铁系混凝剂的制备及在废水处理中的应用研究 84页

－，一，■■：；—．Ｉ？＇．？＿、■？ｔ？？．’．．．’＇沪次．，硕±学位论文、心；，记／辑；、＇、、、Ｉ、、铁系混凝剂的制备及在废水处理中的应用研究漢ｉ■、．々．．、、矿ｗ，，；节．．．．人－、，．？、＇．，．、－．；、＇’、－、、４、、．＂公．．，ｖ＼．．．．、．、’、、Ｖ－５．Ｖ＇－．‘＇＇：、：’減、与．眾球诚．馬Ｐ三沁、’、’、．．．、、＇：－‘．＇、心４Ｘ．：＼Ｖ為＇■＃资／、５，学科专业：环境科学与工程：；＇．‘－；；Ｉ卢、，、Ｖ，、，式娘专；；，作者姓名：衝朱，；挂臺兰、折，指导教师：谢经良副教授著．調．＇．．１＇－＇＼Ｖ、，—．＇．＇＇．＼＾一、－、＇‘＇、．’ｌ、：．心节ｉ青岛理王大学冷记，於、’二０—五年十二月衣拍：、，涕冷！藻；、马＿．雞髮藝、‘＇＇．记＾ｖｖ必．ｖ一鴻伊ａ零＇．＇个＾＾、？．－＇＂＇Ｖｖ：＞冬韻蘇，解！n硕±学位论文铁系混竊剂的制备及在废水处理中的应用硏究．＇一少‘少学位论文答辩日期：导：师签字指教么ｔＶｗ备：答辩委员会成员签字如ｔ巧錫—n青岛理工大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的，ｉ研究成果。尽我所知除了文中特别加Ｕ■标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得青岛理工大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献巧己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。、夫研究生签名：日期：或伴／青岛理工大学学位沦文使用授权声明青岛理工大学、中国科学技术信息研巧所、国家图书馆、ＣＤＭＤ和ＤＭＤ有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或其他复制手段保存论文一。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可公布（包括刊登）论文的全部或部分内。论文的公布容（包括刊登）授权青岛理工大学研巧生处如理。￣＾、￣．：化研究生签名导师签名：＜／＞＾＾＾＾渴期：ｍ叫n国内图书分类号：X703.1国际图书分类号：硕士学位论文铁系混凝剂的制备及在废水处理中的应用研究硕士研究生杜豪导师姓名：谢经良申请学位级别：工学硕士学科、专业：环境科学与工程所在单位：环境与市政工程学院答辩日期：2015年12月学位授予单位：青岛理工大学nClassifiedIndex：X703.1U.D.C：DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringPREPARRATIONOFIRON-BASEDCOAGULANTANDAPPLICATIONINWASTEWATERTREATMENTCandidate:DuHaoSupervisor:XieJingliangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofengineeringSpecialty:EnvironmentalEngineeringDateofOralExamination:December2015University:QingdaoTechnologicalUniversityn青岛理工大学工学硕士学位论文目录摘要................................................................................................................................IAbstract.......................................................................................................................III第1章绪论................................................................................................................11.1引言..............................................................................................................11.2废酸的来源及危害.......................................................................................11.3废酸的处理及综合利用...............................................................................21.3.1直接焙烧法..........................................................................................21.3.2萃取法..................................................................................................21.3.3膜分离法..............................................................................................31.3.4蒸发法..................................................................................................31.3.5化学转化法..........................................................................................41.4混凝剂的研究进展.......................................................................................51.4.1无机混凝剂..........................................................................................51.4.2有机高分子混凝剂..............................................................................71.4.3生物混凝剂..........................................................................................81.4.4复合混凝剂..........................................................................................81.5课题研究的目的、意义及内容...................................................................91.5.1课题研究目的和意义..........................................................................91.5.2课题研究内容....................................................................................10第2章试验材料与方法.........................................................................................112.1试验材料.....................................................................................................112.1.1废酸的种类........................................................................................112.1.2试验水样............................................................................................112.1.3试验主要试剂与仪器........................................................................112.2试验方案.....................................................................................................132.3试验检测方法.............................................................................................132.3.1氯化铁的测定....................................................................................13in青岛理工大学工学硕士学位论文2.3.2氯化亚铁的测定................................................................................142.3.3游离酸的测定....................................................................................152.3.4Fe3+的测定.......................................................................................162.3.5盐基度的测定....................................................................................162.3.6CODcr的测定..................................................................................172.3.7TP的测定........................................................................................18第3章铁系混凝剂的制备.....................................................................................203.1利用废酸A制备铁系混凝剂....................................................................203.1.1复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）的制备...............................................203.1.2标准氯化铁混凝剂（A-Ⅱ型）的制备...........................................223.1.3聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅲ型）的制备...........................................243.1.4聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅳ型）的制备...........................................273.2利用废酸B制备铁系混凝剂....................................................................303.2.1复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）的制备................................................303.2.2标准氯化铁混凝剂（B-Ⅱ型）的制备............................................323.2.3聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅲ型）的制备............................................343.2.4聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅳ型）的制备............................................363.3利用废酸C制备铁系混凝剂....................................................................393.3.1复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）的制备................................................393.3.2标准氯化铁混凝剂（C-Ⅱ型）的制备............................................413.3.3聚合氯化铁混凝剂（C-Ⅲ型）的制备............................................433.4本章小结.....................................................................................................45第4章铁系混凝剂在城市污水厂原水中的应用研究.........................................474.1利用废酸A制备的铁系混凝剂处理城市污水厂原水的应用研究........474.2利用废酸B制备的铁系混凝剂处理城市污水厂原水的应用研究........494.3利用废酸C制备的铁系混凝剂处理城市污水厂原水的应用研究........504.4不同铁系混凝剂对城市污水厂原水混凝效果的比较.............................524.5本章小结.....................................................................................................53第5章铁系混凝剂在水产加工废水中的应用研究..............................................55iin青岛理工大学工学硕士学位论文5.1利用废酸A制备的铁系混凝剂处理水产加工废水的应用研究............555.2利用废酸B制备的铁系混凝剂处理水产加工废水的应用研究............575.3利用废酸C制备的铁系混凝剂处理水产加工废水的应用研究............585.4不同铁系混凝剂对水产加工废水混凝效果的比较.................................605.5本章小结.....................................................................................................61第6章结论与建议.................................................................................................636.1结论.............................................................................................................636.2建议.............................................................................................................64参考文献......................................................................................................................66攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作......................................................70致谢..............................................................................................................................71iiin青岛理工大学工学硕士学位论文摘要近年来，随着钢铁、机械、化工等行业的迅速发展，为改善金属表面的质量而用酸对金属表面进行酸洗除锈产生的具有强烈腐蚀性的酸洗废液日益增多，如果这些酸洗废液不经妥善处理直接排放，不仅污染环境，而且还会造成大量可利用资源的浪费，所以实现酸洗废液资源化利用的研究变的尤为重要。本文针对镀锌厂、钢帘线厂、带钢厂，这三个最具代表性企业产生的废酸进行了研究，其废酸分别依次编号为废酸A、废酸B、废酸C，利用这三种废酸直接制备的复合铁盐混凝剂定为Ⅰ型，调整废酸中铁浓度后制备的标准氯化铁混凝剂定为Ⅱ型，直接制备的聚合氯化铁混凝剂定为Ⅲ型，调整废酸中铁浓度后制备的聚合氯化铁混凝剂定为Ⅳ型。这些混凝剂在城市污水厂原水和水产品加工行业废水上进行了混凝应用测试，考核指标为CODcr和TP，以此确定混凝剂的最佳制备方案，并对其在相应废水中的应用进行了初步研究。研究结果如下：（1）利用废酸A制备的四种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为22.3%的复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（A-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为4.9%的聚合氯化铁（A-Ⅲ型）为效果最好；以制成盐基度为9.0%的聚合氯化铁（A-Ⅳ型）为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为22.3%的复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（A-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为3.6%聚合氯化铁（A-Ⅲ型）为效果最好；以制成盐基度为4.4%的聚合氯化铁（A-Ⅳ型）为效果最好。