目前，國內外對鋁硅硼高分子絮凝劑進(jìn)行了大量的研究，力求研制出一種具有高效率、低能耗、安全無(wú)害、無(wú)二次污染的水處理劑[3-7J。聚硅酸硫酸鋁鐵(PsAFS)作為一類(lèi)堿式多核羥基硅硫酸鋁復合物，自從實(shí)驗室合成出來(lái)之后，廣泛的應用于水處理過(guò)程中，取得了良好的社會(huì )效益和經(jīng)濟效益。本文研制聚硅酸硫酸鋁鐵絮凝劑并處理印染廢水，取得了較PAC、PFC更為良好的處理效果。
1 實(shí)驗
1．1 儀器和試劑：
儀器：721分光光度計、78-_2型磁力攪拌器、PHS一2c酸度計、COD測定儀。
試劑：硅酸鈉、硫酸、硫酸鋁、氫氧化鈉、硫酸鐵、稀鹽酸(等所用試劑均為AR)。
1．2 廢水處理實(shí)驗
取一定數量的絮凝劑于盛裝1000mL某廠(chǎng)印染廢水的燒杯中，通過(guò)電動(dòng)攪拌器快速攪拌，攪拌時(shí)間由處理的廢液量決定，以使絮凝劑快速分散在廢液中；慢速靜置沉降后取液面以下2cm處清液進(jìn)行分析測定。COD值測定采用重鉻酸鉀法，透光率的測定用分光光度法，酸度采用pHs一2型酸度計測定，濁度采用光電式濁度儀測定，色度使用稀釋倍數法測定。
1．3 混凝試驗
試驗水樣：取一定量的硅藻土(通過(guò)400目篩孔后在105℃下干燥1h，置于干燥器內備用)加蒸餾水后充分攪拌均勻，配成試驗水樣。
混凝試驗：取500mL水樣倒入燒杯中，投加一定量的絮凝劑后，先快速(200r／min)攪拌1．5min，再慢速(60r／min)攪拌10 min，觀(guān)察絮體的形狀及沉降速度。靜置30 min后在距上清液表面2 cm處取樣分析，用紫外可見(jiàn)光分光光度計測定吸光度。吸光度實(shí)質(zhì)是殘余濁度的表征，吸光度愈小，說(shuō)明混凝性能愈佳。
2 PSAFS的制備
2．1 制備原理
聚硅酸(Ps)作為助凝劑，來(lái)源廣、無(wú)毒、成本低且聚合簡(jiǎn)單，可以加速懸浮物的沉降。但是聚硅酸的電中和能力很弱，易凝膠，穩定性和儲存性較差，在使用上受到一定限制。據國內外相關(guān)文獻報道，在聚硅酸中加入金屑離子不但能增加其穩定性，還能形成一系列新型聚硅酸絮凝劑，如聚硅酸鋁、聚硅酸鐵、聚硅酸鋁鐵等。在合成方面，主要是將硫酸鋁和硫酸鐵溶液混合后加入到聚硅酸中，因為鐵鹽比鋁鹽更容易與聚硅酸聚合，這樣將影響鋁鹽與聚硅酸的聚合。制得聚硅酸硫酸鋁鐵絮凝劑。
2．2 制備方法
室溫下，把水玻璃溶液稀釋1O倍，用20％的硫酸溶液和1．0mol／L的NaOH溶液調節pH值到5．5左右裝入帶有冷凝裝置、分液漏斗和溫度計的三口燒 中�；罨欢ǖ臅r(shí)間后，快速攪拌，按照預先配好的比例先后加入0．5 mol／L的硫酸鋁溶液和0．5mol／L的硫酸鐵溶液，用O．25 mol／L的NaOF溶液調節混合液的pH值并持續攪拌1O 30 rain，然后用蒸餾水稀釋到一定濃度后靜置熟化。據文獻的研究，硅酸和金屬離子共聚成復合絮凝劑'[Al，Fe]／[Si]的摩爾比決定絮凝劑綜合性能的發(fā)揮，通過(guò)試驗確定AI／Fe／Si的比值來(lái)制備樣品，達到穩定性和有效性的最佳結合。
3 結果與討論
3．1 A1／Fe的摩爾比對絮凝性能的影響
