朱國成， 柳俊斐， 周騰智， 張 鵬， 任伯幟， 鄭懷禮， 劉運思， 李學美

1. 湖南科技大學土木工程學院， 湖南 湘潭 411201

2. 重慶大學城市建設與環(huán)境工程學院， 重慶 400045

新型固體聚硅硫酸鐵混凝劑的制備及結構表征

朱國成1， 柳俊斐1， 周騰智1， 張 鵬1， 任伯幟1， 鄭懷禮2， 劉運思1， 李學美1

1. 湖南科技大學土木工程學院， 湖南 湘潭 411201

2. 重慶大學城市建設與環(huán)境工程學院， 重慶 400045

聚硅酸基混凝劑是重要的水處理劑之一， 在混凝過程中扮演重要的作用， 但易于產生自聚反應、 形成硅膠、 失去穩(wěn)定性。 因此， 制備穩(wěn)定的聚硅酸基混凝劑受到廣泛關注。 為獲得一種穩(wěn)定的聚硅酸基混凝劑， 提出一種新型穩(wěn)定的固體硅酸基混凝劑(PSPF)的制備方法。 采用紅外光譜與掃描電鏡表征PSPF的結構與形貌； Ferron逐時絡合比色分光光度法分析PSPF中Fe的形態(tài)； 通過微污染源水的處理評估PSPF的混凝性能。 以硫酸亞鐵、 硅酸鈉、 磷酸二氫鉀、 碳酸鈉等為原料， 確定硅鐵摩爾比(nSi/nFe)、 磷鐵摩爾比(nP/nFe)與堿化度(nOH/nFe)對PSPF的制備影響。 結果顯示在60 ℃水浴30 min條件下， PSPF最優(yōu)合成條件為：nSi/nFe為1∶4，nP/nFe為1∶6與nOH/nFe為1∶10。 表征分析顯示， PSPF是一種高分子聚合物， 含有的新基團鍵(例如， Si—O—Si與Fe—O—Si)， 其有助于增大PSPF分子量與分子鏈與增強PSPF的混凝性能； PSPF形貌團簇， 呈網狀結構， 有助于吸附架橋和網捕卷掃； Si含量增加提高了PSPF中Fe(b)和Fe(c)的含量， 增強了PSPF的聚合度與固化效果。 PSPF的混凝性能受PSPF投加量與水環(huán)境pH影響顯著； 在pH為6與投加量為8 mg·L-1時， 殘余濁度和UV254去除率分別可達0.33 NTU與58.6%。 實驗研究顯示， 混凝劑多因素(Si， Fe與P)調控對增強固體聚硅酸基混凝劑的固化效果、 穩(wěn)定性以及混凝性能具有良好的效果。

混凝劑； 聚硅硫酸鐵； 紅外光譜； Ferron逐時絡合比色分光光度法； 水源水

引 言

混凝法是重要的水處理方法之一[1-3]。 鋁鹽和鐵鹽混凝劑在水處理中扮演重要作用。 相較于傳統(tǒng)的無機混凝劑， 新型復合無機高分子混凝劑， 如聚合氯化鋁、 聚合硫酸鐵等， 在混凝過程中具有形成的礬花較密實， 沉降速度較快， 適應pH值范圍較寬以及對水質影響小等特點[4]， 且投藥量少， 成本低廉。 因此， 復合高分子混凝劑的制備已成為研究熱點。 聚硅酸基混凝劑分子量大、 分子鏈長， 有較強的吸附、 卷掃、 聚集和架橋能力， 但易發(fā)生自聚反應， 形成硅膠， 不易久儲[5]。 因此提高硅酸基混凝劑的穩(wěn)定性在水處理領域具有重要的作用， 其中采用與無機材料復合是重要的研究方法之一[6]。

固體硅酸基混凝劑較液體產品， 其自聚反應與硅膠的形成都降低， 從而延長了穩(wěn)定性； 另外， 液體混凝劑不利于工程運輸及使用， 使成本提高、 經濟效益降低， 而固體混凝劑的處理能效較高。 因此， 固體混凝劑的研發(fā)成為人們關注的熱點。 基于這種思考， 研究制備了一種穩(wěn)定性能良好的固體硅酸基混凝劑， 主要在聚合硫酸鐵的制備基礎上引入硅酸根與磷酸根， 綜合調控多種元素復配效應， 促使Si， Fe與P達到最佳配比， 從而優(yōu)化混凝劑的形態(tài)結構、 提高硅酸基混凝劑的穩(wěn)定性， 獲得良好的固化效果與混凝效能。 分別通過傅里葉紅外光譜(FTIR)、 掃描電子顯微鏡(SEM)和Ferron逐時絡合比色分光光度法研究PSPF的結構、 形貌與形態(tài)， 獲得混凝劑的物理化學特征， 豐富和發(fā)展混凝理論。 最后研究PSPF處理微污染源水的性能， 獲得PSPF處理微污染源水的一般規(guī)律。