（2）利用废酸B制备的四种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为25.2%的复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（B-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为5.6%聚合氯化铁（B-Ⅲ型）为效果最好；以制成盐基度为9.3%的聚合氯化铁（B-Ⅳ型）为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为27.8%的复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（B-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为4.3%的聚合氯化铁（B-Ⅲ型）为效果最好；In青岛理工大学工学硕士学位论文以制成盐基度为2.9%的聚合氯化铁（B-Ⅳ型）为效果最好。（3）利用废酸C制备的三种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为34.4%的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（C-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为6.6%的聚合氯化铁（C-Ⅲ型）为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为32.3%的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（C-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为7.9%的聚合氯化铁（C-Ⅲ型）为效果最好。（4）在这四种型号的混凝剂中，不论用在城市污水厂原水还是水产加工行业废水，废酸A、废酸B均是以制成聚合氯化铁（IV型）为效果最好，其中聚合氯化铁混凝剂（A-IV型）对城市污水厂原水的CODcr和TP去除率可分别达到82.5%、97.1%，对水产加工行业废水的CODcr和TP去除率可分别达到68.2%、98.7%；聚合氯化铁混凝剂（B-IV型）对城市污水厂原水的CODcr和TP去除率可分别达到80.6%、95.7%，对水产加工行业废水的CODcr和TP去除率可分别达到66.6%、97.3%。对于废酸C，用于城市污水厂原水处理时，以制成聚合氯化铁（C-III型）为效果最好，CODcr和TP去除率可分别达到82.7%、97.3%；用于水产加工行业废水处理时，以制成标准氯化铁（C-II型）为效果最好，CODcr和TP去除率可分别达到69.1%、98.0%。综上，本论文制备的铁系混凝剂不仅实现了废酸的资源化利用，变危险废物为有用资源，而且铁系混凝剂表现出良好的混凝效果，具有较强的市场竞争优势和应用发展前景。关键词：废酸；氯化铁；聚合氯化铁；城市污水厂原水；水产加工废水IIn青岛理工大学工学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofironandsteel,machineryandchemicalindustryinrecentyears,theacidisrequiredtoacidpickingandrustremovingtoimprovethequalityofthemetalsurfaces.However,intheprocessofacidpickling,alargequantityofacidpicklingwasteliquidwillbeproduced.Theacidpicklingwasteliquidwillnotonlypollutetheenvironmentbutalsocauseawasteofresourcesavailableifdischargeddirectlywithouttreatment.Soitisparticularlyimportanttostudytherealizationofthepicklingliquidwasteresourceutilization.Thewasteacidsproducedfromthethreemostrepresentativecompaniesofgalvanizingplant,steelcordplant,stripplant,werestudiedinthispaper.ThewasteacidswerenumberedconsecutivelywasteacidA,wasteacidB,andwasteacidC.ThecompositeferriccoagulantprepareddirectlyfromthethreewasteacidswerenamedastypeI.ThestandardferricchloridecoagulantpreparedfromthewasteacidsinwhichtheconcentrationofferricwasadjustedwerenamedastypeⅡ.ThepolyferricchloridecoagulantprepareddirectlywerenamedastypeⅢ.ThepolyferricchloridecoagulantpreparedfromthewasteacidsinwhichtheconcentrationofferricwasadjustedwerenamedastypeⅣ.Theapplicationtestofthiscoagulantwasconductedontherawwaterofmunicipalsewagetreatmentplantandwasterwaterfromtheaquaticproductsprocessingindustry,withtheCODcrandTPastheassessmentindicators.Thebestpreparationprogrammeofthecoagulantwasdeterminedaccordingtothetest.Theapplicationofcoagulantinthetreatmentofthecorrespondingwastewaterwaspreliminarystudied.Theresultsofstudyareasfollows:(1)ForthefourtypesofcoagulantpreparedfromwasteacidA,whentheywereusedfortherawwaterofmunicipalsewagetreatmentplant:thecompositeferriccoagulant(A-Ⅰtype)inwhichtheferricchloridecontentwas22.3%performedbest.Thestandardferricchloridecoagulant(A-Ⅱtype)inwhichtheferricchloridecontentwas38%performedbest.Thepolyferricchloridecoagulant(A-Ⅲtype)withbasicityIIIn青岛理工大学工学硕士学位论文of4.9%performedbest.Thepolyferricchloridecoagulant(A-Ⅳtype)withbasicityof9.0%performedbest.Whentheywereusedforthewastewateroftheaquaticproductsprocessingindustry:thecompositeferriccoagulant(A-Ⅰtype)inwhichtheferricchloridecontentwas22.3%performedbest.Thestandardferricchloridecoagulant(A-Ⅱtype)inwhichtheferricchloridecontentwas38%performedbest.Thepolyferricchloridecoagulant(A-Ⅲtype)withbasicityof3.6%performedbest.Thepolyferricchloridecoagulant(A-Ⅳtype)withbasicityof4.4%performedbest.(2)ForthefourtypesofcoagulantpreparedfromwasteacidB,whentheywereusedfortherawwaterofmunicipalsewagetreatmentplant:thecompositeferriccoagulant(B-Ⅰtype)inwhichtheferricchloridecontentwas25.2%performedbest.Thestandardferricchloridecoagulant(B-Ⅱtype)inwhichtheferricchloridecontentwas38%performedbest.Thepolyferricchloridecoagulant(B-Ⅲtype)withbasicityof5.6%performedbest.Thepolyferricchloridecoagulant(B-Ⅳtype)withbasicityof9.3%performedbest.Whentheywereusedforthewastewateroftheaquaticproductsprocessingindustry:thecompositeferriccoagulant(B-Ⅰtype)inwhichtheferricchloridecontentwas27.8%performedbest.Thestandardferricchloridecoagulant(B-Ⅱtype)inwhichtheferricchloridecontentwas38%performedbest.Thepolyferricchloridecoagulant(B-Ⅲtype)withbasicityof4.3%performedbest.Thepolyferricchloridecoagulant(B-Ⅳtype)withbasicityof2.9%performedbest.(3)ForthethreetypesofcoagulantpreparedfromwasteacidC,whentheywereusedfortherawwaterofmunicipalsewagetreatmentplant:thecompositeferriccoagulant(C-Ⅰtype)inwhichtheferricchloridecontentwas34.4%performedbest.Thestandardferricchloridecoagulant(C-Ⅱtype)inwhichtheferricchloridecontentwas38%performedbest.Thepolyferricchloridecoagulant(C-Ⅲtype)withbasicityof6.6%performedbest.Whentheywereusedforthewastewateroftheaquaticproductsprocessingindustry:thecompositeferriccoagulant(C-Ⅰtype)inwhichtheferricchloridecontentwas32.3%performedbest.Thestandardferricchloridecoagulant(C-Ⅱtype)inwhichtheferricchloridecontentwas38%performedbest.Thepolyferricchloridecoagulant(C-Ⅲtype)withbasicityof7.9%performedbest.(4)ForthefourtypesofcoagulantmadefromwasteacidAandB,thepolyIVn青岛理工大学工学硕士学位论文ferricchloridecoagulant(Ⅳtype)weremostsuitablefortherawwaterofthemunicipalsewagetreatmentplantandthewastewateroftheaquaticproductsprocessingindustry.TheremovalratesofCODcrandTPfor(A-Ⅳtype)whenitwasusedfortherawwaterofmunicipalsewagetreatmentplant,respectivelywere82.5%and97.1%.TheremovalratesCODcrandTPfor(A-Ⅳtype)whenitwasusedforthewastewateroftheaquaticproductsprocessingindustryrespectivelywere68.2%and98.7%.TheremovalratesofCODcrandTPfor(B-Ⅳtype)whenitwasusedfortherawwaterofmunicipalsewagetreatmentplant,respectivelywere80.6%and95.7%.TheremovalratesCODcrandTPfor(B-Ⅳtype)whenitwasusedforthewastewateroftheaquaticproductsprocessingindustryrespectivelywere66.6%and97.3%.ForthefourtypesofcoagulantpreparedfromwasteacidC,thepolyferricchloridecoagulant(C-IIItype)wasmostsuitablefortherawwaterofthemunicipalsewagetreatmentplant.TheremovalratesofCODcrandTPrespectivelywere82.7%and97.3%.Thepolyferricchloridecoagulant(C-IItype)wasmostsuitableforthewastewateroftheaquaticproductsprocessingindustry,TheremovalratesofCODcrandTPrespectivelywere69.1%and98.0%.Inconclusion,theiron-basedcoagulantsdevelopedinthisstudynotonlymakeresourcereutilizationofwasteacid,butalsoexhibitgoodcoagulationeffect.Theyhavegoodapplicationprospects.Keywords:wasteacid,ferricchloride,polyferricchloride,rawwaterofmunicipalwastewatertreatment,aquaticproductsprocessingwastewaterVn青岛理工大学工学硕士学位论文第1章绪论1.1引言随着经济社会的快速发展及人口的迅速增长，废水产生量随之也不断增加，任意排放已经对环境造成严重的污染，水资源短缺越来越成为制约人类社会可持续发展的重要制约因素之一，因此为合理利用水资源，减轻废水对环境的污染，工业废水和生活污水的治理成为人们亟需解决的问题之一。我国每年产生的大量酸洗废液，其中大部分来自于钢铁、机械等行业。由于酸洗废液中含有大量的Fe2+和H+，如果直接排放不仅污染环境，而且还会造成可利用资源的浪费。酸洗废液的主要危害表现在：腐蚀城市排水管道及钢筋混凝土等构筑物；阻碍废水生化处理过程中微生物的生长繁殖，影响出水水质；如果含酸废水直接排放到水体中，由于其酸度过大，会造成鱼类大量死亡，影响水生生物的生长；如排放到农业田地中，会造成土质钙化，破坏土壤松散状态，影响农作物的正常生长；如果人畜直接饮用含酸废水，会引起肠胃发炎，甚至灼伤；在酸洗过程中产生大量的酸雾，不仅会对工人的身体健康造成一定的伤害，而且还会腐蚀建筑物及生产设备，同时酸洗阶段大量酸雾的挥发，造成酸洗浪费，增加酸洗处理成本；含酸废水中含有大量的重金属离子，由于其超标对水体造成的污染，以及对人类身体健康的伤害都是不言而喻的。为此国内外许多专家及学者，长期以来一直在寻求酸洗废液的资源化处理方[1～10]法和利用途径上作了大量的研究工作，本课题旨在探索利用酸洗废液制备铁系混凝剂及在城市污水厂原水和水产加工行业废水中的应用研究，从而达到以废治废的目的，实现酸洗废液的综合利用，减少对环境的污染。1.2废酸的来源及危害近年来，随着我国人均钢铁消费的剧增，建筑机械等行业的迅猛发展，在钢铁镀锌处理及钢材加工过程中，需要用大量的酸对其表面进行酸洗除锈处理，由此产生大量的酸洗废液，据统计，目前全国每年排出的酸洗废液超过1×106m3[11]。1n青岛理工大学工学硕士学位论文酸洗废液腐蚀下水道及钢筋混凝土构筑物；进入土壤中，造成土壤钙化，影响农作物生长；若排入水体，其所含的酸度及金属离子等则会污染水体，影响水生生物的生长，破坏水生生态系统；若采用酸碱中和处理，将会增加企业的经济成本，产生的污泥量大且处理困难、易带来二次污染[12]。因此，酸洗废液的资源化利用研究已得到广泛关注。1.3废酸的处理及综合利用1.3.1直接焙烧法直接焙烧法是在水蒸气和氧气存在的情况下，FeCl2在焙烧炉中高温下定量水解转化为Fe2O3,盐酸酸洗废液的反应式为：HCl(aq)=HCl(g)4FeCl2+4H2O+O2=8HCl↑+Fe2O3由于直接培烧法的工艺原理比较简单，酸洗废液中酸的可利用率非常高，因此，世界上80%的大型钢铁冷轧厂都采用了此方法[13,14]。比如，上海宝山钢铁厂采用的Ruthner法产生的副产品-氧化铁粉的附加值较高并且满足了市场对此产品的需求，其中酸洗废液中盐酸的回收率高达99%[13]。但是，为防止盐酸在高温的情况下对生产设备的腐蚀，在前期的生产设备安装及调试过程中，对直接接触酸洗废液的设备均采用耐酸腐蚀的优质材料，则相应的会造成前期投资成本过高，因此中小规模的企业不适合采用此工艺。1.3.2萃取法萃取法是将溶质从两种互不相溶的溶剂中提取出来的方法。张寅生等[15]采用体积百分比分别为25%N235、65%煤油、10%丙三醇的三种有机溶剂，处理亚铁和游离酸含量较高的酸洗废液，试验结果表明：萃余液中铁和酸的含量都达到较低值，其中铁的萃取率高达99.8%，使铁和酸得以有效的分离，盐酸得到二次利用。胡熙恩[16]采用体积分数为75%的磷酸三丁酯和煤油等组成的溶剂回收冷轧钢板盐酸酸洗废液中的盐酸，盐酸回收率高达90%。汤兵等[17]采取溶剂萃取法对镀锌酸洗废液中的锌、铁的分离进行了试验研究。结果表明：在H-2SO4磺化2n青岛理工大学工学硕士学位论文煤油体系中，向水相中添加Cl-能有效实现二者的分离，在氯离子与金属离子的摩尔比达到1:4的条件下，酸洗废液经过二级逆流萃取处理后能有效的将锌和铁分离出来。1.3.3膜分离法膜分离法是通过利用半透膜的离子选择透过性来实现溶液中各组分分离的方法，由于其具有分离及提存效率较高等优点，而被广泛应用于各种废水的处理中。截至目前，有多种形式的膜分离方法，其中扩散渗析是膜分离法的一种主要形式，而酸洗废液处理常采用的就是扩散渗析法，将废酸中的酸和金属离子分离。为分离酸洗废液中各种有用的组分，周柏青[18]采用阴离子交换膜扩散渗析法对其进行了研究，试验结果表明，采用此方法酸的回收率大于90%，回收酸中Fe2+小于10g/L。朱茂森[19]等采用3362与DF120两种阴离子膜将酸洗废液中的盐酸分离，从而达到回收盐酸的目的。结果表明,酸回收率可分别达到较高值,氯化亚铁的透过率均达不到8%，表现出良好的分离效果。目前，由于扩散渗析法的生产设备占地面积较大，处理负荷能力低，前期的投资成本非常高，再者就是酸浓度的回收还受平衡浓度的限制；并且膜组件较易被污染，因而限制了其在实际工程中的广泛应用和推广。例如，JingXu[20]等采用阴离子交换膜扩散渗析法回收废酸中的盐酸，结果表明，盐酸的回收率影响铁离子透过阴离子交换膜进入再生盐酸中的比例，进而影响盐酸的纯度。1.3.4蒸发法A、蒸发冷冻结晶法蒸发冷冻结晶法应用在处理硫酸酸洗废液是一种比较成熟的工艺，为防止生产设备被酸腐蚀，在实际工程应用中常采用负压蒸发降低温度的方法来避免此问题。江西洪都钢厂采用负压蒸发的方法，在冷冻结晶温度达到一定条件下，对该厂的酸洗废液进行处理，其中酸和七水硫酸亚铁的回收再生率可分别达到62.5%、9%，获得良好的环境效益和经济效益[21]。在硫酸酸洗废液的处理应用中，蒸发冷冻结晶法是一种发展较为成熟的方法，处理负荷能力高，工作环境良好；不足之处在于工作原理比较复杂，前期投3n青岛理工大学工学硕士学位论文资成本大，对设备的要求非常高。