A1／Fe的摩爾比對絮凝性能的影響見(jiàn)表1。從表1可知，PSAFS的絮凝效果在相同劑量范圍內，當 和Fe摩爾比為7：3、4：6、5：5、6：4、7：3時(shí)，PsA 絮凝性能的影響，當A1／Fe=4：6時(shí)，絮凝劑的除濁效果最好，本實(shí)驗A1／Fe的摩力比選用4：6。原因是這是因為Fe3 加入后，AP 和Fes 在水解過(guò)程中會(huì )通過(guò)羥基橋連成多核多羥基絡(luò )合物，這種多核多羥基絡(luò )合物具有更強的電中和能力和架橋吸附能力，PSAFC的分子結構呈長(cháng)鏈枝權狀聚集態(tài)。隨著(zhù)鐵離子含量增加，除濁效果加強，樣品的分子鏈長(cháng)度增加，這一點(diǎn)正好解釋了出現以上現象的原因。但是，隨著(zhù)鐵含量的繼續增加，絮凝效果的增加趨緩。
3．2 [A1，Fe]／[Si]的摩爾比對絮凝性能的影響
固定A1／Fe=4：6，改變[A1，Fe]／[Si]摩爾比，重新制備聚硅酸硫酸鋁鐵絮凝劑，通過(guò)試驗研究硅含量對絮凝效果的影響。
如圖1所示，隨著(zhù)硅含量的降低，剩余濁度達到最低，而且試驗現象顯示，絮凝的礬花大且沉降速度也是最快。這是因為當絮凝劑中硅含量高時(shí)，金屬離子含量相對不足，活性硅酸的自身聚合反應得不到有效的控制，硅酸聚合速度比較快，這樣絮凝劑投入水中后，金屬離子水解產(chǎn)生的多核羥基離子含量很少，電中和作用很差，不能使水中顆粒物脫穩，也就不利于黏結架橋作用的充分發(fā)揮，所以綜合絮凝效果沒(méi)有明顯的改善。因此，最佳的[A1，Fe]／Si]摩爾比為1：1。
3．3 pH值對濁度和色度去除的影響
用PSAFS處理印染廢水，確定pH值對原水濁度和色度的影響，結果見(jiàn)圖2、圖3。
由圖2、圖3可見(jiàn)，PSAFS適用的PH范圍更為廣泛，且在pH>5的情況下，PSAFS對印染廢水的色度和濁度的去除率最高。
1 實(shí)驗
1．1 儀器和試劑：
儀器：721分光光度計、78-_2型磁力攪拌器、PHS一2c酸度計、COD測定儀。
試劑：硅酸鈉、硫酸、硫酸鋁、氫氧化鈉、硫酸鐵、稀鹽酸(等所用試劑均為AR)。
1．2 廢水處理實(shí)驗
取一定數量的絮凝劑于盛裝1000mL某廠(chǎng)印染廢水的燒杯中，通過(guò)電動(dòng)攪拌器快速攪拌，攪拌時(shí)間由處理的廢液量決定，以使絮凝劑快速分散在廢液中；慢速靜置沉降后取液面以下2cm處清液進(jìn)行分析測定。COD值測定采用重鉻酸鉀法，透光率的測定用分光光度法，酸度采用pHs一2型酸度計測定，濁度采用光電式濁度儀測定，色度使用稀釋倍數法測定。
1．3 混凝試驗
試驗水樣：取一定量的硅藻土(通過(guò)400目篩孔后在105℃下干燥1h，置于干燥器內備用)加蒸餾水后充分攪拌均勻，配成試驗水樣。
混凝試驗：取500mL水樣倒入燒杯中，投加一定量的絮凝劑后，先快速(200r／min)攪拌1．5min，再慢速(60r／min)攪拌10 min，觀(guān)察絮體的形狀及沉降速度。靜置30 min后在距上清液表面2 cm處取樣分析，用紫外可見(jiàn)光分光光度計測定吸光度。吸光度實(shí)質(zhì)是殘余濁度的表征，吸光度愈小，說(shuō)明混凝性能愈佳。
2 PSAFS的制備
2．1 制備原理
