为0.25毫升、0.5毫升、1.0毫升、2.0毫升、3.0毫升和4.0毫升。逐步搅拌后，静置，测量并记录上清液的浊度。

搅拌速度：先快速搅拌1分钟，然后调至中速2分钟，慢速5分钟，较后静置10分钟，测量上清液浊度。

硫酸亚铁和聚合硫酸铁的实验现象和结果

(1)实验现象

(1)样品溶液的制备：将1.5g高岭土分别放入1号-6号烧杯中，然后加入1000ml自来水溶解，搅拌得到6杯几乎相等的白色悬浮液。确定混凝剂较佳用量：依次加入0.25、0.5、1.0、2.0、3.0、4.0mL混凝剂后，悬浮液依次变黄，颜色加深；搅拌静置后，烧杯底部有一层白色沉淀，液体变得清澈。3号烧杯效果更好。

(2)实验结果

硫酸亚铁和聚合硫酸铁实验数据记录

不同聚合铁用量对高浊度废水处理的影响

聚离子不同添加量对高浊度废水处理效果的影响图

实验结果表明，当混凝剂体积为1.0毫升、浓度为16.244毫克/升时，被测水样的浊度较低。可以看出混凝剂的较佳投加量为16.244 mg/L，在废水中加入混凝剂后，净水效果会降低，证明混凝剂不是越多越好。添加过量的混凝剂不仅不能净化水，还会造成试剂的浪费，使净化效果变差。这是因为处理系统中PFS形成的Fe2(OH)24、Fe2 (OH) 66、[Fe(OH)2]等带正电荷的离子被污水中带负电荷的胶体粒子电中和，使其不稳定。同时，这些带电离子还具有排他性的化学吸附、键合架桥、扫絮、捕网等功能。当用量足够大时，几种作用的综合作用会使污水中的污物沉淀，从而达到更好的去除效果。

硫酸亚铁和聚合硫酸铁的实验分析：

(1)聚合铁溶液的酸碱度

当pH值较低时，铁离子以水合铁络合离子的形式存在。加入废水中，如果pH值升高，这些水合络合离子会发生配位水解反应，产生各种羟基铁离子，较终沉淀出氢氧化铁的化学沉淀物。由于沉淀捕网机理，絮凝效果越来越好。如果pH值过低，配位水解反应困难，絮凝效果差。实验在pH值接近7的条件下进行，净水效果较好。

(2)搅拌的强度和方式

这个实验的搅拌速度是：先快速搅拌1分钟，然后中速搅拌2分钟，慢速搅拌5分钟。速度由快到慢，开始时快速增加混凝剂与悬浮物的碰撞概率；后期减慢速度，防止大颗粒被压碎。

第二个实验的搅拌方法是垂直搅拌，玻璃棒贴在壁上，这样大面积搅拌悬浮液有利于增强搅拌效果。但是因为这个搅拌是我们组员做的，所以搅拌效果有一定的差异，可能对实验结果有一定的影响。

(3)静置时间

站立是一个聚集和衰老的过程。静置时间越长，净化效果越好。因此，静置时间也是一个影响因素，静置10分钟后应立即取出上清液和小烧杯，以保证每个实验组的静置时间相同。硫酸亚铁、聚合硫酸铁结论：

本实验采用新型无机高分子聚合硫酸铁对废水进行处理和测试。实验结果表明，当混凝剂投加量为16.244毫克/升时，对水有明显的净化效果，大大降低了废水的浊度。同时发现当混凝剂用量为8-48毫克/升时，净化效果更好，充分显示了聚合硫酸铁强大的净水能力。