B、蒸发冷凝法蒸发冷凝法被广泛应用于盐酸、氢氟酸、硝酸废液的回收处理过程中。蒸发冷凝法是利用某些酸沸点较低的特点，采用升高温度的方法使其产生酸雾，冷凝[22]回收的一种分离方法。付伟等采用减压蒸发冷凝工艺对硝酸-氢氟酸酸洗废液进行回收处理，硝酸-氢氟酸的回收率达到93%～96%，回收酸全部用于酸洗工段。欧阳红英[23]采用负压蒸发技术处理盐酸酸洗废液，结果表明：该项技术具有成本低、易于操作等优点。因此，中小钢铁企业产生的盐酸酸洗废液更适合于采用此项技术进行处理。1.3.5化学转化法A、制备聚铁类混凝剂张蕴辉等利用酸洗废液制备复合亚铁型混凝剂及在电镀和印染废水的处理的应用进行了研究，结果表明，对含有Ni2+、Cu2+和Cr6+的电镀废水，能使Ni2+、Cu2+出水浓度<0.1mg/L，Cr6+没有检出。对印染废水，CODcr去除率和脱色率分别达到84%和98%以上[24,25]，表现出良好的混凝效果。邱慧琴等[26]通过在盐酸酸洗废液中添加少量的铝酸钙粉，经过一系列复杂的制备过程，最终得到聚合氯化铁铝(PFAC)无机高分子复合混凝剂，聚合氯化铁铝对浊度、CODcr和氨氮的去除率较高，有良好的去除效果，但对总磷的去[27～30]除率则相对比较低。张巨福等以工业盐酸（硫酸）为原料，通过调节废酸中总铁的浓度，将废酸中酸和总铁的质量比调至0.45～0.55。以氮氧化物作为催化剂,用氧气把废酸中的亚铁充分氧化成三价铁，通过控制好三价铁水解聚合的条件，使三价铁在水中发生水解，最终形成多羟基络合物聚合铁。B、制备氧化铁红铁红作为一种颜料而被广泛使用在工业上，由于酸洗废液中含有可用于制造氧化铁红的亚铁离子，因此酸洗废液常用来被作为制造铁红的原料。杜蓉娟等[31]以钢板产生的废酸中含有的铁为原料,采用一系列较为复杂的工序制备纯度较高的氧化铁红，酸洗废液经此工艺处理之后,制得的氧化铁红的纯度高达99.3%。酸洗废液中的酸和金属离子经化学转化法处理后，制备的产品可以二次利用，具4n青岛理工大学工学硕士学位论文有一定的经济效益和环境效益。除上述几种废酸资源化处理技术之外，生物氧化法和离子交换也可用来处理[32，33][34～38]废酸。此外，有些工业废水也可以直接使用废酸进行处理，还可用来制[39～40]取针状超细金属磁粉和矾铁黄颜料1.4混凝剂的研究进展混凝剂根据组成成分的不同可分为无机、有机高分子、复合及微生物等四种混凝剂，根据分子量的高低可分为高分子和低分子混凝剂；根据官能团的性质分为阳离子型、阴离子型和非离子三种。研究新型、高效、安全、无毒混凝剂，一直都是人们关注的焦点，目前，新型、高效、安全、无毒混凝剂的研究发展较为迅速，有的已经在工程实际中得到应用和推广。1.4.1无机混凝剂（1）铝盐混凝剂自古以来氧化铝和明矾等作为铝盐混凝剂就一直被广泛使用在工业水处理中。铝盐混凝剂的工作原理主要是通过压缩双电层、吸附架桥、沉淀网捕等作用使水中的胶体颗粒物脱稳从而达到聚集、沉降的目的，进一步去除水中的污染物。由于铝盐混凝剂具有良好的混凝沉降性能，到现在为止，铝系混凝剂[41]仍被世界上大多数国家应用于废水的处理中。尽管铝盐混凝被广泛的应用于废水处理中,但铝作为对人体健康有伤害的一种物质，它一旦进入人体后,将会在人体某些机体组织细胞中沉积下来，将造成人体细胞无法吸收新陈代谢所必须的各种营养元素和微量元素，影响人体正常的生理功能,导致人体出现各种铝性中毒症状。世界卫生组织将0.12mg/L规定为铝的限值标准,而我国也将了铝的标准值规定为0.12mg/L[42,43],城市供水管网电化学腐蚀问题因铝盐的pH值范围较窄而无法得到有效的解决。但是,人们研究并制备的一系列铝系高分子混凝剂有效的解决此问题。铝系高分子混凝剂包括聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)等高分子铝盐混凝剂,以及复合型铝盐高分子混凝剂。其中聚合氯化铝(PAC)是被广泛使用在废水处理中的混凝剂。70年代中期以后,在给水处理中日本使用的聚合氯化铝超过了5n青岛理工大学工学硕士学位论文明矾[44]。聚合氯化铝混凝剂对高浊度、低浊度、高色度较及温度比较低的水都有良好的混凝效果,聚合氯化铝对废水的混凝性能明显优于明矾等传统的铝盐混凝剂,其投加量小,絮凝体沉降速度较快,反应沉淀时间短,具有较广的水温及pH的适应范围广,聚合氯化铝混凝剂的投加量过大的话,将会使水质发浑[45]。可以采用中和法、凝胶法和热分解法等[46]生产聚合氯化铝混凝剂。（2）铁盐混凝剂鉴于铝盐对人身体的伤害较大，人们开始在寻找一种一类可以代替铝盐的混凝剂的替代品上作了大量的研究工作,20世纪30年代，人们发现铁盐混凝剂不仅安全高效无毒,还可以避免出现二次污染等问题,而且还有对废水的处理效果好、沉降速度快、价廉等特点[47]。在水温较低的条件下,铝盐混凝剂对废水的处理效果不如铁系混凝剂。由于其对设备的腐蚀性比较大,因在设备材质的选择陶秋也相对较高,且铁盐混凝剂可使自来水带上一定的颜色[43],所以在水处理中要慎重选择混凝剂的种类。低分子的铁盐包括氯化铁（FeCl3）、氯化亚铁（FeCl2）、硫酸亚铁（FeSO4）、等。与铝盐混凝剂一样,铁盐混凝剂也经历了从简单低分子铁盐向高分子铁盐的过渡。日本首先制备成功了聚合硫酸铁(PFS)并在市场大面积推广及广泛应用,目前，我国每年生产的聚合硫酸铁已高达10万t[48]，其被广泛的应用在废水处理中。聚合硫酸铁与聚胺、二烯丙基二甲基氯化铵均聚物等复合后制备的混凝剂对于市政污水、工业废水等均具有良好的混凝效果。除PFS以外,还有一些复合型的混凝剂，比如聚磷酸铁(PFP),聚氯化铝铁(PAFC)、聚硫酸铝铁(PAFS)、聚硅酸铝铁(PSFA)、聚磷氯化铁(PPFC)、聚硫酸氯化铁(PASC)等。它们具有较大的分子量,且混凝性能好,被广泛应用于工业废水的处理[41]。（3）聚硅酸类混凝剂自从上世纪30年代以来，聚硅酸混凝剂作为一种新型混凝剂开始应用在废水处理中的[53]，此类混凝剂在通常条件下带负电荷,属阴离子高分子混凝剂,其吸附架桥能力增强,聚合度增大,混凝效果强,矾花大且容易沉降。但这种混凝剂不易储存，主要是由于其容易发生自聚反应,析出硅胶而失去混凝功能,只能现场制备,从而限制了聚硅酸的应用和推广[49]。6n青岛理工大学工学硕士学位论文1989年,加拿大汉迪(Handy)化学公司首先研制成功了一种碱式多核羟基硅酸硫酸铝复合物-聚合硅酸铝(PASS)。目前PASS作为混凝剂已商品化[50]。高宝玉等[51]采用共聚和复合两种方法制备了商用聚硅氯化铝(PASiC)。在同样的条件下,PASiC比PAC具有更大的颗粒粒径,但电中和能力有所下降,研究结果表明,铝硅复合混凝剂具有良好的混凝效果和较低的铝残留量。1.4.2有机高分子混凝剂与无机高分子混凝剂相比，有机高分子混凝剂具有投加量小，混凝效果好，受pH值的影响较小；产生污泥量小且较易处理等优点，具有广阔的发展与应用前景，目前，有机高分子混凝剂主要分为人工合成和天然的两种。（1）人工合成高分子混凝剂人们开发并研究的合成有机高分子混凝剂主要是聚丙烯酰胺、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸钠、聚乙烯吡啶等，从而弥补了无机混凝剂的一些缺点，其中聚丙烯酰胺应用最为广泛。在美国、日本市场上聚丙烯酰胺的占有率高达到80%以上[52]，被广泛应用废水处理及污泥脱水处理中，可根据需要在碳链上加入不同性质的官能团，并且可以调节碳链的长度。按加入碳链上官能团性质的不同可将合成高分子混凝剂分为阳离子型、阴离子型、非离子型和两性型，其中在水处理中应用最为广泛的混凝剂是离子型、阴离子型、非离子型。合成的有机高分子混凝剂的工作机理主要是碳链上所带的官能团如-COOH、-CONH2、-OH、-NH2等，通过吸附架桥等作用将废水中的胶体颗粒物吸附在其表面，从而达到净化废水的目的。但是由于有机高分子混凝剂的研制成本较高，以及其水解之后残留在水中的单体具有一定的毒性，因此限制了其在给水、食品加工及发酵工程上的应用与发展。（2）天然高分子混凝剂天然高分子混凝剂作为一种改性的高分子化合物在水处理中仍发挥重要的作用,其具有分子量分布范围广,化学结构多样化，活性基团点多等优点,最重要的是高效安全无毒,具有良好的“环境可接受性”,因此，此类天然高分子混凝剂的研制方向越来越成为人们关注的焦点。但此类混凝剂具有分子力量小，电荷密度较小，易发生生物降解而失去絮凝活性等缺点,其在废水处理中的应用不如合成的有机高分子混凝剂。因而限制了其在废水处理中的发展及应用。7n青岛理工大学工学硕士学位论文目前,天然高分子絮凝剂的主要有半乳甘露、聚糖类淀粉类、微生物多糖类、纤维素衍生物类及动物骨胶类等五大类[53]。1.4.3生物混凝剂微生物混凝剂是利用生物技术，从微生物体或其分泌物中富集、筛选、纯化、分离而获得的具有一定的生物降解和安全、高效新型水处理混凝剂[54]。根据微生物得到的方式不同，微生物混凝剂可分为直接利用微生物细胞的混凝剂，利用微生物细胞提取物的混凝剂，利用微生物细胞代谢产物的混凝剂及利用克隆技术获得的混凝剂[55]。目前实际工程中使用的混凝剂主要来自细菌、放线菌、酵母菌及荚膜和分泌的粘液质等。它们的成分主要是蛋白质多糖、DNA高分子化合物等。在水处理过程中这些物质主要通过卷扫网捕、电中和、吸附架桥[56,57]进行絮凝作用。与其它混凝剂相比，微生物混凝剂具有二次污染少，应用领域广泛，处理效果好等优点，因而微生物混凝剂的研究成为当前混凝剂方面研究的重要课题。1.4.4复合混凝剂近年来，在寻求高效混凝剂的同时，人们将关注的焦点逐渐转移到复合高效混凝剂的研究与开发上。复合混凝剂一般由两种以上的成分组成，通常情况下此类混凝剂是在无机盐类（铝盐、铁盐）的基础上加入第二种混凝剂，第二种混凝剂的主要成分是有机聚合物、酸或无机盐类等。一般第二种组分所投加的比例小于20%。根据第二种成分的性质不同，可将复合混凝剂分为无机—无机复合混凝剂和无机—有机混凝剂。（1）无机—无机复合型无机—无机复合型可分为金属离子复合型、酸根离子复合型及多种离子复合型，无机—无机复合型除有单元无机混凝剂的优点外，因异核金属离子的交替排列,能形成更长、更稳定的分子链,能将更多的胶体颗粒吸附包裹,即形成的桥长、单元多、絮体大而稳定,同时还具有卷扫絮凝的作用。金属离子复合型主要包括聚合硅酸氯化铝铁(PSAF)、聚合氯化铝铁(PAFC)、聚合硫酸铝铁(PAFS)等。8n青岛理工大学工学硕士学位论文（2）无机—有机复合型无机高分子混凝剂对成分复杂的各种废水处理适用性强,但形成的絮体小,污泥产量多且较难处理；和无机高分子混凝剂相比,有机高分子混凝剂形成的絮体沉降速度快,污泥产生量较少；有机高分子混凝剂碳链上带有的官能团如-COO、-NH2、-OH等具有链状、环状等多种结构,有利于污染物进入絮体,脱色性。单独使用效果不如二者联合使用好,因此，二者复合使用是混凝剂的一个重要发展方向。以聚合氯化铝(PAC)中加入聚丙烯酰胺(PAM)为例,这类混凝剂既有电中和能力,又有吸附架桥功能,因而使得混凝性能大大提高,吸附活性增强。张依华等[58]通过将聚铝和阴离子改性淀粉复配直接制成了新型混凝剂SLB。通过对其在炼油厂污水上的应用进行了研究，试验结果表明SLB具有良好的混凝效果。此外,SLB的原料来源比较广泛,成本低,操作简单,具有广阔的应用发展前景。1.5课题研究的目的、意义及内容1.5.1课题研究目的和意义近年来，随着钢铁、机械、化工等行业的迅速发展，为改善金属表面的质量而用酸对金属表面进行酸洗除锈产生的具有强烈腐蚀性的酸洗废液日益增多，如果这些酸洗废液不经妥善处理直接排放，不仅污染环境，而且还会造成有用资源的大量浪费。目前，我国大多采用焙烧法和中和法处理酸洗废液。焙烧法处理工艺较为复杂，前期投资成本高、设备易腐蚀、能耗高等。中和法处理工艺成本也较高，而且产泥量多，占用大量的土地资源，易造成二次污染。因此，开展酸洗废液综合利用技术的研究对缓解当前日益突出的环境问题和资源短缺的矛盾具有十分重要的现实意义。废酸用于混凝剂生产的利用方式是一种新型、有发展潜力的废酸利用方法，其优点是投资少、工艺简单、回收利用成本低等。方应森等[59]以钢管厂盐酸酸洗废液为原料制备聚合氯化铁(PFC)，对皮革涂饰废水实验结果表明,PFC加入量为500mg/L时，废水COD、色度、SS去除率可分别达到79.6%、[60]92.4%、94.5%，具有良好的效果，曾小君等以钢铁盐酸酸洗废液和废铁屑为9n青岛理工大学工学硕士学位论文原料，制得聚合氯化铁（PFC）溶液，在对炼油废水的混凝处理试验中，聚合氯化铁表现出良好的混凝效果。那么利用镀锌厂、钢帘线厂、带钢厂，这三个最具代表性企业产生的废酸制备铁系混凝剂及在城市污水厂原水和水产加工行业废水上的应用研究，目前尚未有相关的研究报道。本试验旨在研究利用三种废酸制备铁系混凝剂及在城市污水厂原水和水产加工行业废水处理中的应用，为酸洗废液资源化处理在工程上的实际应用提供借鉴。1.5.2课题研究内容本试验研究的内容主要包括以下几个方面：1、利用三种废酸制备铁系混凝剂及对这些铁系混凝剂在城市污水厂原水和水产加工行业废水上进行了混凝应用测试，以此确定混凝剂的最佳制备方案。2、对1中选择的铁系混凝剂在相应废水中的应用进行了初步研究10n青岛理工大学工学硕士学位论文第2章试验材料与方法2.1试验材料2.1.1废酸的种类废酸A：青岛某镀锌厂产生的酸洗废液（含Zn2+等）；废酸B：青岛某钢帘线厂产生的酸洗废液；废酸C：青岛某带钢厂产生的酸洗废液（含Ca2+等）；废酸指标如表2-1所示。表2-1废酸指标Tab.2-1Qualityindicatorsofwasteacid种类指标FeCl2（%）HCl（%）波美度（°Bé）密度（g/ml）废酸A24.73.836.51.34废酸B26.92.434.01.31废酸C33.91.138.01.402.1.2试验水样试验所用水样取自青岛某城市污水厂原水及水产加工行业废水，水质指标如表2-2所示。表2-2水质指标Tab.2-2Qualityindicatorsofthewater种类指标CODcr(mg/L)TP(mg/L)城市污水厂原水7508.6水产加工行业废水65020.62.1.3试验主要试剂与仪器试验中所用到的试剂与仪器，如表2-3和2-4所示。11n青岛理工大学工学硕士学位论文表2-3试验所用的主要化学试剂Tab.2-3Themainchemicalreagentsusedintheexperiment试剂名称规格化学式/成分生产厂家浓硫酸分析纯H2SO4莱阳市康德化工有限公司钼酸铵分析纯(NH4)6Mo7O24·4H2O天津市广成化学试剂有限公司抗坏血酸分析纯C6H8O6生工生物工程（上海）有限公司酒石酸锑钾分析纯KSbC4H4O7·1/2H2O生工生物工程（上海）有限公司重铬酸钾分析纯K2Cr2O7上海亨达精细化工有限公司硫酸银分析纯Ag2SO4天津市赢达希贵化学试剂厂硫酸汞分析纯HgSO4泰兴市化学试剂厂硫酸亚铁铵分析纯（NH4)2SO4·FeSO4·6H2O南京化学试剂有限公司氟化钠分析纯NaF天津市北辰方正试剂厂氟化钾分析纯KF天津市瑞金特化学品有限公司磷酸分析纯H3PO4莱阳经济技术开发区精细化工厂浓盐酸分析纯HCl国药集团化学试剂有限公司碘化钾分析纯KI上海银典化工有限公司硫代硫酸钠分析纯Na2S2O3天津市博迪化工有限公司氯化亚锡分析纯SnCl2·2H2O郑州天邦化工有限公司氯化汞分析纯HgCl2郑州大龙银星汞业有限公司氢氧化钠分析纯NaOH天津市巴斯夫化工有限公司磷酸氢二钠分析纯Na2HPO4天津恒兴化学试剂制造有限公司氯酸钠分析纯NaClO3青岛世纪星化学试剂有限公司四水合氯化亚铁分析纯FeCl2·4H2O天津市博迪化工有限公司12n青岛理工大学工学硕士学位论文表2-4试验用主要仪器Tab.2-4Themaininstrumentsusedintheexperiments实验仪器生产厂家JH-12型COD恒温加热器青岛崂山电子仪器总厂有限公司UVmini-1240紫外可见分光光度计杭州康迪仪器设备有限公司AUY220数字电子分析天平河南郑州南北仪器公司YX280B手提式不锈钢蒸汽消毒器上海三申医疗器械有限公司ZR4-6混凝试验搅拌器深圳市中润水工业技术发展有限公司2.2试验方案（1）直接在原废酸的基础上，通过改变加入废酸中氧化剂及盐酸的量，制备一系列不同氯化铁含量的复合铁盐混凝剂。（2）调整废酸中铁浓度，通过改变加入废酸中氧化剂及盐酸的量，制备一系列不同氯化铁含量的标准氯化铁混凝剂。（3）直接在原废酸的基础上，通过改变加入废酸中稳定剂及盐酸的量，制备一系列不同盐基度的聚合氯化铁混凝剂。（4）调整废酸中铁浓度，通过改变加入废酸中稳定剂及盐酸的量，制备一系列不同盐基度的聚合氯化铁混凝剂。（5）对以上制备的混凝剂在城市污水厂原水和水产加工行业废水上进行了混凝应用测试，考核指标为CODcr和TP，以此确定混凝剂的最佳制备方案。（6）对（5）中选择的混凝剂在相应废水中的应用进行初步研究。2.3试验检测方法2.3.1氯化铁的测定硫代硫酸钠法测定：在酸性条件下，三价铁和碘化钾反应析出碘，以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定。主要试剂：碘化钾，硝酸银溶液10g/L，1+1盐酸溶液，硫代硫酸钠标准滴定液0.1mol/L，可溶性淀粉指示剂10g/L。13n青岛理工大学工学硕士学位论文测定方法：用干燥洁净的移液管移取20mL液体试样，将液体式样转入250mL烧杯中，用蒸馏水洗涤移液管多次，洗液并入盛试样的烧杯中，加水至100mL，搅拌。用已于105℃～110℃干燥至恒重的坩埚式过滤器抽滤，用水洗涤残渣至洗液中不含氯离子（用硝酸银溶液检查）。将滤液和洗液移入500mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀，即得试液A。用移液管移取25mL试液A，置于250mL碘量瓶中，加25mL水，3g碘化钾和10mL盐酸溶液（1+1），盖好瓶塞，水封，摇匀，于暗处放置30min。用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加入3mL淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失。同时做空白试验。VVcM0氯化铁含量以质量分数ω1计，则ω1=100（2-1）1000m25/500V—试样消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液体积的数值，单位为毫升(mL)；V—空白消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液体积的数值，单位为毫升(mL)；0c—硫代硫酸钠标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；M—铁离子的摩尔质量，单位为克每摩尔(g/mol)；m—试料体积的数值，单位为毫升(mL)；2.3.2氯化亚铁的测定重铬酸钾标准滴定法：在硫酸和磷酸介质中，以二苯胺磺酸钠为指示剂，用重铬酸钾标准滴定溶液滴定。主要试剂：磷酸，硫酸溶液：1+5，二苯胺磺酸钠指示剂：5g/L，重铬酸钾标准滴定溶液：c（1/6K2Cr2O7）用移液管移取100mL按GB601配制与标定的重铬酸钾标准滴定溶液，置于200mL容量瓶中，以水稀释至刻度,摇匀。分析步骤用移液管移取100mL试验溶液A,置于250mL锥形瓶中,加入20mL硫酸、5mL磷酸和3-4滴二苯胺磺酸钠指示液，以重铬酸钾标准滴定溶液滴定至蓝紫色。cvM2+含量以质量分数ωFe2=100（2-2）1000m100/500c—重铬酸钾标准滴定液的试剂浓度，mol/L；14n青岛理工大学工学硕士学位论文v—滴定中消耗重铬酸钾滴定液的的体积，ml；m—试料的质量，g；M—氯化亚铁摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol）[M(FeCl2)=126.8]2.3.3游离酸的测定用氢氧化钠与铁离子反应生成六氟合铁（Ⅲ）酸三钠沉淀，过滤除去铁离子，取定量滤液，以酚酞作指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定。主要试剂：氢氧化钠标准滴定液：c（NaOH）=0.05mol/L，酚酞指示剂：10g/L，氟化钠溶液：40g/L。称取4g氟化钠置于250ml烧杯中，加入100ml水，搅拌溶解，滴加2滴酚酞指示剂，若溶液无色，用氢氧化钠标准滴定溶液中和至刚呈微红色；若溶液呈红色，则用盐酸溶液滴定至无色后，再用氢氧化钠标准滴定溶液中和至刚呈微红色。