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聚硅硫酸鐵絮凝劑在煉鋼除塵廢水處理中的應用

文檔作者：周毅，鄔浩，高瑞文檔來源：包頭師范學院		點擊數：	更新時間： 2025年05月13日
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第29卷第4期(總第116期)
2010年12月
濕法冶金
Hydrometallurgy of China
V01．29 No．4(Sum．116)
Dec．2010
聚硅硫酸鐵絮凝劑在煉鋼除塵廢水處理中的應用
周毅，鄔浩，高瑞
(包頭師范學院化學學院，內蒙古包頭014030)
摘要：研究了采用新型無機高分子絮凝劑——聚硅硫酸鐵(PFSS)處理鋼鐵廠轉爐二文除塵廢水。結果表明：
PFSS絮凝劑用量、廢水pH值等參數對絮凝沉降效果有很大影響，而溫度影響較小。當廢水pH=6．o、PFSS
投加量為0．25 mL／L時，PFSS對廢水濁度、懸浮物去除率分別達99．11％和97．86％，廢水處理效果較好。
關鍵詞：聚硅硫酸鐵；二文除塵廢水；濁度；懸浮物；去除
中圖分類號：X756 文獻標志碼：A 文章編號：1009—2617(2010)04—0282—03
目前，我國大多數工業廢水處理中，主要用聚
合氯化鋁或聚合氯化鐵等無機絮凝劑[1|，這些絮
凝劑一般投加量較大，成本較高，且鋁鹽絮凝劑在
處理低溫低濁水時效果較差。新型聚硅硫酸鹽類
絮凝劑是近十幾年來發展起來的一類新型無機高
分子絮凝劑，用于廢水處理時，同時具有電中和作
用和吸附架橋作用，因而絮凝效果較好，且其原料
廣泛，價格低廉，安全無毒，目前已成為國內外無
機高分子絮凝劑研究領域的熱點之一[2_8]。本試
驗采用自制的聚硅硫酸鐵(PFSS)處理某鋼鐵有
限責任公司煉鋼工段轉爐二文除塵廢水，系統研
究了各因素對絮凝作用的影響。
l 試驗部分
I．1 廢水水質
轉爐在吹氧冶煉過程中，一定量的鐵和鐵化
合物蒸發并隨爐氣逸出，同時加料過程中散料的
細微顆粒也被爐氣帶人煙道，大量煙氣流經過文
氏管時得到凈化，同時形成大量含有有害物質的
轉爐煙氣除塵廢水。廢水經自然沉降30 min后
的水質特性見表1。
表l 轉爐煙氣除塵循環水的水質特性
1．2 試驗原料及試劑
聚硅硫酸鐵PFSS，自制；重鉻酸鉀、硫酸銀、
濃硫酸、硫酸亞鐵銨、鄰苯二甲酸氫鉀、試亞鐵靈
指示劑、硫酸肼、六次甲基四胺等，均為分析純。
1．3儀器
722一型光柵分光光度計(四川儀表九廠)，
MY3000—6A型混凝試驗攪拌儀(湖北省潛江市梅
宇儀器有限公司)，pHs-25型數顯pH計(上海精
密科學儀器有限公司)。
1．4 絮凝沉降試驗
取100 mL經自然沉降30 rain的廢水(pH一
8．68)于100 mL燒杯中，室溫下滴加適量PFSS，
以350 r／rain速度先快速攪拌1 min，然后轉為
200 r／min速度攪拌2 min，再以50 r／min速度攪
拌2 min，之后靜置15 min。取液面下2 cm處清
液測定其各項指標。
1．5 分析方法
濁度采用分光光度法(GBl3200--1991)測
定；色度采用稀釋倍數法(GBll903--1989)測定；
懸浮物采用重量法(GBll901--1989)測定；pH值
采用玻璃電極法(GB6920--1986)測定；化學需氧
量采用重鉻酸鉀法(GBll914--1989)測定。
2 結果與討論
2．1 攪拌速度對絮凝沉淀效果的影響
攪拌的目的是增加廢水中微粒與絮凝劑接觸
收稿日期：2010—02—04
基金項目：內蒙古自然科學基金項目(200607010211)；包頭市科技計劃項目(2005G4002)資助。
作者簡介：周毅(1958--)。男，內蒙古包頭人，本科．教授，主要研究方向為無機高分子絮凝劑的制備及廢水處理的研究。
萬方數據
第29卷第4期周毅，等：聚硅硫酸鐵絮凝劑在煉鋼除塵廢水處理中的應用·283·
碰撞機會，但攪拌速度以不破壞已形成的絮狀物
為前提。在絮凝劑添加過程中，一般先較快速攪
拌，使絮凝劑與微粒充分接觸；一旦絮凝作用發
生，攪拌速度就應降低，避免破壞已形成的絮團。
攪拌速度過慢，達不到均勻混合的目的，部分微粒
可能吸附過量絮凝劑產生分散，而另外一部分微
粒卻未形成凝團；如果攪拌速度過快，則會破壞已
形成的絮團，影響絮凝效果。因此，攪拌速度要均
勻，以絮凝劑分散均勻為宜。
根據不同攪拌速度和攪拌時間下礬花產生的
速度及大小，確定如下攪拌條件：350 r／min下攪
拌l min，200 r／rain下攪拌2 min，50 r／rain下攪
拌2 min，然后分別沉降15 rain。結果表明，此條
件下，廢水的絮凝效果較好。
2．2 絮凝劑投加量對絮凝效果的影響
分別取初沉過的廢水8份，按絮凝試驗方法
進行試驗，測定處理后的水樣濁度和懸浮物。試
驗結果如圖1所示。
PFSS投加量／(mL·L‘‘)
圖1 PFSS投加量對濁度和懸浮物去除率的影響
由圖1看出：試驗條件下，當PFSS絮凝劑投
加量為O～0．5 mL／L時。廢水濁度和懸浮物去除
率均隨PFSS絮凝劑投加量的增加而增大；PFSS
絮凝劑投加量達到0．5 mL／L時，濁度和懸浮物
去除率分別為99．11％和97．89％；PFSS絮凝劑
投加量超過0．5 mL／L時，濁度和懸浮物去除率
變化趨勢緩慢。綜合考慮，PFSS絮凝劑投加量
以選擇0．25 mL／L為宜，此條件下，廢水濁度及
懸浮物去除率分別為98％及95％。
2．3 廢水pH對絮凝效果的影響
分別取初沉廢水8份，在室溫下，用2 mol／L
硫酸和2 mol／L氫氧化鈉溶液調pH值，然后分
別投加最適宜量的PFSS，即0．25 mL／L，按試驗
方法處理，結果如圖2所示。
圖2 廢水pH對濁度和懸浮物去除率的影響
由圖2可知：廢水pH在l～6范圍內，濁度
和懸浮物去除率隨廢水pH增大而增大；pH一6
時，二者去除率達到最大；pH>6，二者去除率變
化趨緩，但都在95％以上。因此，用PFSS絮凝廢
水，pH在6～12范圍內都有較好效果。
2．4 溫度對絮凝效果的影響