1 實驗部分

1.1 試劑與儀器

采用的主要試劑為： 七水硫酸亞鐵(臺山市化工有限公司)、 磷酸氫二鉀(西隴化工股份有限公司)、 無水碳酸鈉(天津市化學試劑研究所)、 九水硅酸鈉(西隴化工股份有限公司)、 濃硫酸(天津光復化學試劑)、 濃鹽酸(天津市永大化學試劑有限公司)、 抗壞血酸(天津市科密歐化學試劑有限公司)、 1，10-菲羅啉(天津市科密歐化學試劑有限公司)、 乙酸鈉(天津市科密歐化學試劑有限公司)、 氯化鈉(天津市永大化學試劑有限公司)、 氫氧化鈉(天津市永大化學試劑有限公司)， 以上均為分析純。

采用的主要儀器為： TU-1901型紫外可見分光光度計(北京普析通用儀器有限責任公司)； Niclet 6700型紅外光譜儀(美國Nicolet公司)； JSM-6380LV型掃描電子顯微鏡(SEM)(日本電子公司)； HACH2100Q型濁度計(美國HACH公司)； ZR4-6型混凝攪拌器(深圳市中潤水工業(yè)技術發(fā)展有限公司)； KQ5200DB型數(shù)控超聲波清洗器(昆山市超聲儀器有限公司)。

1.2 混凝劑制備

PSPF的制備方法如下： 首先， 稱取七水硫酸亞鐵54.3 g于燒杯中， 滴加5.8 mL 3 mol·L-1濃硫酸， 均勻攪拌至糊狀； 量取3 mol·L-1氯酸鈉10.85 mL加入反應體系， 并慢速攪拌； 添加適量水， 水浴60 ℃反應， 10 min后加磷酸二氫鉀， 20 min后加入無水碳酸鈉， 慢速攪拌至泡沫完全消失； 反應30 min后， 根據(jù)預先設定的硅鐵摩爾比(nSi/nFe)添加九水硅酸鈉溶液。 最后將反應產品置于電加熱套中加熱至微沸， 常溫下熟化24 h， 即可獲得固體PSPF。

1.3 混凝試驗

水樣取自湖南省湘潭段湘江水， 其水質外觀較清澈， 無臭味， pH值為7.5～7.6左右， 濁度為10～20 NTU。 混凝操作用六聯(lián)攪拌器， 1 L圓筒中存放1 L水樣， 其中0.5 mol·L-1鹽酸與0.5 mol·L-1氫氧化鈉溶液用于調節(jié)溶液pH值。 混凝劑的投加量以有效Fe成分計。 混凝快速攪拌速度設定為300 r·min-1， 快速攪拌時間為1.5 min， 慢速攪拌15 min， 慢速攪拌速度70 r·min-1。 混凝攪拌后， 水樣靜置30 min， 取液面下2 cm處上清液， 經過0.45 μm膜過濾后， 快速進行水樣分析。

1.4 混凝劑表征

采用傅里葉紅外光譜研究混凝劑中可能含有的官能團； 采用掃描電子顯微鏡觀察混凝劑的微觀形貌。 聚磷硫酸鐵(PPFS)和PSPF粉末通過60 ℃干燥、 碾磨與粉碎獲得。 采用溴化鉀壓片法測定混凝劑紅外光譜， 采用2 cm-1的分辨率、 掃描范圍為400～4 000 cm-1； 樣品粉末表面噴涂金膜， 而后采用掃描電子顯微鏡掃描混凝劑微觀形貌。

1.5 混凝劑形態(tài)表征

根據(jù)文獻[7]， 采用Ferron逐時絡合比色分光光度法研究PSPF中Fe的形態(tài)。 Ferron試劑與Fe的不同形態(tài)的反應速率不同。 研究表明[8-9]， 1 min內與Ferron試劑反應的Fe形態(tài)為單聚態(tài)， 用Fe(a)表示； 在1～120 min內之間反應的主要是Fe的多聚態(tài)， 也即由Fe(a)向Fe(c)轉變的過渡態(tài)， 由Fe(b)表示； 120 min后不能與Ferron試劑反應的部分為高聚態(tài)， 用Fe(c)表示。