分析步骤：从干净洁净称量瓶中称取2g液体试样，精确至0.01g，在100ml容量瓶口放一小漏斗，将试料移入容量瓶中，用少量的水分次洗涤称量瓶，洗液并入容量瓶中，慢慢加入80ml氟化钠溶液，加水至刻度，摇匀，放置10min。用中速滤纸过滤于干燥洁净的烧杯中，用移液管移取50ml滤液于锥形瓶中，加入2滴酚酞指示剂，用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至微红色（30s不褪）即为终点。游离酸（以HCl计）含量以质量分数ω3计，数值以%表示，按下式计算：cvMω3=100（2-3）1000m50/100式中：v—滴定时消耗氢氧化钠标准滴定溶液的体积的数值，单位为毫升（ml）；c—氢氧化钠标准滴定溶液浓度的标准值，单位为摩尔每升（mol/L）；M—氯化氢摩尔质量的数值，单位为克每摩尔（g/mol）[M(HCl)=36.46]；m—试料的质量的数值，单位为克（g）15n青岛理工大学工学硕士学位论文3+2.3.4Fe的测定硫代硫酸钠法测定：在酸性条件下，三价铁和碘化钾反应析出碘，以淀粉作指示剂，用硫代硫酸钠标准溶液滴定。主要试剂：碘化钾，硝酸银溶液10g/L，1+1盐酸溶液，硫代硫酸钠标准滴定液0.1mol/L，可溶性淀粉指示剂10g/L。测定方法：用干燥洁净的移液管移取10mL液体试样，将液体式样转入250mL烧杯中，用蒸馏水洗涤移液管多次，洗液并入盛试样的烧杯中，加水至100mL，搅拌。用已于105℃～110℃干燥至恒重的坩埚式过滤器抽滤，用水洗涤残渣至洗液中不含氯离子（用硝酸银溶液检查）。将滤液和洗液移入500mL容量瓶中，加水至刻度，摇匀，即得试液A。用移液管移取25mL试液A，置于250mL碘量瓶中，加25mL水，3g碘化钾和10mL盐酸溶液（1+1），盖好瓶塞，水封，摇匀，于暗处放置30min。用硫代硫酸钠标准溶液滴定至淡黄色，加入3mL淀粉指示剂，继续滴定至蓝色消失，同时做空白试验。c.VV.0055853+0100Fe含量以质量分数ω1计，则ω1（2-4）m25/500V—试样消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液体积的数值，单位为毫升(mL)；V—空白消耗硫代硫酸钠标准滴定溶液体积的数值，单位为毫升(mL)；0c—硫代硫酸钠标准滴定溶液浓度，单位为摩尔每升(mol/L)；M—铁离子的摩尔质量，单位为克每摩尔升(g/mol)；m—试料体积的数值，单位为毫升(mL)；2.3.5盐基度的测定主要试剂和材料氢氧化钠:c(NaOH)=0.1mol/L；酸溶液：c(HCI)=0.3mol/L；氟化钾溶液:500g/L：称取500g氟化钾，以200mL不含二氧化碳的蒸馏水溶解后,稀释到1000mL，加入2mL酚酞指示剂并用氢氧化钠溶液或盐酸溶液调节溶液至微红色，滤去不溶物后贮存于塑料瓶中。氢氧化钠标准滴定溶液:c(NaOH)=0.1mol/L；酚酞乙醇溶液：10g/L。16n青岛理工大学工学硕士学位论文分析步骤：称取约0.5g试样，精确至0.001g，置于250mL锥形瓶中，用移液管准确加入25.00mL盐酸溶液，加20mL煮沸后冷却的蒸馏水，摇匀盖上表面皿。在室温下放置至样品颜色呈淡黄色或淡黄绿色，再加入氟化钾溶液10mL后溶液颜色呈白色摇匀，加5滴酚酞指示剂，立即用氢氧化钠标准滴定溶液滴定至淡红色(30s不褪)为终点。同时用煮沸后冷却的蒸馏水代替试样做空白试验。c.(v0v).00170/170.盐基度含量以质量分数ω3=100（2-5）mx118.62v0—空白试样所消耗氢氧化钠标准滴定液的体积，ml；v—滴定中所消耗的氢氧化钠标准滴定液的体积，ml；c—氢氧化钠标准滴定液的浓度，mol/L；m—试料的质量，g；x1—试样中三价铁的质量分数；0.0017—余1.00ml氢氧化钠标准滴定液[c(NaOH)=0.1mol/L]相当的，以克表示羟基(-OH)的质量；18.62—铁的摩尔质量M(1/3Fe)，g/L。2.3.6CODcr的测定本试验采用重铬酸钾法（GB11914-89）测定污水的化学需氧量，测定步骤如下：A、取混合均匀的水样20.00ml(或适量水样稀释至20.00ml)置于250ml磨口回流锥形瓶中，准确加入10.00ml重铬酸钾标准溶液和几粒洗净的沸石或玻璃珠，连接磨口回流冷凝管，从冷凝管上口缓慢加入硫酸-硫酸银溶液30ml，轻轻旋动锥形瓶使溶液混匀，加热回流2h(从开始沸腾时计时)。B、冷却后，以蒸馏水从冷凝管上口慢慢冲洗冷凝管壁，取下锥形瓶后再用水稀释至约140ml。C、溶液再度冷却后，加3滴试亚铁灵指示剂，用硫酸亚铁铵标准溶液滴定，溶液由黄色经蓝绿色变为红褐色即为终点，记录硫酸亚铁铵标准溶液的用量。D、测定水样的同时，以20.00ml蒸馏水代替水样，按同样操作步骤做空白17n青岛理工大学工学硕士学位论文试验。记录空白试样滴定时硫酸亚铁铵标准溶液的使用量。化学需氧量按以下公式计算：CVV800012CODCrO2,mg/L）（2-6）V0式中：C—硫酸亚铁铵标准溶液的浓度(mol/L)；V—空白试验中硫酸亚铁铵标准溶液的用量(ml)；1V—水样测定中硫酸亚铁铵标准溶液的用量(ml)；2V—水样的体积(ml)；08000—1/4O2摩尔质量以mg/L为单位的换算值。2.3.7TP的测定本试验采用钼酸铵分光光度法（GB11893-89）测定污水的总磷含量，测定步骤如下：①首先绘制磷的标准工作曲线。取50ml具塞比色管7支，分别加入0.00ml、0.50ml、1.00ml、3.00ml、5.00ml、10.00ml、15.00ml磷酸盐标准溶液（2mg/L），并加水稀释至50ml，加过硫酸钾溶液4ml。加塞后管口用纱布包好并扎紧，以免加热消解时管塞塞弹出。将具塞刻度管置于大烧杯中，放在高压蒸汽消毒器中加热，调节目标压力至1.1kg/cm2（相应温度为120℃、保持时间至30min，进行加热。停止加热后，待压力表指针降为零，取出放冷。用水稀释至标线。A显色：向比色皿中加入10%的抗坏血酸溶液1ml，混匀。30s后加钼酸盐溶液2ml，充分混匀，放置15min显色。B测量：用光程为30mm的比色皿，于700nm波长处，测量吸光度，用蒸馏水做参比。C绘制曲线：测量各溶液吸光度，与对应的含磷量绘制标准工作曲线。含磷量与对应的吸光度见表2-5。18n青岛理工大学工学硕士学位论文表2-5总磷的标准曲线Tab.2-5ThestandardcurveofTP含磷量（mg/L）0.000.020.040.120.20.40.6吸光度0.0070.01970.02910.0720.11440.21690.3245将含磷量与测得的对应吸光度绘制成标准曲线，如图2-1：图2-1总磷的标准工作曲线Fig.2-1ThestandardcurveofTP由图2-1可知：含磷量与试验所得吸光度的关系曲线为：y=0.5259x+0.0083，曲线的线性相关系数为0.9999。②样品测定：取25.0ml水样（必要时，酌情减少取样量，并加水稀释至25ml）于50ml具塞刻度管中，加入过硫酸钾溶液4ml，进行消解和显色，步骤与制作标准工作曲线时一样。以蒸馏水做参比，测定吸光度。在扣除空白试验的吸光度后，即可从工作曲线上查得相应的磷含量，乘以稀释倍数后便是水样中的总磷含量。如果试样中含有浊度或色度，需要配制一个空白试样（消解后用水稀释至标线），不加抗坏血酸溶液和钼酸盐溶液，而是加入3ml浊度—色度补偿液。然后从试样的吸光度中扣除空白试样的吸光度。19n青岛理工大学工学硕士学位论文第3章铁系混凝剂的制备3.1利用废酸A制备铁系混凝剂3.1.1复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）的制备取100ml原液于烧杯中，在强烈搅拌的条件下投加不同量的氧化剂，充分氧化后分别加入盐酸，以保证溶液中没有沉淀产生，最终得到氯化铁含量分别为16.7%、19.6%、22.3%、24.9%、27.4%复合铁盐混凝剂，并针对这一系列复合铁盐混凝剂进行混凝试验，在此基础上确定复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）的最佳制备方案，最终制成复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）。水样选择城市污水厂原水和水产加工行业废水，两种废水混凝剂投加量分别为150mg/L、250mg/L（以FeCl3含量计），试验结果见表3-1。表3-1混凝剂氯化铁含量对废水混凝效果的影响Tab.3-1Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonwastewatercoagulation废酸A序氯化铁城市污水厂原水水产加工废水号含量CODcrCODcrTP浓度TP去CODcrCODcrTP浓度TP去（%）浓度去除(mg/L)除率浓度去除(mg/L)除率(mg/L)率(%)(%)(mg/L)率(%)(%)116.730958.91.0587.829754.31.0594.9219.628362.30.8889.829055.30.7996.2322.323269.10.4295.125460.90.4597.8424.923269.10.4195.225560.80.4597.8527.423169.20.4195.225560.80.4497.9根据试验结果绘制曲线见图3-1及3-2。20n青岛理工大学工学硕士学位论文7096原水CODcr原水TP9568946693%92%64去除率/91去除率/6290TPCODcr896088588716182022242628氯化铁含量/%图3-1混凝剂氯化铁含量对原水混凝效果的影响Fig.3-1Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonrawwatercoagulation水产加工废水CODcr水产加工废水TP6498.097.56297.0/%/%6096.5去除率cr去除率5896.0TPCOD5695.595.05494.516182022242628氯化铁含量/%图3-2混凝剂氯化铁含量对水产加工废水混凝效果的影响Fig.3-2Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontenttonaquaticproductsprocessingwastewatercoagulation从以上图和表可以看出，随着氯化铁含量的升高，CODcr和TP去除率均呈现先升高后趋缓的趋势，一方面是复合铁盐混凝剂投加到废水中，为水体提供大量带正电荷的离子，增大了水体中的离子强度，由于吸附电中和作用，这些离子涌入胶体扩散层甚至吸附层，导致ξ电位降低，使胶粒脱稳，进而相互凝聚，另一方面是三价铁离子水解和磷沉析生成大量的磷酸铁和氢氧化铁，生成的铁盐沉21n青岛理工大学工学硕士学位论文淀物在沉降过程中，会吸附水中的胶体微粒，使胶体黏结成较大胶体。还有一个方面是一部分三价铁离子经过水解和缩聚反应形成具有较长线性结构的铁的多核羟基络合物[61]，这类羟基络合物有较强的吸附性能，通过吸附架桥作用使胶体微粒逐渐结大，形成肉眼可见的粗大絮凝体。三价铁离子经过压缩双电层、吸附架桥、网捕等之间的相互作用，进而混凝去除TP和CODcr，沉降性能良好。亚铁离子也可以通过水解和磷沉析生成大量的磷酸铁和氢氧化铁，生成的铁盐沉淀物在沉降过程中，会吸附水中的胶体微粒，也可以通过压缩双电层作用降低胶体微粒表面的ξ电位，使胶粒脱稳。但亚铁离子经过水解聚合很难形成具有长线结构的铁的多核羟基络合物，这导致了亚铁离子主要通过压缩双电层和网捕作用完成混凝去除TP和CODcr。因此胶体微粒的沉降性能不如三价铁离子。从以上图表也可以看出，以城市污水厂原水为研究对象，随氯化铁含量增加，CODcr和TP去除率均逐渐升高，当氯化铁含量增至22.3%时，CODcr浓度由初始750mg/L降至232mg/L，去除率为69.1%，TP由初始8.6mg/L降至0.42mg/L，去除率为95.1%，而后随氯化铁含量的增加，CODcr和TP去除率基本不变，考虑到由废酸制备复合铁盐混凝剂时，氯化铁含量越高，所需成本越大的问题。因此，当氯化铁含量为22.3%时，对原水有最佳的混凝效果；同理，以水产加工行业废水为研究对象，当氯化铁含量为22.3%时，对水产加工废水有最佳的混凝效果，CODcr浓度由初始650mg/L降至254mg/L，去除率为60.9%，TP浓度由初始20.6mg/L降至0.45mg/L，去除率为97.8%。综上，不论用在城市污水厂原水处理还是水产加工行业废水处理，以制成氯化铁含量为22.3%的复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）为效果最好。3.1.2标准氯化铁混凝剂（A-Ⅱ型）的制备采用向废酸中投加氯化亚铁的方法，提高废酸中氯化亚铁的浓度，氯化亚铁浓度大小采用质量分数来表示，将废酸调至五种不同的浓度，并将调节后的溶液作为标准氯化铁原液，在此基础上进行标准氯化铁混凝剂的研制。取100ml原液于烧杯中，在强烈搅拌的条件下投加不同量的氧化剂，充分氧化后分别加入盐酸，以保证溶液中没有沉淀产生，最终得到氯化亚铁质量分数小于0.3%，游离酸质量分数小于0.5%，氯化铁质量分数分别为38%、39%、40%、22n青岛理工大学工学硕士学位论文41%、42%标准氯化铁混凝剂。并针对这一系列标准氯化铁混凝剂进行混凝试验，在此基础上确定标准氯化铁混凝剂（A-Ⅱ型）的最佳制备方案，最终制成标准氯化铁混凝剂（A-Ⅱ型）。水样选择城市污水厂原水和水产加工行业废水，两种废水混凝剂投加量分别为150mg/L、250mg/L（以FeCl3含量计），试验结果见表3-2。表3-2混凝剂氯化铁含量对废水混凝效果的影响Tab.3-2Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonwastewatercoagulation废酸A序氯化铁城市污水厂原水水产加工废水号含量CODcrCODcrTP浓度TP去CODcrCODcrTP浓度TP去（%）浓度去除(mg/L)除率浓度去除(mg/L)除率(mg/L)率(%)(%)(mg/L)率(%)(%)13822070.70.3795.721666.80.3798.223922470.10.3496.021566.90.3598.3340223.70.30.3396.121467.10.3598.344122170.50.3496.121467.10.3498.354222270.40.3296.321367.20.3498.33根据试验结果绘制曲线见图3-3及3-4。原水CODcr原水TP1007495729070/%85/%6880去除率去除率6675TPCODcr6470626560603839404142氯化铁含量/%图3-3混凝剂氯化铁含量对原水混凝效果的影响Fig.3-3Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonrawwater23n青岛理工大学工学硕士学位论文coagulation70水产加工废水CODcr水产加工废水TP100956890/%6685/%80去除率去除率6475TPCODcr70626560603839404142氯化铁含量/%图3-4混凝剂氯化铁含量对水产加工废水混凝效果的影响Fig.3-4Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontenttonaquaticproductsprocessingwastewatercoagulation以上图表可以看出，不论用在城市污水厂原水还是水产加工行业废水，投加氯化铁含量分别为38%、39%、40%、41%、42%的标准氯化铁混凝剂后，均能达到较好的混凝效果，CODcr和TP浓度差别不大。这说明在氯化铁含量为38%时标准氯化铁混凝剂（A-Ⅱ型）对两种废水就已经能达到较好的混凝效果，再继续提高氯化铁含量只会增加混凝剂研制成本。当投加氯化铁含量为38%的标准氯化铁混凝剂（A-Ⅱ型）后，原水CODcr浓度由初始750mg/L降至220mg/L，去除率为70.7%，TP浓度由初始8.6mg/L降至0.37mg/L，去除率为95.7%；水产加工废水CODcr浓度由初始650mg/L降至216mg/L；去除率为66.8%，TP浓度由初始20.6mg/L降至0.37mg/L，去除率为98.2%。综上，不论用于城市污水厂原水处理还是水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（A-Ⅱ型）为效果最好。3.1.3聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅲ型）的制备取100ml原液于烧杯中，在强烈搅拌的条件下投加不同量的稳定剂，充分反应后逐步分批加入氧化剂，氧化聚合后分别加入盐酸，以保证溶液中没有沉淀产生，最终得到总铁浓度为10%，二价铁的浓度小于0.1%，盐基度分别为1.2%、24n青岛理工大学工学硕士学位论文3.6%、4.9%、9.1%、12.9%、16.2%的聚合氯化铁混凝剂，并针对一系列聚合氯化铁混凝剂进行混凝试验，在此基础上确定聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅲ型）的最佳制备方案，最终制成聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅲ型）。水样选择城市污水厂原水水和水产加工行业废水，两种废水混凝剂投加量分别为150mg/L、250mg/L（以FeCl3含量计），试验结果见表3-3。表3-3混凝剂盐基度对废水混凝效果的影响Tab.3-3Influenceofcoagulantbasicityonwastewatercoagulation废酸A城市污水厂原水水产加工废水序盐基度CODcrCODcrTP浓度TP去CODcrCODcrTP浓度TP去号（%）浓度去除率(mg/L)除率浓度去除率(mg/L)除率(mg/L)(%)(%)(mg/L)(%)(%)11.220273.10.5094.230652.90.5097.623.6189.74.70.4395.026159.90.2698.734.915878.90.2197.630253.50.4597.849.121970.80.4994.333848.10.5297.5512.923169.30.6192.934946.30.6696.8616.224068.00.6392.735445.60.7496.4根据试验结果绘制曲线见图3-5及3-6。25n青岛理工大学工学硕士学位论文80原水CODcr原水TP9878977696/%/%7495去除率去除率7294TPCODcr70936892024681012141618盐基度/%图3-5混凝剂盐基度对原水混凝效果的影响Fig.3-5Influenceofcoagulantbasicityonrawwatercoagulation62水产加工废水CODcr水产加工废水TP99.06098.5585698.0/%54/%97.552去除率cr去除率TP5097.0COD4896.5464496.0024681012141618盐基度/%图3-6混凝剂盐基度对水产加工废水混凝效果的影响Fig.3-6Influenceofcoagulantbasicityonaquaticproductsprocessingwastewatercoagulation为确定聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅲ型）的最佳制备方案，故本次试验考察了盐基度对废水混凝性能的影响。有人认为[62]盐基度越大，分子混凝度越高，形成的羟基聚合物带有的正电荷越多，混凝效果越好，但盐基度不是越大越好。从以上图表可以看出，盐基度在小于10%的范围内，随着盐基度的增加混凝效果有所提高；盐基度在大于10%的范围内，随盐基度的增加混凝效果变差。可能是由于羟基太多聚合氯化铁又趋向于不稳定，很容易形成氢氧化铁的沉淀析出，影响其混26n青岛理工大学工学硕士学位论文凝效果[63]。从以上图表也可以看出，以城市污水厂原水为研究对象，随盐基度的增加，CODcr和TP去除率均逐渐升高，当盐基度增至4.9%时，CODcr浓度由初始750mg/L降至158mg/L，去除率为78.9%，TP浓度由初始8.6mg/L降至0.21mg/L，去除率为97.6%，之后随盐基度的增加，CODcr和TP去除率均逐渐降低，因此，当盐基度为4.9%时，对原水有最佳的混凝效果；以水产加工行业废水为研究对象，当盐基度为3.6%时，对水产加工废水有最佳的混凝效果，CODcr浓度由初始650mg/L降至261mg/L，去除率为59.9%，TP浓度由初始20.6mg/L降至0.26mg/L，去除率为98.7%。