聚合硫酸铝铁的制备及性能研究

普通本科毕业设计（论文）说明书课题名称：聚合硫酸铝铁的制备及性能研究

摘要

本论文以硫酸铁和硫酸铝为原料，使用水解—聚合法制备聚合硫酸铝铁（PAFS）净水剂。以聚合硫酸铝铁对污水的除浊率作为评价指标，采用单因素试验和正交试验考查合成反应条件对污水除浊率的影响。结果表明：当铁铝物料比为1:5，碱化度为0.8，温度为70℃，时间为5h，所得产品对浊水除浊率达83.48%。对产品进行性能指标测试，全铁含量为1.77%，全铝含量为10.93 %，COD去除率为18%，表明制备的聚合硫酸铝铁具有较好的絮凝效果。

关键词：聚合硫酸铝铁制备性能除浊率

Abstract

In this paper, iron sulfate and aluminum sulfate as raw materials, the use of Hydrolysis - Polymerization Polymeric Aluminum Ferric (PAFS) purifying agent. Polymerized ferric sulfate turbidity removal rate of wastewater as an evaluation index, single factor and orthogonal experiments to examine effects of reaction conditions on the synthesis of sewage turbidity removal rate. The results showed that: when the iron aluminide material ratio of 1: 5, alkalinity is 0.8, temperature is 70 ℃, time 5h, the resulting product for turbidity water turbidity rate of 83.48%. The product performance testing, total iron content of 1.77%, the aluminum content of 10.92%, COD removal efficiency of 18 percent, show the preparation of polymeric ferric sulfate has better flocculation.

Keywords：PAFS；Preparation；Performance；Turbidity removal rate

目录

1 绪论 (1)

1.1 概述 (1)

1.2 絮凝剂的简介 (1)

1.3 絮凝剂的分类 (1)

1.3.1 有机絮凝剂 (4)

1.3.2 无机絮凝剂 (4)

1.3.3无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂的比较 (4)

1.4 常见无机絮凝剂简述 (5)

1.4.1 聚合硫酸铁（PFS）概述 (5)

1.4.2聚合氯化铝（PAC） (6)

1.4.3 聚合硫酸铝铁 (6)

1.5 聚合硫酸铝铁的研究现状 (6)

1.5.1 聚合硫酸铝铁的制备原料 (6)

1.5.2 制备原理 (6)

1.5.3 制备方法 (7)

1.6 选题依据及主要内容 (7)

1.6.1 选题依据 (7)

1.6.2 课题研究主要内容 (8)

1.6.3 研究目标 (8)

1.6.4拟解决的关键问题 (8)

1.7 课题研究创新点 (8)

2 实验方法与材料 (9)

2.1 试剂与仪器 (9)

2.1.1 试剂 (9)

2.1.2 实验仪器和设备 (9)

2.2 实验方法 (10)

2.2.1 合成反应单因素试验 (10)

2.2.2物料配比 (10)

2.2.3 碱化度（OH/Fe） (10)

2.2.4 温度 (11)

2.2.5 时间 (11)

2.2.6 正交试验 (11)

2.2.7 性能检测 (11)

3 结果与分析 (14)

3.1 (14)

3.1.1 物料配比对除浊率的影响 (14)

3.1.2 碱化度 (15)

3.1.4 反应时间 (16)

3.2 正交试验 (17)

3.2.2 铝铁含量测定 (18)

3.2.3 COD测定 (19)

3.3 小结 (19)

4 结论 (20)

展望 (20)

致谢 (21)

参考文献 (22)

1 绪论

1.1 概述

这些年来，水环境的问题越来越严重，污水的处理随之也越来越受到重视，当今社会对净水的要求也越来越高。随之产生了诸多水处理方法：活性炭吸附法、沉淀物过滤法、去离子法、硬水软化法、逆渗透法、紫外线消毒法、超过滤法、蒸馏法、化学氧化法、离子交换法、电渗透法、吸附法、絮凝沉淀法等。而考虑到经济适用性和安全的问题，絮凝沉淀法是现阶段污水处理中适用性最强、应用最广泛、成本比较低廉的污水处理方法之一，其原理是利用水的净水剂使溶液中的溶质、胶质或悬浮颗粒变成絮状沉淀而使污水达到净化的目的。当废水是一种稳定而又复杂的分散体系时，使用传统的絮凝剂和无机絮凝剂不能达到处理的条件时，无机高分子絮凝剂具备的较好处理效果，其表现出的低毒、广谱、操作简单以及水处理效果好等优势就突出表现出来了。随着净水剂的不断发展壮大及其系统对于净化效果的要求，高效、新型絮凝剂的开发利用将越来越受到重视。

1.2 絮凝剂的简介

絮凝剂的理论基础是：“聚并”理论，絮凝剂主要是使待处理的污水中带有负（正)电性的基团中与水中带有正(负）电性比较难以分离的一些粒子或颗粒的电势降低，并使其处于稳定状态，利用它的聚合性质使得这些颗粒聚合，并通过物理或者化学的方法分离出来。一般为了达到这种净化目的而使用的药剂，被称之为絮凝剂。絮凝剂主要应用于生活、工业给水和污水处理等领域。

絮凝剂的分有很多种类，从单一的类型到复合类型，从低分子到高分子，大体的趋势是向无毒高效、廉价实用的方向发展[1]。无机絮凝剂的价格相对便宜，但是对于人类的健康和生态环境会产生不利的影响；有机高分子絮凝剂在使用过程中，它的用量虽然少，浮渣的产量也比较少，但是其絮凝能力较强，絮体容易分离，清除悬浮物及除油的效果好。

1.3 絮凝剂的分类

絮凝沉降是水处理的重要方法之一，它的原理是使水体中的胶体、溶质或悬浮物颗粒脱离稳定性而生成絮状物，我们把能达到这种效果的药剂称之为絮凝剂（或混凝剂）。