本文研究PSPF形態(tài)時， Fe為10-4～10-5mol·L-1與pH值為5， 此時Fe和Ferron試劑反應(Fe-Ferron)生成的絡合物的吸光度與Fe濃度呈線性關系。 絡合物的特征光譜峰由圖1(a)所示。 根據(jù)文獻[7, 10]配置鐵標準溶液， 加入Ferron試劑， 避光靜置30 h， 在598 nm測定吸光度， 繪制標準曲線[圖1(b)所示]。

圖1 (a)Ferron比色法測定鐵的吸收光譜;

Fig.1 (a) Characteristic adsorption peak of Fe-Ferron complexes； (b) Standard curve of Fe-Ferron complexes spectroscopy absorbance as a function of Fe concentration

2 結果與討論

2.1 FTIR表征

采用傅里葉紅外光譜表征固體PSPF與PPFS， 結果見圖2。 PSPF的磷鐵摩爾比(nP/nFe)為1∶6，nSi/nFe為1∶4與堿化度(nOH/nFe)為1∶10。 PPFS的nP/nFe為1∶6與堿化度為1∶10。

圖2 樣品紅外光譜(a)PSPF和(b)PPFS

圖3 樣品掃描電鏡圖 (a, b)PPFS; (c, d) PSPF

合形成高聚物， 即加入硅酸鹽后， Si， Fe， P和—OH之間形成新的基團， 相互連接形成新的高電荷多羥基多核絡合物。

2.2 SEM表征

本文研究采用SEM對固體PSPF與PPFS的形貌特征進行分析。 PSPF的nP/nFe為1∶6，nSi/nFe為1∶4與堿化度為1∶10。 PPFS的nP/nFe為1∶6與堿化度為1∶10。

圖3為PSPF及PPFS的掃描電鏡圖。 其中， 圖3(a， b)分別為PPFS放大1 000及2 000倍掃描電鏡圖。 由圖可知， PPFS分散性強， 呈不規(guī)則狀態(tài)， 表面相對粗糙。 圖3(c， d)分別為PSPF放大1 000及2 000倍掃描電鏡圖。 結果顯示， PSPF結構規(guī)整， 團簇緊密， 且呈網狀結構， 說明含硅基高分子聚合物PSPF較PPFS可能含有更高的分子量與分子鏈， 易于形成較強的吸附、 卷掃、 聚集和架橋能力。

2.3 PSPF形態(tài)分析

本文研究采用Ferron逐時絡合比色分光光度法分析含不同nSi/nFe的PSPF形態(tài)， 結果見表1。 PSPF含nP/nFe為1∶4， 堿化度為1∶10，nSi/nFe為1∶2～1∶6。

表1顯示了不同nSi/nFe對Fe(Ⅲ)形態(tài)的影響， 由表1可知， 隨著Si含量增加， Fe(a)含量降低， Fe(c)含量增加， Fe(b)含量先增加后保持相對穩(wěn)定。

表1 含不同nSi/nFe比值的PSPF的Fe-Ferron形態(tài)分布

實驗結果表明，nSi/nFe為1∶2時， Fe(c)最高， 占總Fe含量的36%， Fe(b)占31%， Fe(a)占33%， 表明PSPF以高聚態(tài)形式存在；nSi/nFe為1∶4時， Fe(a)含量最高， 占總Fe含量的49%， Fe(b)占34%， Fe(c)占17%， 表明PSPF以單聚態(tài)和高聚態(tài)為主， 其中高聚態(tài)含量相對減少；nSi/nFe為1∶6時， Fe(a)含量較高， 占總Fe形態(tài)含量的73%， Fe(b)占20%， Fe(c)占7%， 表明PSPF以單聚態(tài)為主。 結果表明，nSi/nFe為1∶4， Fe(a)和Fe(c)介于nSi/nFe為1∶6與nSi/nFe為1∶2時產生的形態(tài)之間， Fe(b)含量最高； 隨著硅含量增加， 高聚體在PSPF中的含量增高， 有效降低單聚體含量， 提升了固化效果， 并有利于形成高分子網狀結構的固體高分子混凝劑。 圖4顯示了PSPF的固化效果圖，nSi/nFe為1∶6時，