综上，用于城市污水厂原水处理时，以制成盐基度为4.9%的聚合氯化铁（A-Ⅲ型）为效果最好；用于水产加工行业废水处理时，以制成盐基度为3.6%聚合氯化铁（A-Ⅲ型）为效果最好。3.1.4聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅳ型）的制备采用向废酸中投加氯化亚铁的方法，提高废酸中氯化亚铁的浓度，氯化亚铁浓度大小采用质量分数来表示，将废酸中氯化亚铁的浓度调至34%，并将调节后的溶液作为聚合氯化铁混凝剂原液，在此基础上进行聚合氯化铁混凝剂的研制。取100ml原液于烧杯中，在强烈搅拌的条件下加入不同量的稳定剂，充分反应后逐步分批加入氧化剂，氧化聚合后分贝加入盐酸，以保证溶液中没有沉淀产生，最终得到总铁浓度为11.5%，二价铁浓度小于0.1%，盐基度含量分别为2.0%、3.4%、4.4%、6.2%、7.9%、9.0%、13.1%、17.1%、25.0%的聚合氯化铁混凝剂，并针对这一系列聚合氯化铁混凝剂进行混凝试验，在此基础上确定聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅳ型）的最佳制备方案，最终制成聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅳ型）。试验结果见表4。27n青岛理工大学工学硕士学位论文表3-4混凝剂盐基度对废水混凝效果的影响Tab.3-4Influenceofcoagulantbasicityonwastewatercoagulation废酸A序盐基城市污水厂原水水产加工废水号度（%）CODcrCODcrTP浓TP去CODcrCODcrTP浓TP去浓度去除度除率浓度去除度除率(mg/L)率(%)(mg/L)(%)(mg/L)率(%)(mg/L)(%)12.018675.20.5993.129355.00.6396.923.417376.90.5793.428755.80.6297.034.416977.50.5194.122565.40.3198.525161.446.215579.30.4994.30.5197.526160.057.915179.90.4195.20.6297.026858.869.012783.00.2397.30.7696.331152.1713.119374.30.6392.70.8396.032450.2817.119574.10.6692.30.8495.933648.495.8925.021072.10.6892.10.86根据试验结果绘制曲线见图3-7及3-8。84原水CODcr原水TP9882978096/%%7895去除率去除率/7694TPCODcr749372920369121518212427盐基度/%图3-7混凝剂盐基度对原水混凝效果的影响Fig3-7Influenceofcoagulantbasicityonrawwatercoagulation28n青岛理工大学工学硕士学位论文水产加工废水CODcr水产加工废水TP6698.56498.06260/%97.558/%去除率5697.0去除率54TPCODcr96.5525096.04895.50369121518212427盐基度/%图3-8混凝剂盐基度对水产加工废水混凝效果的影响Fig.3-8Influenceofcoagulantbasicityonaquaticproductsprocessingwastewatercoagulation从以上图表可以看出，聚合氯化铁混凝（A-Ⅳ型）盐基度对两种废水混凝性能的影响与聚合氯化铁（A-Ⅲ型）变化趋势相似。盐基度在小于10%范围内对废水的混凝效果较盐基度大于10%范围内好，这是因为盐基度较低时，聚合氯化铁中的铁以低聚物为主，既可以发挥吸附电中和，又可发挥架桥或者网捕作用，具有较好的混凝效果；盐基度较大时，此时聚合氯化铁主要以低电荷的高聚物形态存在，吸附电中和能力变差，投加到废水中迅速转化氢氧化铁沉淀，因此其混凝机理更多表现为粘结架桥和网捕絮凝，混凝效果变差[64]。从以上图表也可以看出，以城市污水厂原水为研究对象，随着盐基度增加，CODcr和TP去除率均逐渐增加，当盐基度增至9.0%时，混凝处理后CODcr浓度由初始750mg/L降至127mg/L，去除率为83.0%，TP浓度由初始8.6mg/L降至0.23mg/L，除率为97.3%，而后随盐基度增加，CODcr和TP去除率均逐渐降低，因此，当盐基度为9.0%时，对原水有最佳的混凝效果；同理，以水产加工废水为研究对象，当盐基度为4.4%时，对水产加工废水有最佳的混凝效果，混凝处理后CODcr由初始650mg/L降至225mg/L，去除率为65.4%，TP浓度由初始20.6mg/L降至0.31mg/L，去除率为98.5%。综上，用在城市污水厂原水处理时，以制成盐基度为9.0%的聚合氯化铁（A-Ⅳ型）为效果最好；用在水产加工行业废水处理时，以制成盐基度为4.4%29n青岛理工大学工学硕士学位论文的聚合氯化铁（A-Ⅳ型）为效果最好。3.2利用废酸B制备铁系混凝剂3.2.1复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）的制备试验方法见3.1.1，最终得到氯化铁含量分别为19.7%、22.5%、25.2%、27.8%、29.0%复合铁盐混凝剂，并针对这一系列复合铁盐混凝剂进行混凝试验，在此基础上确定复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）的最佳制备方案，最终制成复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）。水样选择城市污水厂原水和水产加工行业废水，两种废水混凝剂投加量分别为150mg/L、250mg/L（以FeCl3含量计），试验结果见表3-5。表3-5混凝剂氯化铁含量对废水混凝效果的影响Tab.3-9Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonwastewatercoagulation废酸B序氯化铁城市污水厂原水水产加工废水号含量CODcrCODcrTP浓度TP去CODcrCODcrTP浓度TP去（%）浓度去除(mg/L)除率浓度去除(mg/L)除率(mg/L)率(%)(%)(mg/L)率(%)(%)119.732456.81.3584.329754.31.2993.74222.529960.10.9389.229155.20.8895.720.4794.6325.224367.627757.40.6896.7058.90.4897.7427.824267.70.4694.726758.90.4797.7529.024167.90.4894.8267根据试验结果绘制曲线见图3-9及3-10。30n青岛理工大学工学硕士学位论文70原水CODcr原水TP9668946692%6490/%去除率/62去除率88TPCODcr608658568418192021222324252627282930氯化铁含量/%图3-9混凝剂氯化铁含量对原水混凝效果的影响Fig.3-9Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonrawwatercoagulation6099水产加工废水CODcr水产加工废水TP59985897/%/%5796去除率cr去除率56TP95COD5594549318192021222324252627282930氯化铁含量/%图3-10混凝剂氯化铁含量对水产品加工废水混凝效果的影响Fig.3-10Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontenttonaquaticproductsprocessingwastewatercoagulation从以上图表可以看出，以城市污水厂原水为研究对象，随着氯化铁含量的增加，CODcr和TP去除率逐渐增大，当氯化铁含量增至25.2%时，混凝处理后CODcr浓度由初始750mg/L降至243mg/L，去除率为67.6%，TP浓度由初始8.6mg/L降至0.47mg/L，去除率为94.6%，而后随氯化铁含量的增加，CODcr和TP去除率趋于平缓，考虑到由废酸B制备复合铁盐混凝剂时，氯化铁含量越高，成本31n青岛理工大学工学硕士学位论文越大。因此，当氯化铁含量为25.2%时，对原水有最佳的混凝效果；同理，以水产加工废水为研究对象，当氯化含量为27.8%时，对水产加工废水有最佳的混凝效果，混凝处理后CODcr浓度由初始650mg/L降至267mg/L，去除率为58.9%，TP由初始20.6mg/L降至0.48mg/L，去除率为97.7%。综上，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为25.2%的复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）为效果最好；用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为27.8%的复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）为效果最好。3.2.2标准氯化铁混凝剂（B-Ⅱ型）的制备试验方法见3.1.2，最终得到氯化亚铁质量分数小于0.3%，游离酸质量分数小于0.5%，氯化铁质量分数分别为38%、39%、40%、41%、42%的标准氯化铁混凝剂,并针对这一系列标准氯化铁混凝剂进行混凝试验，在此基础上确标准混凝剂（B-Ⅱ型）的最佳制备方案，最终制成标准混凝剂（B-Ⅱ型）。水样选择城市污水厂原水和水产加工废水，两种废水混凝剂投加量分别为150mg/L、250mg/L（以FeCl3含量计），试验结果见表3-6。表3-6混凝剂氯化铁含量对废水混凝效果的影响Tab.3-6Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonwastewatercoagulation废酸B序氯化铁城市污水厂原水水产加工废水号含量CODcrCODcrTP浓度TP去CODcrCODcrTP浓度TP去（%）浓度去除(mg/L)除率浓度去除(mg/L)除率(mg/L)率(%)(%)(mg/L)率(%)(%)13823269.10.4694.723963.20.4797.723923169.20.4295.123863.40.4597.834023269.10.4395.023763.50.4497.944123169.20.4794.523963.20.4397.954223368.90.4594.824063.10.4597.8根据试验结果绘制曲线见图3-11及3-12。32n青岛理工大学工学硕士学位论文70100原水CODcr原水进水TP956890/%6685/%去除率80去除率64TPCODcr75627060653839404142氯化铁含量/%图3-11混凝剂氯化铁含量对原水混凝效果的影响Fig.3-11Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonrawwatercoagulation70水产加工废水CODcr水产加工废水TP1006895669064/%6285%6080去除率/cr去除率58TP75COD567054655250603839404142氯化铁含量/%图3-12混凝剂氯化铁含量对水产加工废水混凝效果的影响Fig.3-12Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontenttonaquaticproductsprocessingwastewatercoagulation从以上图表可以看出，不论用在城市污水厂原水还是水产加工行业废水，投加氯化铁含量分别为38%、39%、40%、41%、42%的标准氯化铁混凝剂后，均能达到较好的混凝效果，CODcr和TP去除率差别不大。这说明在氯化铁含量为38%时标准氯化铁混凝剂（B-Ⅱ）对两种废水就已经能达到较好的混凝效果，再继续提高氯化铁含量将会增加混凝剂研制成本。当投加氯化铁含量为38%的复合33n青岛理工大学工学硕士学位论文氯化铁混凝剂（B-Ⅱ）后，城市污水厂原水CODcr浓度由初始750mg/L降至232mg/L，去除率为69.1%，TP浓度由初始8.6mg/L降至0.46mg/L，去除率为94.7%；水产加工废水CODcr浓度由初始650mg/L降至239mg/L，去除率为63.2%，TP浓度由初始20.6mg/L降至0.47mg/L，去除率为97.7%。综上，不论用在城市污水厂原水处理还是水产加工行业废水，以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（B-Ⅱ型）为效果最好。3.2.3聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅲ型）的制备试验方法见3.1.3，最终得到总铁浓度为10.5%，二价铁离子的浓度小于0.1%，盐基度分别为1.1%、4.3%、5.6%、9.2%、12.9%、17.3%、26.4%的聚合氯化铁混凝剂，并针对这一系列聚合氯化铁混凝剂进行混凝试验，在此基础上确定聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅲ型）的最佳制备方案，最终制成聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅲ型）。水样选择城市污水厂原水和水产加工废水，两种废水混凝剂投加量分别为150mg/L、250mg/L（以FeCl3计），试验结果见表3-7。34n青岛理工大学工学硕士学位论文表3-7混凝剂盐基度对废水混凝效果的影响Tab.3-7Influenceofcoagulantbasicityonwastewatercoagulation废酸B序盐基度城市污水厂原水水产加工废水号（%）CODcrCODcrTP浓度TP去CODcrCODcrTP浓度TP去浓度去除率(mg/L)除率浓度去除率(mg/L)除率(mg/L)(%)(%)(mg/L)(%)(%)11.119774.60.5993.132050.80.6896.724.318575.40.5593.628056.90.3098.535.616578.00.3596.031751.30.8096.149.220073.30.4994.333049.30.9495.4512.921771.10.5593.534147.60.9995.2617.322370.30.6292.834646.81.1994.2726.422869.50.8590.135445.61.4792.9根据试验结果绘制曲线见图3-13及3-14。80原水CODcr原水TP9678957694/%%7493去除率去除率/92TPCODcr7291709068051015202530盐基度/%图3-13混凝剂盐基度对原水混凝效果的影响Fig.3-13Influenceofcoagulantbasicityonrawwatercoagulation35n青岛理工大学工学硕士学位论文58水产加工废水CODcr水产加工废水TP10056985496/%%529450去除率/cr去除率92TPCOD4890468844051015202530盐基度/%图3-14混凝剂盐基度对水产加工废水混凝效果的影响Fig.3-14Influenceofcoagulantbasicityonaquaticproductsprocessingwastewatercoagulation为确定聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅲ型）的最佳制备方案，故本次试验考察了盐基度含量对聚合氯化铁混凝性能的影响,从以上图表可以看出，以初沉池进水为研究对象，随盐基度增加，CODcr和TP去除率均逐渐升高，当盐基度增至5.6%时，CODcr浓度由初始750mg/L降至165mg/L，去除率为78.0%，TP浓度由初始8.6mg/L降至0.35mg/L，去除率为96%，而后随盐基度增加，CODcr和TP去除率逐渐下降，因此，当盐基度为5.6%时，对原水有最佳的混凝效果；同理，以水产品加工废水为研究对象，当盐基度为4.3%时，对水产加工废水有最佳的混凝效果，混凝处理后CODcr浓度由初始650mg/L降至280mg/L，去除率为56.9%，TP浓度由初始的20.6mg/L降至0.30mg/L，去除率为98.5%。综上，用在城市污水厂原水处理时，以制成盐基度为5.6%聚合氯化铁（B-Ⅲ型）为效果最好；用在水产加工行业废水处理时，以制成盐基度为4.3%的聚合氯化铁（B-Ⅲ型）为效果最好。3.2.4聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅳ型）的制备试验方法见3.1.4，最终得到总铁浓度为11.5%，二价铁浓度小于0.1%，盐基度分别为0.5%、1.7%、2.9%、4.9%、6.8%、9.3%、12.7%、18.7%、25.4%的聚合氯化铁混凝剂，并针对这一系列不同盐基度的聚合氯化铁混凝剂进行混凝试36n青岛理工大学工学硕士学位论文验，在此基础上确定聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅳ型）的最佳制备方案，最终制成聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅳ型）。水样选择城市污水厂原水和水产加工废水，两种废水混凝剂投加量分别为150mg/L、250mg/L（以FeCl3含量计），试验结果见表3-8。.表3-8混凝剂盐基度对废水混凝效果的影响Tab.3-8Influenceofcoagulanttbasicityonwastewatercoagulation废酸B序盐基城市污水厂原水水产加工废水号度（%）CODcrCODcrTP浓TP去CODcrCODcrTP浓TP去浓度去除度除率浓度去除度除率(mg/L)率(%)(mg/L)(%)(mg/L)率(%)(mg/L)(%)10.518874.90.6492.631851.10.5597.321.718675.20.5593.628955.50.5097.632.918575.30.5294.024562.40.3898.244.917876.30.4794.529654.50.5497.456.817676.50.4694.729654.50.5497.469.313781.70.2697.030253.50.5797.2712.7203.872.80.9693.032949.40.796.6818.7216.071.20.9189.433648.30.7296.5925.4232.169.11.0188.333848.00.7396.5根据试验结果绘制曲线见图3-15及3-16。37n青岛理工大学工学硕士学位论文98原水CODcr原水TP8296807894%/%76去除率/92去除率74TPCODcr72907088680510152025盐基度/%图3-15混凝剂盐基度对原水混凝效果的影响Fig.3-15Influenceofcoagulantwithdifferentbasicitycontentonrawwatercoagulation64水产加工废水CODcr水产加工废水TP98.46298.298.06097.85897.6/%56%97.45497.2cr去除率去除率/5297.0TPCOD5096.896.64896.4460510152025盐基度/%图3-16混凝剂盐基度对水产加工废水混凝效果的影响Fig.3-16Influenceofcoagulantbasicityonaquaticproductsprocessingwastewatercoagulation从以上图表可以看出，以城市污水厂原水为研究对象，随着盐基度的增加，CODcr和TP去除率逐渐升高，当盐基度增至9.3%时，CODcr浓度由初始750mg/L降至137mg/L，去除率为81.7%；TP浓度由初始8.6mg/L降至0.26mg/L，去除率为97.0%，之后随盐基度增加，CODcr和TP去除率逐渐降低。