聚合硫酸铁净水效果的影响因素

本文以废铁屑为原料制备了绿色无机净水剂——聚合硫酸铁，并对净水性能进行了研究。

1材料与方法

1.1仪器与药品

仪器：烧杯、锥形瓶、玻璃棒、容量瓶、三角烧瓶、量筒、移液管、胶头滴管、温度计、洗耳球、酸式滴定管、布氏漏斗、抽滤机、电炉、坩埚、蒸发皿、铁架台、分析天平、烘箱、浊度计、磁力搅拌器。

药品：铁屑、铁钉、碳酸钠、高锰酸钾、氯酸钾、草酸、氨水、浓硫酸、pH试纸。

1.2聚合硫酸铁的制备

(1)将3g铁屑放入锥形瓶中，加入10mLNa2C03溶液(lOOg/L)，在电炉上小火加热10min后，倾斜法除去碱液，用水把铁屑冲洗至pH=6～7，将水倒净。

(2)加入23mL3mol/L的H2S04，将小坩埚轻放在锥形瓶口上，水浴加热20min，并不断摇动锥形瓶，使铁屑和H2S04反应至不再有气泡冒出为止。

(3)趁热过滤，称量未反应的铁屑重量，将滤液转移至一蒸发皿中，保持滤液的pH=1左右。在滤液中放入一枚干净铁钉的，加热蒸发至有较厚晶膜时(留有一定母液)，停止蒸发，水冷至室温并抽滤，量取母液体积，以反应掉的铁计算产率。

(4)向烧瓶中依次加入3.5mL3mol/L的H2S04，lgFeS04·7H20，1mLKCl03(0.8gKCl03溶于10mL水)溶液和20mL水，于40～45℃下搅拌10min。

(5)在th内将新制的11gFeS04·7H20分20次加入到反应体系中，同时，在th内将剩余的9mLKCl03溶液滴入到反应体系中。反应过程中要充分搅拌，并维持反应温度为40～45℃，较终得到的红褐色粘稠液即为聚合硫酸铁。

1.3聚合硫酸铁的净水试验

(1)在盛满水的烧杯中加上一些黏土，搅拌数分钟后，静止数分钟，让黏土中的粗颗粒沉降。将上层的浊水分别转移至3个烧杯，在浊水中加入聚合硫酸铁溶液后，立即激烈搅拌5min，并静止20min后，与未加净水剂的浊水对比，并纪录净水剂的絮凝情况。

(2)以0浊度的水为相对零值，以未加净水剂的水为相对值100，使用浊度计测量加了净水剂的浊水的浊度。

1.4COD的测定(酸性高锰酸钾法)

精密量取水样50mL于锥形瓶，加入3mol/LH2S043mL，加入0.002mol/LKMn04溶液5mL(V1)，立刻加热至沸，煮沸10mm后，冷却至90℃以下，加入0.005mol/LH2C204标准溶液5mL，充分摇匀，溶液红色褪去。用0.002mol/LKMn04溶液滴定，溶液呈稳定的浅红色(30s不褪)即为终点(终点时温度不低于60℃)，记录滴定体积(V2)。平行三次。

另取蒸馏水50mL代替水样，体积为V3进行空白实验，计算空白值，校正分析结果。

2结果与讨论

2.1pH值对聚合硫酸铁净水效果的影响

在pH值分别调为6、7、8、9，净水剂为0.06mL，搅拌5min，静置20min的条件下的影响见图1。

由图1可知，当pH=6～8时，净水效果逐渐变好，因为pH小，聚合硫酸铁会水解成Fe2+，使净水效果不好，当pH=8-9时，聚合硫酸铁生成Fe(OH)3沉淀，导致净水效果不好，所以在pH=8时的净水效果较好。

2.2不同量的聚合硫酸铁对净水效果的影响

在pH=8，分别加入不同量的净水剂，搅拌5min，静置20min的条件下的净水效果见图2。由图2可知，浊度值随着净水剂的量增大逐渐减小在缓慢增大，净水剂为0.03mL时的净水效果较佳。

2.3静置时间对净水效果的影响

在pH=8，净水剂为0.03mL，搅拌5min，静置不同时间对净水效果的影响见图3。

由图3可知，当t在5-60min的净水效率是趋于稳定，在60min后效果达到较佳，当然随着时间越久净水效果越好。

2.4净水前后的COD的比较

测得未处理污水的COD为8.848mg/L，测得净水后的COD为0.5750mg/L。可知聚合硫酸铁可以大幅降低水中还原性物质的含量。

3结论

pH、静置时间、净水剂用量对净水剂的净水效果有显著影响。较佳的条件为：pH=8，净水剂用量为0.03mL，静止时间为1天，该条件下的浊度值可达到0.7以下，COD降到0.5750mg/L以下。