圖4 含不同nSi/nFe比值的樣品的外貌圖(a)nSi/nFe =1∶2， (b)nSi/nFe=1∶4， (c)nSi/nFe=1∶6

固化效果差， 未形成固體；nSi/nFe為1∶4時處于中間狀態(tài)， 已形成固體；nSi/nFe為1∶2時完全形成固體， 固化效果好。

2.4 PSPF的最佳合成條件確定

為獲得穩(wěn)定且性能良好的固體混凝劑， 實驗研究了nSi/nFe，nP/nFe與nOH/nFe對混凝劑性能的影響。 通過Si， Fe與P三種元素的綜合調控， 獲得了固體PSPF的最優(yōu)制備條件。

2.4.1nSi/nFe的確定

圖5顯示了nSi/nFe對PSPF的除濁效果的影響。 實驗在常溫條件下進行，nP/nFe為1∶6， 堿化度為1∶10，nSi/nFe為1∶2～1∶6。 原水濃度為11.0 NTU， pH值為7.5， 投加量考察范圍為： 2～12 mg·L-1。

圖5 nSi/nFe比值對濁度去除效果的影響

實驗結果表明： 不同nSi/nFe的PSPF的濁度去除效果不同。 其中nSi/nFe為1∶2在PSPF投加量為12 mg·L-1時， 殘余濁度達到最小， 其值為0.85 NTU。 在nSi/nFe為1∶4時， 隨著PSPF投加量的增高， 殘余濁度降低， 在PSPF為8 mg·L-1時， 殘余濁度接近于PSPF為12 mg·L-1時產生的除濁效果。 當PSPF在12 mg·L-1時， 殘余濁度達到最小， 為0.66 NTU。 在nSi/nFe為1∶6時， 隨著PSPF投加量的增高， 殘余濁度先降低后增大。 在PSPF為8 mg·L-1, 殘余濁度達到最小， 其值為1.22 NTU。 隨著PSPF投加量增高， 濁度喪除效果降低， 這主要是由于投加量過高引起的再穩(wěn)現(xiàn)象。nSi/nFe為1∶6的PSPF的除濁效果較差， 混凝效果在考察的投加量范圍之內已經達到最優(yōu)， 而nSi/nFe為1∶4時， 除濁效果最優(yōu)， 殘余濁度最低。 綜合分析表明： 引入適量的硅含量能夠優(yōu)化PSPF聚合結構， 提高PSPF的混凝性能；nSi/nFe為1∶4， PSPF對濁度的去除效果較好。

2.4.2nP/nFe的確定

圖6顯示了nP/nFe對PSPF除濁效果的影響。 實驗在常溫條件下進行，nSi/nFe為1∶4， 堿化度為1∶10，nP/nFe為1∶6～1∶12， 原水濁度為11.0 NTU與pH為7.5。

實驗結果表明： 不同nP/nFe的PSPF對水濁度去除有不同的效果。 當nP/nFe為1∶6時， 混凝后的殘余濁度相較于投加其他nP/nFe的PSPF較低； 且隨著投加量的增加， 濁度去除效果越好。 PSPF投加量為8 mg·L-1時， 濁度去除效果接近于PSPF投加量為12 mg·L-1時的除濁效果， 投加量為12 mg·L-1時達到最佳， 殘余濁度為0.54 NTU。 當nP/nFe為1∶8時， PSPF投加量越大， 殘余濁度越低； 混凝劑投加量為12 mg·L-1殘余濁度為0.51 NTU； 且當PSPF投加量為12 mg·L-1時， 濁度去除效果優(yōu)于nP/nFe為1∶6的混凝劑。 當nP/nFe為1∶10， PSPF投加量為2～4 mg·L-1時， 除濁效果較nP/nFe為1∶8混凝劑除濁效果好， 但投加量為8～12 mg·L-1時， 混凝效果較差； 在投加量考察范圍內， PSPF投加量為12 mg·L-1時， 殘余濁度最低， 為0.75 NTU。 當nP/nFe為1∶12時， PSPF投加量為4～12 mg·L-1的濁度去除效果與nP/nFe為1∶10的濁度去除效果相近。 綜合分析表明： 相較于nP/nFe為1∶10和1∶12時，nP/nFe為1∶6和1∶8的PSPF對濁度的去除相對較好； 隨著nP/nFe的增大， P和Fe之間形成新的鍵橋作用， 生成新的基團鍵， 使分子量增加， 混凝劑的電荷增強， 混凝劑對水處理的吸附能力和電荷中和能力增強；nP/nFe為1∶6的PSPF除濁效果較好， 因此本文研究選擇nP/nFe為1∶6為最佳制備條件。