因此，当盐基度为9.3%时，对原水有最佳的混凝效果；同理，以水产加工行业废水为研究对象，当盐基度为2.9%时，对水产加工废水有最佳的混凝效果，CODcr由初始38n青岛理工大学工学硕士学位论文650mg/L降至245mg/L，去除率为62.4%；TP浓度由初始20.6mg/L降至0.38mg/L，其去除率为98.2%。综上，用在城市污水厂原水处理时，以制成盐基度含量为9.3%的聚合氯化铁（B-Ⅳ型）为效果最好；用在水产品加工行业废水处理时，以制成盐基度为2.9%聚合氯化铁（B-Ⅳ型）为效果最好。3.3利用废酸C制备铁系混凝剂3.3.1复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）的制备试验方法见3.1.1，最终得到氯化铁含量分别为28.0%、30.2%、32.3%、34.4%、36.8%复合铁盐混凝剂，并针对这一系列复合铁盐混凝剂进行混凝试验，在此基础上确定复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）的最佳制备方案，最终制成复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）。水样选择城市污水厂原水和水产加工行业废水，两种废水混凝剂投加量分别为150mg/L、250mg/L（以FeCl3含量计），试验结果见表3-9。表3-9混凝剂氯化铁含量对废水混凝效果的影响Tab.3-9Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonwastewatercoagulation废酸C序氯化铁城市污水厂原水水产加工废水号含量CODcrCODcrTP浓度TP去CODcrCODcrTP浓度TP去（%）浓度去除(mg/L)除率浓度去除(mg/L)除率(mg/L)率(%)(%)(mg/L)率(%)(%)128.027663.20.9888.629055.40.8995.67230.225466.10.7491.326858.80.6896.70332.323768.40.6892.122265.80.4198.0434.421471.50.3995.522365.70.4298.0536.821471.50.3895.6221660.4098.1根据试验结果绘制曲线见图3-17及3-18。39n青岛理工大学工学硕士学位论文原水CODcr原水TP977496729594/%70/%93去除率6892去除率TPCODcr91669064896288283032343638氯化铁含量/%图3-17混凝剂氯化铁含量对原水混凝效果的影响Fig.3-17Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonrawwatercoagulation水产加工废水CODcr水产加工废水TP6698.06497.5/%62/%97.0去除率60去除率96.5TPCODcr5896.05695.554283032343638氯化铁含量/%图3-18混凝剂氯化铁含量对水产加工废水混凝效果的影响Fig.3-18Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonaquaticproductsprocessingwastewatercoagulation从以上图表可以看出，以城市污水厂原水为研究对象，随着氯化铁含量的增加，CODcr和TP去除率均逐渐升高，当氯化铁含量增至34.4%时，CODcr由初始750mg/L降至214mg/L，去除率为71.5%，TP由初始8.6mg/L降至0.39mg/L，去除率为95.5%，而后随氯化铁含量的增加，CODcr和TP去除率基本不变，考虑到由废酸C制备复合铁盐混凝剂时，氯化铁含量越高，混凝剂的研制成本则40n青岛理工大学工学硕士学位论文越大。因此，当氯化铁含量为34.4%时，对原水有最佳的混凝效果。同理，以水产加工废水为研究对象，当氯化铁含量为32.3%时，对水产加工废水有最佳的混凝效果，混凝处理后CODcr由初始650mg/L降至222mg/L，去除率为65.8%，TP由初始720.6mg/L降至0.41mg/L，去除率为98.0%。综上，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为34.4%的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）为效果最好；用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为32.3%的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）为效果最好。3.3.2标准氯化铁混凝剂（C-Ⅱ型）的制备试验方法见3.1.2，最终得到氯化亚铁质量分数小于0.3%，游离酸质量分数小于0.5%，氯化铁质量分数分别为38%、39%、40%、41%、42%的标准氯化铁混凝剂，并针对这一系列标准氯化铁混凝剂进行混凝试验，在此基础上确定标准氯化铁混凝剂（C-Ⅱ型）的最佳制备方案，最终制成标准氯化铁混凝剂（C-Ⅱ型）。水样选择城市污水厂原水和水产加工行业废水，两种废水混凝剂投加量分别为150mg/L、250mg/L（以FeCl3含量计），试验结果见表3-10。表3-10混凝剂氯化铁含量对废水混凝效果的影响Tab.3-10Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontentonwastewatercoagulation废酸C序氯化铁城市污水厂原水水产加工废水号含量CODcrCODcrTP浓TP去CODcrCODcrTP浓TP去（%）浓度去除率度除率浓度去除率度除率(mg/L)(%)(mg/L)(%)(mg/L)(%)(mg/L)(%)13820069.20.3496.121367.20.3598.323919470.10.3196.421467.10.3498.434019969.40.3396.221267.40.3198.544120069.30.3396.221167.50.3098.554219669.80.3196.421267.40.3098.6根据试验结果绘制曲线见图3-19及3-20。41n青岛理工大学工学硕士学位论文75原水CODcr原水TP1009570908565%/%80去除率/60去除率75TPCODcr70556550603839404142氯化铁含量/%图3-19混凝剂氯化铁含量对原水混凝效果的影响Fig.3-19Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontenttonrawwatercoagulation水产加工废水CODcr水产加工废水TP701006995689067%8566/%6580去除率/去除率64TP75CODcr637062656160603839404142氯化铁含量/%图3-20混凝剂氯化铁含量对水产加工废水混凝效果的影响Fig.3-20Influenceofcoagulantwithdifferentferricchloridecontenttonaquaticproductsprocessingwastewatercoagulation从以上图表可以看出，不论用在针对城市污水厂原水还是水产加工废水，投加氯化铁含量分别为38%、39%、40%、41%、42%的标准氯化铁混凝剂后，均能达到较好的混凝效果，但CODcr和TP去除率差别不大。这说明在氯化铁含量为38%时标准氯化铁混凝剂对两种废水就已经能达到较好的混凝效果，再继续提高氯化铁含量将会增加混凝剂研制成本。当投加氯化铁含量为38%的标准氯化铁42n青岛理工大学工学硕士学位论文混凝剂（C-Ⅱ型）后，城市污水厂原水CODcr浓度由初始750mg/L降至200mg/L，去除率为69.2%；TP浓度由初始8.6mg/L降至0.34mg/L，去除率为96.1%。水产加工废水CODcr浓度由初始650mg/L降至213mg/L，去除率为67.2%；TP浓度由初始20.6mg/L降至0.35mg/L，去除率为98.3%。综上，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（C-Ⅱ型）为效果最好；用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（C-Ⅱ型）为效果最好。3.3.3聚合氯化铁混凝剂（C-Ⅲ型）的制备试验方法见3.1.3，最终得到总铁浓度为10.5%，二价铁离子的浓度小于0.1%，盐基度含量分别为0.5%、2.1%、4.5%、5.2%、6.6%、7.9%、14.9%、19.4%、28.2%的聚合氯化铁混凝剂，并针对这一系列聚合氯化铁混凝剂进行混凝试验，在此基础上确定聚合氯化铁混凝剂（C-Ⅲ型）的最佳制备方案，最终制成聚合氯化铁混凝剂（C-Ⅲ型）。水样选择城市污水厂原水和水产加工行业废水，两种废水混凝剂投加量分别为150mg/L、250mg/L（以FeCl3含量计），试验结果见表3-11。43n青岛理工大学工学硕士学位论文表3-11混凝剂盐基度对废水混凝效果的影响Tab.3-11Influenceofcoagulantbasicityonwastewatercoagulation废酸C序盐基城市污水厂原水水产加工废水号度（%）CODcrCODcrTP浓度TP去CODcrCODcrTP浓度TP去浓度去除率(mg/L)除率浓度去除率(mg/L)除率(mg/L)(%)(%)(mg/L)(%)(%)10.518875.00.5094.232250.50.8495.922.118275.80.5094.232050.80.7396.534.517976.10.4894.431252.00.6197.045.217077.40.4794.530253.50.5497.456.614281.10.2097.729654.50.4997.667.917077.40.5194.124262.90.2099.0714.918375.60.7691.233348.71.0495.8819.419873.60.9289.333848.01.2595.0928.220173.21.0587.834147.51.0694.9根据试验结果绘制曲线见图3-21及3-22。82原水CODcr原水TP988096/%7894/%去除率9276去除率TPCODcr9074887286051015202530盐基度/%图3-21混凝剂盐基度对原水混凝效果的影响Fig.3-21Influenceofcoagulantbasicityonrawwatercoagulation44n青岛理工大学工学硕士学位论文100水产加工废水CODcr水产加工废水TP646260%5898%56cr去除率/54去除率/TPCOD5296504846051015202530盐基度/%图3-22混凝剂盐基度对水产加工废水混凝效果的影响Fig.3-22Influenceofcoagulantbasicityonaquaticproductsprocessingwastewatercoagulation从以上图表可以看出，以城市污水厂原水为研究对象，随着盐基度的增大，CODcr和TP去除率均逐渐升高，当盐基度增至6.6%时，CODcr浓度由初始750mg/L降至142mg/L，去除率为81.1%，TP浓度由初始8.6mg/L降至0.20mg/L，去除率为97.7%，之后随盐基度增大，CODcr和TP去除率均逐渐降低。因此，当盐基度为6.6%时，对原水有最佳的混凝效果；同理，以水产加工废水为研究对象，当盐基度为7.9%时，对水产加工废水有最佳混凝效果，混凝处理后CODcr浓度由初始650mg/L降至242mg/L，去除率为62.9%，TP浓度由初始20.6mg/L降至0.20mg/L，去除率为99.0%。综上，用在城市污水厂原水处理时，以制成盐基度为6.6%的聚合氯化铁（C-Ⅲ型）为效果最好；用在水产品加工行业废水处理时，以制成盐基度为7.9%的聚合氯化铁混凝剂（C-Ⅲ型）为效果最好。3.4本章小结1、利用废酸A制备的四种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为22.3%的复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（A-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为4.9%的聚合氯化铁（A-Ⅲ型）为效果最好；以制成盐基度为9.0%的聚合氯化铁（A-Ⅳ型）45n青岛理工大学工学硕士学位论文为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为22.3%的复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（A-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为3.6%聚合氯化铁（A-Ⅲ型）为效果最好；以制成盐基度含量为4.4%的聚合氯化铁（A-Ⅳ型）为效果最好。2、利用废酸B制备的四种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为25.2%的复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（B-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为5.6%聚合氯化铁（B-Ⅲ型）为效果最好；以制成盐基度含量为9.3%的聚合氯化铁（B-Ⅳ型）为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为27.8%的复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（B-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为4.3%的聚合氯化铁（B-Ⅲ型）为效果最好；以制成盐基度为2.9%聚合氯化铁（B-Ⅳ型）为效果最好。3、利用废酸C制备的三种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为34.4%的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（C-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为6.6%的聚合氯化铁（C-Ⅲ型）为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为32.3%的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（C-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为7.9%的聚合氯化铁（C-Ⅲ型）为效果最好。46n青岛理工大学工学硕士学位论文第4章铁系混凝剂在城市污水厂原水中的应用研究本章试验以青岛市某城市污水厂原水为研究对象，研究利用废酸A制备的四种型号混凝剂、废酸B制备的四种型号混凝剂及废酸C制备的三种型号混凝剂的投加量对城市污水厂原水混凝性能的影响，试验以CODcr和TP去除率作为衡量原水混凝效果的指标，通过对不同型号混凝剂在各自最佳投加量下对CODcr和TP去除率的分析，确定何种型号的混凝剂对城市污水厂原水有最佳的混凝效果。混凝剂的投加量是影响混凝效果的一个重要的因素，因此我们研究不同投加量下的处理效果，从而找到最佳投加量，既得到良好的混凝效果，又节省了处理费用。4.1利用废酸A制备的铁系混凝剂处理城市污厂原水的应用研究本小节试验选用的四种型号混凝剂分别是氯化铁含量为22.3%的复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）、氯化铁含量为38%的标准氯化铁混凝剂(A-Ⅱ型)、盐基度含量为4.9%的聚合氯化铁(A-Ⅲ型)、盐基度含量为9.0%的聚合氯化铁(A-Ⅳ型)，在混凝剂投加量(以FeCl3含量计)分别为30mg/L、60mg/L、90mg/L、120mg/L、150mg/L、180mg/L、210mg/L时，考察了四种型号混凝剂的投加量对城市污水厂原水混凝效果的影响。试验结果如图4-1和图4-2所示。复合铁盐（A-I型）90标准氯化铁（A-II型）聚合氯化铁（A-III型）聚合氯化铁（A-IV型）80%70去除率/60CODcr504020406080100120140160180200220加药量（mg/L）图4-1混凝剂投加量对CODcr去除率的影响Fig.4-1InfluenceofdosageofcoagulantonCODcrremoval47n青岛理工大学工学硕士学位论文复合氯化铁（A-I型）标准氯化铁（A-II型）聚合氯化铁（A-III型）100聚合氯化铁（A-IV型）9080/%70去除率60TP50403020406080100120140160180200220加药量（mg/L）图4-2混凝剂投加量对TP去除率的影响Fig.4-2InfluenceofdosageofcoagulantonTPremoval从图4-1和4-2可以看出，随着加药量的增加，CODcr去除率均逐渐升高，当四种混凝剂投加量均增加至120mg/L时，CODcr浓度由初始750mg/L分别降至285mg/L、208mg/L、184mg/L、145mg/L，去除率可分别达到62.0%、72.2%、75.5%、80.6%，之后去除率基本趋于稳定，说明原水中通过混凝沉淀法去除的CODcr已经大部分去除，剩下的基本上都是溶解性的CDOcr，再继续增加混凝剂的加药量已经较难起到去除作用。随着铁系混凝剂加药量的增加，上清液TP变化趋势与CODcr变化趋势相似，当四种混凝剂投加量均增加至120mg/L时，混凝沉淀后TP由初始8.6mg/L分别降至1.20mg/L、0.66mg/L、0.70mg/L、0.37mg/L，去除率分别达到86.0%、92.3%、91.9%、95.7%，去除率均达到较高值。盐基度含量为9.0%的聚合氯化铁混凝剂(A-Ⅳ型)对废水的处理效果要优于其它三种。综上，聚合氯化铁混凝剂(A-Ⅳ型)对CODcr和TP去除率比其它三种混凝剂高，混凝处理后上清液也较其它三种澄清。因此，聚合氯化铁混凝剂(A-Ⅳ型)对城市污水厂原水有最佳的混凝效果，加药量可确定为120mg/L，CODcr、TP去除率可分别达到80.6%、95.7%。48n青岛理工大学工学硕士学位论文4.2利用废酸B制备的铁系混凝剂处理城市污水厂原水的应用研究本小节试验选用的四种型号混凝剂分别是氯化铁含量为25.2%的复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）、氯化铁含量为38%的标准氯化铁混凝剂（B-II型）、盐基度含量为5.6%的聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅲ型）、盐基度含量为9.3%的聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅳ型）。在混凝剂投加量（以FeCl3含量计）分别为30mg/L、60mg/L、90mg/L、120mg/L、150mg/L、180mg/L、210mg/L，考察了四种型号混凝剂的投加量对城市污水厂原水混凝效果的影响。试验结果如图4-3和图4-4所示。复合铁盐（B-I型）标准氯化铁（B-II型）聚合氯化铁（B-III型）80聚合氯化铁（B-IV型）70/%60去除率50CODcr403020406080100120140160180200220加药量（mg/L）图4-3混凝剂投加量对CODcr去除率的影响Fig.4-3InfluenceofdosageofcoagulantonCODcrremoval复合铁盐（B-I型）标准氯化铁（B-II型）100聚合氯化铁（B-III型）聚合氯化铁（B-IV型）9080/%7060去除率TP5040302020406080100120140160180200220加药量（mg/L）图4-4混凝剂投加量对TP去除率的影响Fig.4-4InfluenceofdosageofcoagulantonTPremoval49n青岛理工大学工学硕士学位论文从图4-3和图4-4可以看出，随着混凝剂投加量的增加，CODcr去除率呈现先逐渐增加后趋缓的趋势，当四种型号的铁系混凝剂投加量分别增至180mg/L、120mg/L、150mg/L、120mg/LL时，CODcr去除率均达到较高值，考虑到加药量过大会增加废水的处理成本，因此，四种型号铁系混凝剂最佳投加量应选为180mg/L、120mg/L、150mg/L、120mg/LL，在最佳加药量下，CODcr浓度由初始750mg/L分别降至243mg/L、191mg/L、161mg/L、131mg/L，去除率可分别达到67.6%、74.6%、78.6%、82.5%，去除率均已达到较高值，再继续增加混凝剂的投加量，去除率基本不发生变化。