聚硅酸(Ps)作為助凝劑，來(lái)源廣、無(wú)毒、成本低且聚合簡(jiǎn)單，可以加速懸浮物的沉降。但是聚硅酸的電中和能力很弱，易凝膠，穩定性和儲存性較差，在使用上受到一定限制。據國內外相關(guān)文獻報道，在聚硅酸中加入金屑離子不但能增加其穩定性，還能形成一系列新型聚硅酸絮凝劑，如聚硅酸鋁、聚硅酸鐵、聚硅酸鋁鐵等。在合成方面，主要是將硫酸鋁和硫酸鐵溶液混合后加入到聚硅酸中，因為鐵鹽比鋁鹽更容易與聚硅酸聚合，這樣將影響鋁鹽與聚硅酸的聚合。制得聚硅酸硫酸鋁鐵絮凝劑。
2．2 制備方法
室溫下，把水玻璃溶液稀釋1O倍，用20％的硫酸溶液和1．0mol／L的NaOH溶液調節pH值到5．5左右裝入帶有冷凝裝置、分液漏斗和溫度計的三口燒 中�；罨欢ǖ臅r(shí)間后，快速攪拌，按照預先配好的比例先后加入0．5 mol／L的硫酸鋁溶液和0．5mol／L的硫酸鐵溶液，用O．25 mol／L的NaOF溶液調節混合液的pH值并持續攪拌1O 30 rain，然后用蒸餾水稀釋到一定濃度后靜置熟化。據文獻的研究，硅酸和金屬離子共聚成復合絮凝劑'[Al，Fe]／[Si]的摩爾比決定絮凝劑綜合性能的發(fā)揮，通過(guò)試驗確定AI／Fe／Si的比值來(lái)制備樣品，達到穩定性和有效性的最佳結合。
3 結果與討論
3．1 A1／Fe的摩爾比對絮凝性能的影響
A1／Fe的摩爾比對絮凝性能的影響見(jiàn)表1。從表1可知，PSAFS的絮凝效果在相同劑量范圍內，當 和Fe摩爾比為7：3、4：6、5：5、6：4、7：3時(shí)，PsA 絮凝性能的影響，當A1／Fe=4：6時(shí)，絮凝劑的除濁效果最好，本實(shí)驗A1／Fe的摩力比選用4：6。原因是這是因為Fe3 加入后，AP 和Fes 在水解過(guò)程中會(huì )通過(guò)羥基橋連成多核多羥基絡(luò )合物，這種多核多羥基絡(luò )合物具有更強的電中和能力和架橋吸附能力，PSAFC的分子結構呈長(cháng)鏈枝權狀聚集態(tài)。隨著(zhù)鐵離子含量增加，除濁效果加強，樣品的分子鏈長(cháng)度增加，這一點(diǎn)正好解釋了出現以上現象的原因。但是，隨著(zhù)鐵含量的繼續增加，絮凝效果的增加趨緩。
3．2 [A1，Fe]／[Si]的摩爾比對絮凝性能的影響
固定A1／Fe=4：6，改變[A1，Fe]／[Si]摩爾比，重新制備聚硅酸硫酸鋁鐵絮凝劑，通過(guò)試驗研究硅含量對絮凝效果的影響。
如圖1所示，隨著(zhù)硅含量的降低，剩余濁度達到最低，而且試驗現象顯示，絮凝的礬花大且沉降速度也是最快。這是因為當絮凝劑中硅含量高時(shí)，金屬離子含量相對不足，活性硅酸的自身聚合反應得不到有效的控制，硅酸聚合速度比較快，這樣絮凝劑投入水中后，金屬離子水解產(chǎn)生的多核羥基離子含量很少，電中和作用很差，不能使水中顆粒物脫穩，也就不利于黏結架橋作用的充分發(fā)揮，所以綜合絮凝效果沒(méi)有明顯的改善。因此，最佳的[A1，Fe]／Si]摩爾比為1：1。
3．3 pH值對濁度和色度去除的影響
用PSAFS處理印染廢水，確定pH值對原水濁度和色度的影響，結果見(jiàn)圖2、圖3。
由圖2、圖3可見(jiàn)，PSAFS適用的PH范圍更為廣泛，且在pH>5的情況下，PSAFS對印染廢水的色度和濁度的去除率最高。