圖6 nP/nFe比值對濁度去除效果的影響

2.4.3nOH/nFe的確定

堿化度與混凝劑的聚合度具有較強的相關性， 堿化度適度， 聚合充分， 若堿化度不夠， 與金屬離子發(fā)生聚合的羥基含量少， 不能保障聚合效能。 圖7顯示了堿化度對PSPF除濁效果的影響。 實驗在常溫條件下進行， n(Si)/nFe為1∶4，nP/nFe為1∶6，nOH/nFe為1∶4～1∶10， 原水濁度為11.0 NTU與pH為7.5。

實驗結果表明： 堿化度對濁度去除影響比較大； 當nOH/nFe為1∶4， 1∶8與1∶10時， 殘余濁度隨PSPF投加量的增加而減少； 當nOH/nFe為1∶4時， 在PSPF投加量為8 mg·L-1時， 除濁效果達到最優(yōu)， 殘余濁度為0.73 NTU； 當nOH/nFe為1∶8與1∶10時， 在PSPF投加量8 mg·L-1時， 殘余濁度在投加量考察范圍內達到最低， 分別為0.71 NTU和0.53 NTU； 當nOH/nFe為1∶6時， 隨著PSPF投加量的增高， 殘余濁度先降低后增大， 在PSPF為6 mg·L-1， 殘余濁度達到最小， 其值為1.26 NTU。 分析表明， 除nOH/nFe為1∶6的PSPF， 其他PSPF投加量增高， 濁度去除效果降低， 在投加量考察范圍內， 投加8 mg·L-1的PSPF， 可達到較好的去除效果， 繼續(xù)提高PSPF含量， 殘余濁度存在繼續(xù)降低的可能性。 當nOH/nFe為1∶10時， 殘余濁度在考察的投加量范圍之內， 殘余濁度最低， 優(yōu)于其他PSPF除濁效果， 本文研究選擇堿化度為1∶10為最優(yōu)制備條件。

圖7 nOH/nFe比值對濁度去除效果的影響

2.5 PSPF應用于微污染源水處理

本文研究了PSPF處理微污染源水的性能， 考察了PSPF投加量與水環(huán)境pH對濁度和UV254去除效果的影響。 PSPF的nSi/nFe為1∶4，nP/nFe為1∶6與堿化度為1∶10。 原水濁度、 pH與UV254分別為11.8 NTU， 7.5與0.058。

圖8 PSPF投加量對(a)濁度去除的效果,

2.5.1 PSPF投加量對混凝效果的影響

實驗考察了PSPF的投加量對除濁與UV254性能的影響， 結果見圖8。 混凝劑投加量為1～16 mg·L-1， 水樣初始pH 為7.5。

圖8顯示PSPF投加量對濁度[見圖8(a)]與UV254的去除效果[見圖8(b)]具有顯著的影響。 隨著PSPF投加量的增高， 殘余濁度降低， UV254去除率增高， 在投加量1～8 mg·L-1， 混凝效果變化幅度較大； 當PSPF投加量在8 mg·L-1時， 殘余濁度達0.9 NTU， 繼續(xù)增加投加量， 殘余濁度降低幅度減小， 在12 mg·L-1時， 達0.6 NTU； 當PSPF投加量在8 mg·L-1時， UV254去除率達38.3%， 繼續(xù)增加投加量， 在16 mg·L-1時， 達52.2%。 這說明， 在考察的投加量范圍內， 繼續(xù)增加投加量有可能會繼續(xù)提高PSPF的混凝性能。 但為減少PSPF投加量增高引起的水處理成本問題， 選擇適量的投加量較為適宜。

2.5.2 pH對PSPF混凝效果的影響

調節(jié)水環(huán)境條件是提升混凝效率重要的方法之一。 混凝劑在不同水環(huán)境pH條件下， 水解形態(tài)存在差異性， 混凝效果不同。 本文選擇PSPF投加量為8 mg·L-1， 研究pH 在4～9條件下PSPF去除濁度與UV254效果， 結果見圖9。