TP变化趋势与CODcr变化趋势相似，当四种型号铁系混凝剂投加量分别增至180mg/L、120mg/L、150mg/L、120mg/LL时，TP浓度由初始8.6mg/L分别降至0.93mg/L、0.61mg/L、0.50mg/L、0.25mg/L，去除率可分别达到89.1%、92.9%、94.2%、97.1%，去除率均达到较高值。盐基度含量为9.3%的聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅳ型）对废水的处理效果要优于其它三种，综上，聚合氯化铁混凝剂(B-Ⅳ型)对CODcr和TP去除率比其它三种混凝剂高，混凝处理后上清液也较其它三种澄清。因此，聚合氯化铁混凝剂(B-Ⅳ型)对城市污水厂原水有最佳的混凝效果，加药量可确定为120mg/L，CODcr、TP去除率可分别达到82.5%、97.1%。4.3利用废酸C制备的铁系混凝剂处理城市污水厂原水的应用研究本小节试验选用的四种型号混凝剂分别是氯化铁含量为34.4%的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）、氯化铁含量为38%的标准氯化铁混凝剂（C-Ⅱ型）、盐基度含量为6.6%的聚合氯化铁混凝剂（C-Ⅲ型）。在混凝剂投加量（以FeCl3含量计）分别为30mg/L、60mg/L、90mg/L、120mg/L、150mg/L、180mg/L、210mg/L时，考察了四种型号混凝剂的投加量对城市污水厂原水混凝效果的影响。试验结果如图4-5和图4-6所示50n青岛理工大学工学硕士学位论文复合铁盐（C-I型）90标准氯化铁（C-II型）聚合氯化铁（C-III型）8070/%60去除率50CODcr403020406080100120140160180200220加药量（mg/L）图4-5混凝剂投加量对CODcr去除率的影响Fig.4-5InfluenceofdosageofcoagulantonCODcrremoval复合铁盐（C-I型）标准氯化铁（C-II型）100聚合氯化铁（C-III型）9080/%70去除率TP60504020406080100120140160180200220加药量（mg/L）图4-6混凝剂投加量对TP去除率的影响Fig.4-6InfluenceofdosageofcoagulantonTPremoval从图4-5和图4-6可以看出,随着加药量的增加，CODcr去除率随之迅速升高，这是因为刚开始向废水中投加混凝剂时，由于能够降低微粒表面的电位，微粒之间表面斥力逐渐下降，废水中的微粒产生絮凝，继续增大药剂投加量，微粒的表面电位降到零，废水中的微粒产生快速絮凝，当加药量分别增加至120mg/L、90mg/L、120mg/L时，CODcr浓度由初始750mg/L降到最低分别为231mg/L、200mg/L、129mg/L，去除率分别为69.2%、73.3%、82.7%，随着加药量的继续增加，CODcr去除率基本趋于稳定。TP变化趋势与CODcr变化趋势相似，当加51n青岛理工大学工学硕士学位论文药量分别增至120mg/L、90mg/L、120mg/L时，TP浓度由初始8.6mg/L降到最低分别为0.72mg/L、0.81mg/L、0.23mg/L，去除率可分别达到91.6%、90.6%、97.3%，但随着药剂投加量的继续增加，TP去除率不再继续升高而是趋于稳定。综上，聚合氯化铁混凝剂(C-Ⅲ型)对CODcr和TP去除率比其它三种混凝剂高，混凝处理后上清液也较其它三种澄清。因此，聚合氯化铁混凝剂(C-Ⅲ型)对城市污水厂原水有最佳的混凝效果，加药量可确定为120mg/L，CODcr、TP去除率可分别达到82.7%、97.3%。4.4不同铁系混凝剂对城市污水厂原水混凝效果的比较90807060%50去除率/4030CODcr20100A-IA-IIA-IIIA-IVB-IB-IIB-IIIB-IVC-IC-IIC-III铁系混凝剂种类图4-7最佳混凝效果下CODcr去除率的比较Fig.4-7ComparisonofCODcrremovalundertheoptimalcoagulation52n青岛理工大学工学硕士学位论文100%50去除率/TP0A-IA-IIA-IIIA-IVB-IB-IIB-IIIB-IVC-IC-IIC-III铁系混凝剂种类图4-8最佳混凝效果下TP去除率的比较Fig.4-8ComparisonofTPremovalundertheoptimalcoagulation通过对上图分析可知，在利用废酸A制备的四种型号混凝中，投加聚合氯化铁混凝剂（A-IV型）处理后，CODcr和TP去除率可分别达到82.5%、97.1%，去除率均高于其它混凝剂；在利用废酸B制备的四种型号混凝剂中，投加聚合氯化铁混凝剂（B-IV型）后，CODcr和TP去除率可分别达到80.6%、95.7%，去除率均高于其它几种混凝剂；在利用废酸C制备的三种型号混凝剂中，投加聚合氯化铁混凝剂（C-III型）后，CODcr和TP去除率可分别达到82.7%、97.3%，去除率均高于其它两种混凝剂。综合分析可知，在利用三种废酸制备的11种铁系混凝剂中，聚合氯化铁混凝剂（A-IV型）和聚合氯化铁混凝剂（C-III型）对原水CODcr和TP去除率较其它混凝剂高，但从处理成本上比较，聚合氯化铁混凝剂（A-IV）高于聚合氯化铁混凝剂（C-III型），主要是聚合氯化铁混凝剂（A-IV型）的加工、配制成本较高。由此可知，聚合氯化铁混凝剂(C-III型)最适合用于城市污水厂原水的处理4.5本章小结1、利用废酸A制备四种型号铁系混凝剂分别对城市污水厂原水进行预处理的试验结果表明：在最佳投加量均为120mg/L时，CODcr浓度由初始750mg/L分别降至285mg/L、208mg/L、184mg/L、145mg/L，CODcr去除率可分别达到62.0%、742.2%、75.5%、80.6%；TP由初始8.6mg/L分别降至1.20mg/L、0.66mg/L、53n青岛理工大学工学硕士学位论文0.70mg/L、0.37mg/L，去除率可分别达到86.0%、92.3%、91.9%、95.7%。2、利用废酸B制备四种型号铁系混凝剂分别对城市污水厂原水进行预处理的试验结果表明：在最佳投加量均为120mg/L时，CODcr浓度由初始750mg/L降至285mg/L、208mg/L、184mg/L、145mg/L，去除率可分别达到62.0%、72.2%、75.5%、80.6%；TP浓度由初始8.6mg/L分别降至1.20mg/L、0.66mg/L、0.70mg/L、0.37mg/L，去除率可分别达到86.0%、92.3%、91.9%、95.7%。3、利用废酸C制备三种型号铁系混凝剂分别对城市污水厂原水进行预处理试验结果表明：在最佳投加量分别为120mg/L、90mg/L、120mg/L时，CODcr浓度由初始750mg/L降到最低分别为231mg/L、200mg/L、129mg/L，去除率可分别达到69.2%、73.3%、82.7%；TP浓度由初始8.6mg/L降到最低分别为0.72mg/L、0.81mg/L、0.23mg/L，去除率可分别达到91.6%、90.6%、97.3%。4、在这四种型号的混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，废酸A、废酸B均是以制成聚合氯化铁（IV型）为效果最好，其中聚合氯化铁混凝剂（A-IV型）对城市污水厂原水的CODcr和TP去除率可分别达到82.5%、97.1%；聚合氯化铁混凝剂（B-IV型）对城市污水厂原水的CODcr和TP去除率可分别达到80.6%、95.7%。对于废酸C，用在城市污水厂原水处理时，以制成聚合氯化铁（C-III型）为效果最好，CODcr和TP去除率可分别达到82.7%、97.3%。54n青岛理工大学工学硕士学位论文第5章铁系混凝剂在水产加工行业废水中的应用研究本章试验以水产加工行业废水为研究对象，研究利用废酸A制备的四种型号混凝、废酸B制备的四种型号混凝剂及废酸C制备的三种型号混凝剂的投加量对水产加工行业废水混凝效果的影响，试验以CODcr和TP的去除率作为衡量水产加工废水混凝效果的指标，通过对不同型号混凝剂在各自最佳投加量下对CODcr和TP去除率的分析，确定何种型号的混凝剂对水产加工行业废水有最佳的混凝效果。5.1利用废酸A制备的铁系混凝剂处理水产加工废水的应用研究本小节试验选用四种型号铁系混凝剂分别是氯化铁含量为22.3%的复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）、氯化铁含量为38%的标准氯化铁混凝剂（A-Ⅱ型）、盐基度为3.6%的聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅲ型）、盐基度为4.4%的聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅳ型）。在混凝剂投加量(以FeCl3含量计)分别为50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、250mg/L、300mg/L、350mg/L，考察了四种型号铁系混凝剂的投加量对水产加工行业废水混凝效果的影响。试验结果如图5-1和图5-2所示。复合铁盐（A-I型）标准氯化铁（A-II型）70聚合氯化铁（A-III型）聚合氯化铁（A-IV型）6560%5550去除率/45CODcr40353050100150200250300350加药量（mg/L）图5-1混凝剂投加量对CODcr去除率的影响Fig.5-1InfluenceofdosageofcoagulantonCODcrremoval55n青岛理工大学工学硕士学位论文复合铁盐（A-I型）标准氯化铁（A-II型）聚合氯化铁（A-III型）100聚合氯化铁（A-IV型）80/%60去除率TP402050100150200250300350加药量（mg/L）图5-2混凝剂投加量对TP去除率的影响Fig.5-2InfluenceofdosageofcoagulantonTPremoval从图5-1和图5-2可以看出,随着混凝剂加药量的增大，CODcr去除率逐渐增加，当四种铁系混凝剂的投加量均增加至200mg/L时，均达到最佳投药量，此时CODcr浓度由初始650mg/L分别降至279.mg/L、233mg/L、249mg/L、206mg/L，去除率分别达到57.1%、64.2%、61.7%、68.2%；当大于此投加量时，随着混凝剂投加量的增加，去除率基本不变。TP变化趋势与CODcr变化趋势相似，当四种铁系混凝剂的投加量均为200mg/L时，TP浓度由未初始20.6mg/分别降至1.39mg/L、0.54mg/L、1.05mg/L、0.26mg/L，去除率可分别达到93.3%、97.4%、94.9%、98.7%，之后随着药剂投加量的增加去除率趋于稳定。在相同的投加量下，盐基度为4.4%的聚合氯化铁混凝剂（A-Ⅳ型）对水产加工废水的处理效果优于其它三种。综上，聚合氯化铁混凝剂(A-Ⅳ型)对CODcr和TP去除率比其它三种混凝剂高，混凝处理后上清液也较其它三种澄清。因此，聚合氯化铁混凝剂(A-Ⅳ型)对水产加工行业废水有最佳的混凝效果，加药量可确定为200mg/L，CODcr、TP去除率可分别达到68.2%、98.7%。56n青岛理工大学工学硕士学位论文5.2利用废酸B制备的铁系混凝剂处理水产加工废水的应用研究本小节试验选用的四种铁系混凝剂分别是氯化铁含量为27.8%的复合氯化铁混凝剂（B-Ⅰ型）、氯化铁含量为38%的标准氯化铁混凝剂（B-Ⅱ型）、盐基度为4.3%的聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅲ型）、盐基度为2.9%的聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅳ型）。在混凝剂投加量(以FeCl3含量计)分别为50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、250mg/L、300mg/L、350mg/L时，考察了四种型号铁系混凝剂的投加量对水产加工行业废水混凝效果的影响。试验结果如图5-3和图5-4所示。复合铁盐（B-I型）标准氯化铁（B-II型）70聚合氯化铁（B-III型）聚合氯化铁（B-IV型）656055/%50去除率45CODcr4035302550100150200250300350加药量（mg/L）图5-3混凝剂投加量对CODcr去除率的影响Fig.5-3InfluenceofdosageofcoagulantonCODcrremoval复合铁盐（B-I型）标准氯化铁（B-II型）聚合氯化铁（B-III型）100聚合氯化铁（B-IV型）80/%60去除率TP4020050100150200250300350加药量（mg/L）图5-4混凝剂投加量对TP去除率的影响Fig.5-4InfluenceofdosageofcoagulantonTPremoval57n青岛理工大学工学硕士学位论文从图5-3和图5-4可以看出，随着药剂投加量的增加，CODcr去除率随之大幅度增加，当加药量分别增加至250mg/L、200mg/L、200mg/L、200mg/L时，上清液CODcr浓度可分别降至278mg/L、236mg/L、264mg/L、217mg/L，去除率可分别达到57.2%、61.8%、59.3%、67.3%，之后随药剂投加量的增加去除率增加的幅度较为缓慢，并趋于稳定。这说明通过混凝法已经去除大部分的CODcr，剩下基本上是可溶性，已经很难通过混凝沉淀法去除，再继续增加混凝剂投加量，对CODcr去除率基本没有影响。TP变化趋势与CODcr变化趋势类似，这说明，废水中的TP也是CODcr的主要主要组成成分。经过混凝后TP浓度可降至0.76mg/L、0.80mg/L、1.08mg/L、0.56mg/L，去除率可分别达到96.3%、96.1%、97.3%、，从图5-3和图5-4也可以看出，在相同的药剂投加量下，四种种型号铁系混凝剂对废水CODcr去除率差别较为明显，但是对废水中TP去除率差别不大，其中盐基度为2.9%的聚合氯化铁混凝剂（B-Ⅳ型）对废水的处理效果最好。综上，聚合氯化铁混凝剂(B-Ⅳ型)对CODcr和TP去除率比其它三种混凝剂高，混凝处理后上清液也较其它三种澄清。因此，聚合氯化铁混凝剂(B-Ⅳ型)对水产加工行业废水有最佳的混凝效果，加药量可确定为200mg/L，CODcr、TP去除率可分别达到66.6%、97.3%。5.3利用废酸C制备的铁系混凝剂处理水产加工废水的应用研究本小节试验选用的三种型号铁系混凝剂分别是氯化铁含量为32.3%的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）、氯化铁含量为38%的标准氯化铁混凝剂（C-Ⅱ型）、盐基度为7.9%的聚合氯化铁混凝剂（C-Ⅲ型）。在混凝剂投加量（以FeCl3含量计）分别为50mg/L、100mg/L、150mg/L、200mg/L、250mg/L、300mg/L、350mg/时，考察了三种型号铁系混凝剂投加量对水产加工行业废水混凝效果的影响。试验结果如图5-5和图5-6所示：58n青岛理工大学工学硕士学位论文复合铁盐（C-I型）标准氯化铁（C-II型）聚合氯化铁（C-III型）706560/%55去除率50CODcr45403550100150200250300350加药量（mg/L）图5-5混凝剂投加量对CODcr去除率的影响Fig.5-5InfluenceofdosageofcoagulantonCODcrremoval复合铁盐（C-I型）标准氯化铁（C-II型）聚合氯化铁（C-III型）1009080/%70去除率60TP50403050100150200250300350加药量（mg/L）图5-6混凝剂投加量对TP去除率的影响Fig.5-6InfluenceofdosageofcoagulantonTPremoval从图5-5和图5-6可以看出，随着混凝剂投加量的增加，CODcr和TP去除率迅速升高，这可能是因为混凝剂投加量少时，铁离子会水解形成多核羟基络合离子，具有极强的电中和能力，中和胶体颗粒表面电荷，使微粒脱稳絮凝[72]，当三种铁系混凝剂投加量均增至200mg/L时，CODcr浓度由初始650mg/L可分别降至245mg/L、201mg/L、231mg/L，去除可分别达到62.2%、69.1%、64.5%，随着混凝剂投加量继续增加，CODcr去除率基本趋于稳定。TP变化趋势与CODcr变化趋势相似，当三种型号混凝剂投加量均为200mg/L时，TP浓度由初始59n青岛理工大学工学硕士学位论文20.6mg/L分别降至1.16mg/L、0.41mg/L、0.80mg/L，去除率可分别达到94.3%、98%、96.1%，去除率均已达到较高值，但随着加药量的增加，TP去除率不再继续降低而趋于稳定。在相同的投加量条件下，氯化铁含量为38%的标准氯化铁混凝剂（C-Ⅱ型）对水产品加工废水的处理效果要好于其它两种混凝剂。综上，氯化铁含量为38%的标准氯化铁混凝剂（C-Ⅱ型）对CODcr和TP去除率比其它两种型号混凝剂高，混凝处理后上清液也较其它两种澄清。因此，利用废酸B制备的三种型号铁系混凝剂中，标准氯化铁混凝剂（C-Ⅱ型）对水产加工行业废水有最佳的混凝效果，加药量可确定为200mg/L，CODcr、TP去除率可分别达到69.1%、98.0%。5.4不同铁系混凝剂对水产加工废水混凝效果的比较706050%40去除率/30CODcr20100A-IA-IIA-IIIA-IVB-IB-IIB-IIIB-IVC-IC-IIC-III铁系混凝剂种类图5-9最佳混凝效果下上清液CODcr去除率的比较Fig.5-9ComparisonofCODcrremovalundertheoptimalcoagulation60n青岛理工大学工学硕士学位论文10090807060%5040TP去除率/3020100A-IA-IIA-IIIA-IVB-IB-IIB-IIIB-IVC-IC-IIC-III铁系混凝剂种类图5-10最佳混凝效果下上清液TP去除率的比较Fig.5-10ComparisonofTPremovalundertheoptimalcoagulation通过对上图分析可知，利用废酸A制备的四种型号铁系混凝剂中，投加聚合氯化铁（A-IV型）后，CODcr和TP去除率可分别达到68.2%、98.7%，去除率均高于其它混凝剂；同理，利用废酸B制备的四种型号铁系混凝剂中，投加聚合氯化铁（B-IV型）后，CODcr和TP去除率可分别达到67.3%、97.3%，去除率均高于其它混凝剂；利用废酸C制备的三种型号铁系混凝剂中，投加聚合氯化铁混凝剂（C-II型）后，CODcr和TP去除率可分别达到69.1%、97.9%，去除率均高于其它两种混凝剂。综合分析可知，在利用三种废酸制备的11种铁系混凝剂中，聚合氯化铁混凝剂（A-IV型）和标准氯化铁混凝剂（C-II型）对水产加工行业废水CODcr和TP去除率中较其它混凝剂高，但从处理成本上比较，聚合氯化铁混凝剂（A-IV）高于聚标准氯化铁混凝剂（C-II），主要是聚合氯化铁混凝剂（A-IV）加工、配制成本较高。由此可知，标准氯化铁混凝剂(C-II型)最适合用于水产加工行业废水的处理5.5本章小结1、利用废酸A制备的四种型号铁系混凝剂分别对水产加工行业废水进行预处理的试验结果表明：在最佳投加量分别为250mg/L、200mg/L、200mg/L、200mg/L时，CODcr浓度由初始650mg/L分别降至279mg/L、233mg/L、249mg/L、61n青岛理工大学工学硕士学位论文206mg/L，去除率分别为57.1%、64.2%、61.7%、68.2%；TP浓度由初始20.6mg/L分别降至1.39mg/L、0.54mg/L、1.05mg/L、0.26mg/L，去除率可分别达到93.3%、97.4%、94.9%、98.7%。