分別取7份100 mL初沉廢水，在不同溫度
下，PFSS用量0．25 mL／L，調廢水pH一6．18，按
試驗方法絮凝。結果如圖3所示。
0 10 20 30 40 50 60 70 80
溫度／℃
圖3 溫度對濁度和懸浮物去除率的影響
由圖3看出：用PFSS處理廢水的效果受溫
度影響較小，即使在較低溫度(5℃)下，廢水濁度
和懸浮物去除率也都在96％以上；在30～40℃
范圍內效果最好，濁度和懸浮物去除率分別達到
99．4％和97．9％；當溫度超過50℃時，絮凝效果
又有所下降。
3 結論
用自制PFSS作絮凝劑可以很好地去除廢水
濁度和懸浮物，絮凝效果與絮凝劑用量、廢水pH
有很大關系。當廢水pH=6．0、PFSS用量為
0．25 mL／L時，廢水濁度和懸浮物去除率均可達
95％以上；攪拌速度和攪拌時間選擇適宜，有利于
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萬方數據
-284· 濕法冶金2010年12月
絮凝劑發揮作用；溫度對絮凝效果影響相對較小，
該產品的使用不受季節、區域限制。
參考文獻：
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中的應用[J]．桂林工學院學報，2000，20(5)：65—67．
Application of Polyferric Silicate Sulfate Flocculant in Treatment of
Dust--removing Waste Water From Steel·-making
ZHOU Yi，WU Hao。GA0 Rui
(Department of chemistry，Baotou Teachers’College，Baotou，Inner Mongolia 014030，China)
Abstracts：A new type of inorganic polymer flocculant polyferric silicate sulfate(PFSS)has been used
for treating of dust removing waste water from steel plant．The results show that the amount of added
PFSS and pH of the waste water affect flocculant effect，but water temperature has weaker influences
on removal rate of turbidity and suspended solids in waste water．At the conditions of PFSS adding of
0．25 mL／L，pH of 6．0，the removing rate of turbidity and suspended substance can reach 99．11％
and 97．86％，respectively．
Key words：polyferric silicate sulfate；flocculant；dust removing waste water；turbidity；suspended sub—
stance；removal
÷}_{·}÷}．{·}{·H·}{·}{·}_{·}_{·}_{·}{·}÷}÷}_{·}_專·}-{·}_{·}_{·}q·}÷}{·}-{·}÷}÷}t·}÷}{·}_{．}_{·}{·}_{-}{·}t·}÷}{．}÷}_{·}_{·}{·}_{·}_{·}{．}_暑·}{·}{．}÷1-
(上接第272頁)
Studies on Adsorption Behavior of 1 10。Resin for Copper(Ⅱ)
WANG Hui-jun，GAO Wei—biao
(Marine Science College，Zhejiang Ocean University，Zhoushan，Hangzhou 316004，China)
Abstract：The adsorption behavior of 1 10。resin for Cu(II)is investigated．The 1 10‘resin has a good
adsorption ability for Cu2+in the HAc—NaAc medium when pH=4．19．The statically saturated adsorp—
tion capacity is 240 mg／g resin．Cu2+adsorbed on 110’resin can be eluted quantitatively by using 1．0
～2．0 mol／L hydrochloric acid as an eluant．The apparent rate constant k298 is of 1．55×10—4 S～．The
apparent activation energy is of 37．2 kJ／m01．The adsorption behavior of 1 10*resin for Cu2十obeys
the Freundlich isotherm．The adsorption thermodynamic parameters AH一14．8 kJ／mol，AG=一O．7
Id／mol，AS=52．0 J／(mol·K)，respectively．The adsorption mechanism of 110*resin for Cu2+is
chemical adsorption by chemical analysis and IR spectrometry．
Key words：1 10。resin；copper(Ⅱ)；adsorption；thermodynamics

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