圖9 pH對(a)濁度去除的效果, (b)UV254去除效果

圖9顯示了pH對PSPF去除濁度[見圖9(a)]與UV254[見圖9(b)]具有顯著的影響。 隨著pH的增加， 水樣殘余濁度呈先降低， 后增高的趨勢； UV254去除率則為先升高后降低。 當pH為4～6， 殘余濁度降幅明顯， UV254去除率增幅顯著。 因此PSPF在pH為6時， 殘余濁度最低(0.33 NTU)， UV254去除率(58.6%)最高。 繼續(xù)增加pH， 混凝效果減弱， 殘余濁度與UV254去除降低。 另外， 由圖9可見， PSPF在不同pH條件下， 濁度與UV254去除效果具有一定的差異性。 盡管PSPF在pH 5條件下， UV254的去除效果較好(去除率為51.7%)， 但濁度去除率較差(殘余濁度為2.52 NTU)。 這說明在其他條件不變的情況下， PSPF能夠同時較好地去除濁度與UV254的pH在6～7， 最佳工作pH為6。

3 結 論

研究制備了一種新型穩(wěn)定的固體PSPF混凝劑， 優(yōu)化了PSPF的制備工藝， 獲得了PSPF的結構特征與處理微污染源水的混凝效能。 主要得出的結論如下： 在60 ℃水浴30 min條件下，nSi/nFe為1∶4，nP/nFe為1∶6與nOH/nFe為1∶10為最優(yōu)制備條件； 紅外光譜分析表明， PSPF是一種高分子聚合物， Si， P與Fe形成新的功能基團， 提高了PSPF的分子量、 分子鏈與PSPF的混凝性能； PSPF形貌呈網狀結構， 提高了PSPF對水中濁質顆粒的吸附與卷掃能力； Ferron逐時絡合比色分光光度法分析結果表明： 隨著硅含量增加， 高聚體在PSPF中的含量升高， 提升了PSPF的聚合度與固化效果； PSPF的混凝性能受PSPF投加量與水環(huán)境pH影響顯著， 在pH為6與投加量為8 mg·L-1時， 殘余濁度和UV254去除率分別可達0.33 NTU與58.6%。

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ZHU Guo-cheng1, LIU Jun-fei1， ZHOU Teng-zhi1, ZHANG Peng1, REN Bo-zhi1, ZHENG Huai-li2, LIU Yun-si1,LI Xue-mei1

1. College of Civil Engineering, Hunan University of Science & Technology, Xiangtan 411201, China

2. Key Laboratory of the Three Gorges Reservoir Region’s Eco-Environment, Ministry of Education, Chongqing University, Chongqing 400045, China

As one of the most important water treatment agents, polysilicate coagulant, has been playing an important role in coagulation- flocculation, but it is prone to lose stability due to self-polymerization and the forming of silica gel. Therefore, research on the preparation of stable polysilicate coagulant has attract great attention. A new method to prepare a stable polysilicate coagulant (PSPF), was proposed in this paper. Its structure and morphology were characterized by using Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM) respectively. Fe species in PSPF was analyzed via Fe-Ferron complexation timed spectrophotometric method. The performance of PSPF was assessed by measuring micro-polluted water treatment efficiency. Primary chemicals, such as ferrous sulfate, sodium silicate, potassium dihydrogen phosphate, sodium carbonate, were used. The influence of those parameters affecting the preparation of PSPF, such asnSi/nFe,nP/nFeandnOH/nFemolar ratios were examined. The results showed thatnSi/nFeof 1∶4,nP/nFeof 1∶6 andnOH/nFeof 1∶10 under 60 ℃ water bath for 30 min was the optimum condition for preparation. The FTIR spectrum indicated that PSPF was a kind of high molecular polymer, containing new groups (e.g., Si—O—Si and Fe—O—Si), which could increase the molecular weight， molecular chain and coagulation-flocculation efficiency. PSPF presented a cluster appearance similar to a network structure, which was conductive to adsorption-bridging capacity and precipitation sweeping. The increase of Fe(b) and Fe(c) as a result of Si increasing in PSPF improved the polymerization and solidification. The coagulation behaviors of PSPF that were largely affected by the coagulant dosage and pH, indicated that for pH and dosage at 6 and 8 mg·L-1, respectively, the residual turbidity and UV254 removal efficiency could achieve 0.33 NTU and 58.6%, respectively.

Coagulant; Polysilicate coagulant; Fourier transform infrared spectroscopy; Fe-Ferron complexation timed spectrophotometric method; Source water

Sep. 30, 2015; accepted Jan. 12, 2016)

2015-09-30，

2016-01-12

國家自然科學基金項目(51408215， 41502331)， 湖南省教育廳項目(14B059)資助

朱國成， 1979年生， 湖南科技大學土木工程學院講師 e-mail: zhuguoc@hnust.edu.cn

O657.3

A

10.3964/j.issn.1000-0593(2016)08-2455-07