2、利用废酸B制备的四种型号铁系混凝剂分别对水产加工废水进行预处理的试验结果表明：在最佳投加量均为250mg/L时，CODcr浓度可分别降至278mg/L、236mg/L、264mg/L、217mg/L，去除率分别为57.1%、64.2%、61.7%、66.6%；TP浓度可降至0.76mg/L、0.80mg/L、1.08mg/L、0.56mg/L，去除率分别为96.3%、96.1%、94.8%、97.3%。3、利用废酸C制备的三种型号铁系混凝剂分别对水产加工废水进行预处理的试验结果表明：在最佳投加量均为200mg/L时，CODcr浓度由初始650mg/L可分别降至245mg/L、201mg/L、231mg/L，去除率可分别达到62.2%、69.1%、64.5%；TP浓度由初始20.6mg/L分别降至1.16mg/L、0.41mg/L、0.80mg/L，去除率可分别达到94.3%、98%、96.1%。4、在这四种型号的混凝剂中，用在水产加工行业废水处理时，废酸A、废酸B均是以制成聚合氯化铁（IV型）为效果最好，其中聚合氯化铁混凝剂（A-IV型）对水产加工行业废水的CODcr和TP去除率可分别达到68.2%、98.7%；聚合氯化铁混凝剂（B-IV型）对水产加工行业废水的CODcr和TP去除率可分别达到66.6%、97.3%。对于废酸C，用于水产加工行业废水处理时，以制成标准氯化铁（C-II型）为效果最好，CODcr和TP去除率可分别达到69.1%、98.0%。62n青岛理工大学工学硕士学位论文第6章结论与建议6.1结论本课题进行了利用三种废酸制备铁系混凝剂及在城市污水厂原水和水产加工行业废水的应用研究，课题共分三个阶段进行，第一阶段研究了利用三种废酸分别制备复合氯化铁混凝剂（Ⅰ型）、标准氯化铁混凝剂（Ⅱ型）、聚合氯化铁混凝剂（III型）、聚合氯化铁混凝剂（IV型）；第二阶段对这些混凝剂在城市污水厂原水和水产加工行业废水上进行了混凝应用测试，以此确定混凝剂的最佳制备方案；第三阶段，并对第二阶段选择的混凝剂在相应废水中的应用进行了初步研究。主要结论如下：（1）利用废酸A制备的四种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为22.3%的复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（A-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为4.9%的聚合氯化铁（A-Ⅲ型）为效果最好；以制成盐基度为9.0%的聚合氯化铁（A-Ⅳ型）为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为22.3%的复合铁盐混凝剂（A-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（A-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为3.6%聚合氯化铁（A-Ⅲ型）为效果最好；以制成盐基度含量为4.4%的聚合氯化铁（A-Ⅳ型）为效果最好。（2）利用废酸B制备的四种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为25.2%的复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（B-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为5.6%聚合氯化铁（B-Ⅲ型）为效果最好；以制成盐基度含量为9.3%的聚合氯化铁（B-Ⅳ型）为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为27.8%的复合铁盐混凝剂（B-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（B-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为4.3%的聚合氯化铁（B-Ⅲ型）为效果最好；以制成盐基度为2.9%聚合氯化铁（B-Ⅳ型）为效果最好。（3）利用废酸C制备的三种型号混凝剂中，用在城市污水厂原水处理时，以制成氯化铁含量为34.4%的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯63n青岛理工大学工学硕士学位论文化铁含量为38%的标准氯化铁（C-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为6.6%的聚合氯化铁（C-Ⅲ型）为效果最好。用在水产加工行业废水处理时，以制成氯化铁含量为32.3%的复合铁盐混凝剂（C-Ⅰ型）为效果最好；以制成氯化铁含量为38%的标准氯化铁（C-Ⅱ型）为效果最好；以制成盐基度为7.9%的聚合氯化铁（C-Ⅲ型）为效果最好。（4）在这四种型号的混凝剂中，不论用在城市污水厂原水还是水产加工行业废水，废酸A、废酸B均是以制成聚合氯化铁（IV型）为效果最好，其中聚合氯化铁混凝剂（A-IV型）对城市污水厂原水的CODcr和TP去除率可分别达到82.5%、97.1%，对水产加工行业废水的CODcr和TP去除率可分别达到68.2%、98.7%；聚合氯化铁混凝剂（B-IV型）对城市污水厂原水的CODcr和TP去除率可分别达到80.6%、95.7%，对水产加工行业废水的CODcr和TP去除率可分别达到66.6%、97.3%。对于废酸C，用于城市污水厂原水处理时，以制成聚合氯化铁（C-III型）为效果最好，CODcr和TP去除率可分别达到82.7%、97.3%；用于水产加工行业废水处理时，以制成标准氯化铁（C-II型）为效果最好，CODcr和TP去除率可分别达到69.1%、98.0%。6.2建议本次课题主要研究了利用三种废酸制备铁系混凝剂及在城市污水厂原水和水产加工行业废水中的应用研究，为生活污水和工业废水的预处理提供参考借鉴，由于试验时间及条件的限制，本次试验还存在着一些不足之处，需要做进一步的探索：（1）本文利用酸洗废液制备的非聚合铁盐混凝剂氯化铁含量和聚合氯化铁混凝剂盐基度的范围比较窄，在今后的研究中应放宽氯化铁和盐基度的范围。（2）由于实验室条件的限制，没有对制备的铁系混凝剂分子结构进行研究分析，为了解铁系混凝剂的晶体结构特征，下一步应对铁系混凝剂进行X射线衍射分析，以便更加深入反应利用酸洗废液制备的铁系混凝剂的混凝机理。（3）本次混凝试验选用的混凝剂是利用酸洗废液制备的铁系混凝剂，与其它类型铁盐混凝剂的比较有待进一步研究。64n青岛理工大学工学硕士学位论文（4）本课题仅研究了混凝剂种类和投加量对废水混凝效果的影响，由于影响混凝试验的影响因子较多，如pH值、温度、搅拌速度等因素，后续还可以对其进行深入的研究。（5）由于试验条件的限制，没有研究酸洗废液中的金属离子对废水混凝效果的影响，下一步的试验中应采用火焰原子吸收光谱法测定酸洗废液中金属离子的含量，以便更加深入的研究金属离子对废水混凝效果的影响。65n青岛理工大学工学硕士学位论文参考文献[1]JaeekWisniewski,StanislawSuder.WaterreeoveyrfrometehingeffluentforthePuproesofrinsingstainlesssteel.Deaslination,1995,101:245-253[2]JaeekWisniewski,GazrynaWisniewska.AcidsandironsaltsremovalfromRinsingwateraftermetaletehing.Desalination,1997,109:187-193[3]Dufour,JOMarron,CNegro,etal.MeehanismandkineticcontroloftheoxyPreeiPitationofsulPhuricliquorsfromsteelpiekling.ChemicalEngineeringJounral,1997,68:173-187[4]ALoPez-delgdao,FJAlguaeil,FA.LoPez.Reoveyrofironfrombio-oxidizedSulphuricPieklingwastewaterbyPrecipitationasbasiessulphates.Hydormetallugry,l997,45:97-112[5]olsen,DouglasR,BaileyDanielE.Methodandapparatusforrecoveringacidandmetalsaltsfrompicklingliquors.JournalofCleanerProduction,1997,5(1-2):160[6]PierardJ.,PaquayE,DegrezM.Recyclingbyelectrodialysis:fromlabtoIndustrialapplications.DesalinationVolume,2002,149(l-3):393-398[7]ZavattoniM.AcidicPieklingofstainlesssteelartielesinthebathcontinuouslyregeneratedbycatalyticreoxidationinauxiliary.reaetor.FuelandEnegryAbstraets,1997,38(6):429[8]DROlsen,PawlingNY,DEBailey,etal.ApparatusforRecoveringAcidPieklingLiquors.MetalFinishing,1997,95(6):169[9]TomaszewskaM.,GrytaM,MorawskiAW.ReeoveryofhydroehloricacidFrommetalPieklingsolutionsbymembranedistillation.SeparationandPurifieationTeehnology,2001,22-23:591-60[10]Lopez-DelgadoA,AlguacilFJ,LopezFA.RecoveofironfromBio-oxidizedsulphuricpicklingwastewaterbyprecipitationasbasicsulphates.Hydrometallurgy,1997,45(l-2):97-112[11]田莹莹,尹应武,罗伟.酸洗废液的资源化工艺研究[J].工业水处理,2009,10:89-92.[12]谢经良.亚铁基复合混凝脱色剂制备及其在针织印染废水处理中的应用研究[D].中国海洋大学,2011.[13]AgrawalA,SahuKK.Anoverviewoftherecoveryofacidfromspentacidicsoiutionsfromsteelandelectroplatinindustries[J].JounalofHazardousMaterials.2009,171:61-75.[14]Regel-RosockaM.Areviewonmethodsofregenerationofspentpickingsolutionsfromsteelprocessing[J].JounalofHazardousMaterials.2010,177(1-3):57-69.66n青岛理工大学工学硕士学位论文[15]张寅生,王成彦.N_(235)萃取处理含铁废盐酸工艺研究[J].矿冶,2002,04:66-68.[16]胡熙恩.冷轧盐酸酸洗废酸无害化处理新技术[J].钢铁,1994,08:68-72.[17]汤兵,朱又春,白雪梅,蔡斌,陈丽卿,张俊浩.溶剂萃取法从镀锌酸洗废液中分离锌、铁的研究[J].矿冶工程,2003,05:47-49+52.[18]周柏青.渗析分离酸洗废液的研究[J].环境工程,1997,01:15-18.[19]朱茂森,胡筱敏,夏春梅.扩散渗析法回收盐酸酸洗废水中的盐酸[J].安全与环境学报,2010,01:41-44.[20]JingXu,ShuguangLu,DanFu.Recoveryofhydrochloricacidfromthewasteacidsolutionbydiffusiondialysis[J].JournalofHazardousMaterials,Volume165,Issues1-3,15June2009,Pages832-837.[21]欧阳红英.浓缩冷冻结晶法处理废酸液的应用[J].环境与开发,2000,03:41-42.[22]付伟,邵晓周.外循环减压蒸发工艺回收废酸技术与应用[J].环境污染与防治,2004,03:227-228+246.[23]欧阳红英.负压蒸发技术处理盐酸酸洗废液[J].江西冶金,2002,02:23-24.[24]张蕴辉,蔡固平,史瑞兰.酸洗废液制取复合亚铁的研制及应用[J].环境污染治理技术与设备,2003,09:16-18.[25]史瑞兰,蔡固平,曾光明,张蕴辉.利用盐酸酸洗废液制取复合亚铁絮凝剂[J].环境科学与技术,2004,04:59-60+63-118.[26]邱慧琴,蓝伟,张洁,喻艳菁,盛伟佳.利用盐酸酸洗废液制备聚合氯化铁铝混凝剂的研究[J].中国给水排水,2009,01:64-67.[27]巨福,徐元彬.利用宣钢盐酸酸洗废液制备聚合氯化铁(PFC)试验室试验研究.冶金环境保护,2002,2:46-47[28]欧阳敏,朱双云,王长青等.利用酸洗废液制取污水处理剂聚合硫酸铁.江西冶金,2001,21(2):27-28[29]邱惠琴,陆永生,周增枫等.利用盐酸酸洗废液制取聚合氯化铁铁.工业水处理,1997,17(6):18-20[30]龚松,李志同.制取聚合铁及其应用.工业用水与废水,1999,3。(4):26-27.[31]杜蓉娟,衣守志,陈琛.酸洗废液制备高纯氧化铁红[J].化工环保,2012,05:448-451.[32]IDobrevsky,M.Dimova-Todorova,TPanayotova.ElectroplatingrinsewasteWatertreatmentbyionexehange.Desalination,1996,108:277-280。67n青岛理工大学工学硕士学位论文[33]FJGacria,ARubio,ESainz,etal.PreliminarystudyoftreatmentofsulphuricPieklingwastewaterfromsteelmakingbybio-oxidationwiththiobacillusferrooxidans.FEMSMicrobiologyReviews,1994,14:397-404[34]董树军,李金玲,刘欣.利用钢铁酸洗废液处理印染废水的研究.河北化工,1994,4:59-62[35]黄湘琦,张齐善,王学斌.硫酸亚铁酸洗废液在再生浆造纸废水处理中的应用.齐齐哈尔大学学报,1999,15(4):58-60[36]朱淑琴,张萍,古伟宏等.硫酸亚铁酸洗废液在制革废水处理中的应用.中国环境科学,1999,19(2):180-182[37]陈学群.钢管酸洗废液在制革综合污水处理中的应用.中国皮革,2001,30(13):20-22[38]马淑兰,阎立荣.利用钢铁酸洗废液处理印染废水.化工环保,1995,巧(4):228-231[39]柳学全,陈趣山,滕荣厚等.利用钢的酸洗废液制取针状超细金属磁粉的研究.钢铁,1997,32(4):77-79[40]海邦胜.用硫酸酸洗废液制备矾铁黄颜料.化工环保,1997,17(1)l:26,28[41]苏腾,陈中兴,陆柱.混凝剂的研究应用现状与开发动向(一)[J].净水技术,2000,03:7-9.[42]苏腾,陈中兴,陆柱.混凝剂的研究应用现状与开发动向(二)[J].净水技术,2000,04:8-12.[43]周勤,肖锦.给水原水处理中的混凝技术[J].工业水处理,1999,02:5-7+47.[44]国家环保局.混凝剂与絮凝剂[M].北京:中国混凝剂科学出版社，1991.[45]楚洁.水处理中混凝剂的研究进展[J].泰安师专学报,2000,06:40-42.[46]黎载波,王国庆,余永祥.我国无机高分子混凝剂在含油废水处理中的应用[J].广州化工,2001,04:12-15.[47]李明玉,唐启红,张顺利.无机高分子混凝剂聚合铁研究开发进展[J].工业水处理,2000,06:1-3+25.[48]李风亭.我国混凝剂聚合硫酸铁的技术发展现状[J].工业水处理,2002,01:5-8.[49]胡翔,周定.聚硅酸系列混凝剂的发展与展望[J].化工进展,1998,06:20-22.[50]ARNOLD-SMITHAK,CHRISTIERM.PolyalumiumSilicateSulfate-aNewCoagulantforPotableandWastewaterTreatment[A].In:KLUTER,HAHNHH.ChemicalWaterandWastewaterTreatmentⅡ[C].France,Berlin:ProceedingsoftheFifthGothenburgSymposium,Nice,Spinger,1992.203-221.[51]高宝玉,岳钦艳,张玲,王媛.新型复合无机高分子混凝剂——聚硅氯化铝(PASC)的净水效果研究[J].环境科学学报,2002,06:706-710.68n青岛理工大学工学硕士学位论文[52]陆柱,等.水处理药剂.北京:化学工业出版社,2002.3.[53]康建雄,白云山.水处理絮凝剂的开发与应用[J].华中科技大学学报(城市科学版),2004,02:23-26.[54]赵凤,张蔚萍,胡庆华.微生物絮凝剂的絮凝机理及应用研究[J].环境与可持续发展,2009,02:6-8.[55]褚可成,石小霞,陈志梅,张东明,薛林贵.微生物絮凝剂产生菌的筛选及其特性研究[J].生物学杂志,2011,05:42-46.[56]国峰，陆斌，黄晓琛.微生物絮凝剂的研究进展与发展趋势[A].第八届全国水处理混凝技术研讨会论文集[C].2007.[57]董晓斌.新型生物絮凝剂的研究与应用[J].甘肃联合大学学报(自然科学版),2006,01:52-54.[58]张依华,肖遥,陈燕.新型混凝剂SLB的制备及应用[J].油气田环境保护,1997,01:10-12.[59]方应森,韩瑞瑞,孙根行.聚合氯化铁的制备及其混凝性能[J].化工环保,2010,01:89-92.[60]曾小君,徐肖邢.从钢铁酸洗废液制备聚合氯化铁及其应用研究[J].重庆环境科学,2003,12:34-35+209.[61]张艳文.改性氯化铁混凝剂的制备及在除磷中的应用研究[D].青岛理工大学,2013.[62]周洪涛,李东,孟繁会.生物法制备聚合硫酸铁及盐基度对聚合硫酸铁性能的影响[J].热电技术,2007,04:26-30.[63]舒万艮,邓飞跃,刘又年.聚合氯化铁絮凝剂的制备与性能[J].中南工业大学学报,1995,04:518-521.[64]蒋忠锦,王继徽.用聚合氯化铁混凝处理合成洗涤剂废水[J].湖南大学学报(自然科学69n青岛理工大学工学硕士学位论文攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研工作1、PretreatmentofHerbicidesProductionWastewaterbyDifferentElectrolyteFiller，AgriculturalScience&Technology（已接收）2、利用酸洗废液制备聚合氯化铁混凝剂及在废水处理中的应用研究，城市地理（已接收）3、混凝法预处理海产品加工废水的研究，安徽农业科学（已见刊）4、聚合氯化铝对污泥中温厌氧消化的影响，安徽农业科学（已见刊）70n青岛理工大学工学硕士学位论文致谢本论文是在谢经良老师的悉心指导和教诲下完成的，无论是在论文的选题、文献收集、课题开题、以及实验研究和论文撰写的每一个环节，无一不得到了谢老师的悉心指导和帮助，并且在课题出现困难的时候给予了我很多的帮助。谢老师扎实的理论知识、严谨的学风、创新的思维方法、诲人不倦的教学态度给了我很大的启发，使我受益匪浅。谢老师给予的鼓励和鞭策将是我一生的财富，我借此机会向谢老师表示衷心的感谢!非常感谢薛梅老师、王娟老师在科研过程中给予我的无私引领和帮助；感谢师妹王烨、朱童琪，学妹罗丹、杨娟、蒋莹在实验期间给与的莫大帮助和鼓励；还要感谢我的舍友和同窗好友们的关心和支持；在他们的帮助下我的实验和研究才得以顺利完成。在此，非常感谢他们！最后感谢我的父亲、母亲，感谢他们对我默默的奉献和支持，是他们平凡而伟大的爱，使我敢于面对学习和生活中的一切挑战。非常感谢你们！71