高铁酸钾的制备及其在原水处理中的应用研究

摘要

高铁酸钾作为一种新型的水处理药剂,其多功能、安全高效等特性,使其在很多方面,尤其是在水处理领域,有着广阔的应用前景。然而,高铁酸钾制备工艺较为复杂,溶液稳定性差,使得其应用受到极大限制,目前尚缺乏大规模生产及应用的较为完善的工艺数据。
　　 为了进一步了解高铁酸钾的获得途径及其水处理特性,在现有研究的基础上,对次氯酸盐氧化法制备高铁酸钾的工艺、高铁酸钾溶液的稳定性、高铁酸钾除锰工艺以及高锰酸钾处理原水的工艺及效果进行了进一步研究。
　　 首先,考察了制备工艺中各种因素对高铁酸钾产率的影响。通过实验确定了高铁酸钾制备的最佳工艺条件:温度为25℃,反应时间为50min,次氯酸钾溶液有效氯含量为12％～14%,次氯酸钾与硝酸铁摩尔比为2.5。其次,对高铁酸钾溶液的稳定性进行考察。结果表明:高铁酸钾溶液的稳定性与溶液碱浓度和高铁酸钾的纯度成正比,与温度和溶液的初始浓度成反比。
　　 模拟水样的除锰实验表明:高铁酸钾单独作用对锰的平均去除率可达到80%以上,比同剂量的聚合氯化铝(PAC)或聚合硫酸铁(PFS)单独作用的除锰效果好很多；温度和反应时间对高铁酸钾除锰效果影响不明显,水样pH值在8以上都可达到较好的效果；高铁酸钾预氧化-PAC/PFS混凝实验结果表明,高铁酸钾的加入,不仅提高了锰的去除率,还在很大程度上降低了PAC、PFS的投加量。
　　 考察了高铁酸钾对南京地区几种典型的地表水原水的处理效果。结果表明:高铁酸钾预氧化PAC强化混凝工艺对原水的浊度和锰有很好的去除效果；低投加量的高铁酸钾并未表现出较好的高锰酸盐指数(CODMn)去除效果,去除率只有30%～40%。
　　 通过上述研究工作,获得了纯度和产率都较高的高铁酸钾,对高铁酸钾溶液在不同条件下的稳定性得到进一步认识,得到了产品用于水中除浊、除锰的相关工艺参数,为高铁酸钾实际工程应用提供了参考依据。