论文部分内容阅读
随着我国经济社会的发展,工业生产对水资源的污染受到了越来越多的重视,印染废水成分复杂,生化降解能力差,且对水环境和人体均有巨大的危害。磁混凝作为一种新兴的水处理方式,相比于传统的处理方法,具有处理效率高、节省混凝剂量、环保的优点,受到了广泛的关注,因此更进一步的研究磁混凝机理及应用具有重要意义。论文进行了磁混凝处理刚果红染料废水的试验研究,并深入分析了其混凝机理和絮体特点,通过用磁混凝剂处理直接黑19和直接蓝86的应用试验,进一步完善了磁混凝对染料分子去除机理的探索。论文主要内容与结论如下:(1)利用预水解盐聚合硫酸铁(PFS)和四氧化三铁(Fe3O4)通过离子交换作用制备了Fe3O4-PFS,测试了Fe3O4的Zeta电位、不同pH条件下的渗漏量以及对刚果红的吸附作用,表征了磁混凝剂中的成分、PFS形态以及磁性。(2)通过对Fe3O4-PFS去除阴离子染料刚果红的试验研究,采用单因素优化的方法,讨论了pH、搅拌条件、离子强度等因素对去除率的影响。不同比例的PFS(30mg/L-100mg/L)与Fe3O4(0-600mg/L)均表现出了较好的去除效果,特别是pH=7,500mg/L的Fe3O4复合30mg/L PFS时,去除率从29.5%提高到了64.8%。在混凝过程中,慢搅拌速度影响较大。在不同的离子强度下,磁混凝均表现出了比较好的效果。此外,还深入分析了Fe3O4配比、投加方式对混凝过程的影响。最后,结合响应面分析,比较了pH值,混凝剂量,初始浓度,KCl的离子强度的影响,最终得到Fe3O4-PFS的性质主要取决于PFS,最优化条件为:pH为4,混凝剂量为48ml,初始浓度为201mg/L,离子强度为15791mg/L,去除率为99.8%。(3)对Fe3O4-PFS混凝进行了深入的机理研究,采用红外光谱、X-衍射图谱的等方法进行了表征,证明了磁混凝的发生。同时,实验进一步对Fe3O4-PFS混凝后的絮体用显微镜、电镜、激光粒度分析仪进行分析,并计算了相应的分形维数。结果表明Fe3O4-PFS产生了更大更密实、多孔的絮体结构。通过VSM测试,验证了混凝后絮体可通过磁场快速去除,Fe3O4可重复利用。(4)在用Fe3O4-PFS处理直接染料直接黑19和直接蓝86的试验中,均发现Fe3O4-PFS提高了混凝效果,扩大了pH适应范围和水体离子强度适应能力。Fe3O4-PFS可以较大幅度的提高染料的去除效率,具有高效环保的特点,在实际废水处理中具有相当的应用价值。