宇泰环保(图)-聚合硫酸铁含量-北京聚合硫酸铁

       聚合硫酸铁的制备主要有直接氧化法和催化氧化法。大多数PFS的制备采用直接氧化法，此法工艺路线较简单，用于工业生产可以减少设备投资和生产环节，降低设备成本，但这种生产工艺必须依赖于氧化剂，如：H2O2、KClO3、HNO3等无机氧化剂。催化氧化法一般是选用一种催化剂，利用氧气或空气氧化制备聚合硫酸铁。以下是制备聚合硫酸铁的具体操作方法：

聚合硫酸铁液体特性

（1）H2O2氧化法：(H2O2)在酸性环境中是一种强氧化剂，可以将亚铁氧化成三价铁从而制得聚合硫酸铁:2FeSO4 + H2O2+ (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+ (2-n)H2O

制备过程中，按照生产量和所需要的盐基度，在反应釜中加入绿矾、水和硫酸混合，当温度升高到30~45℃时，在搅拌过程中，通过加料管在釜底缓慢加入H2O2。H2O2很快将亚铁氧化成三价铁，取样分析待亚铁浓度降至规定浓度时，停止反应。

利用本法生产聚合硫酸铁，具有设备简单、生产周期短、反应不用催化剂、产品不含杂质、稳定性高等特点。但反应过程中， 在无催化剂时H2O2的分解会形成氧气的放出导致起不到氧化作用。要减少O2的产生，需要控制H2O2的投加速度，此制备工艺为间歇式操作，影响生产效率。H2O2成本比较高，它增加了聚合硫酸铁的生产成本，不利于工业化生产。

    （2）KClO(钠)氧化法：KClO是广泛应用于火柴工业的强氧化剂，同样可以将亚铁氧化成三价铁:6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+ 3(1-n)H2O + KCl

制备时，将硫酸、绿矾和水按比例加入反应釜中，在常温或稍微高温下，搅拌中加入KClO，检验亚铁离子减少到规定浓度即可结束。

该法生产工艺简单，设备投资少，产品稳定性好，反应***，无空气污染。产品中含有氯酸盐，可兼作混凝与杀菌剂。但制品中残留有较高的氯离子和氯酸根离子，不宜于饮用水处理。同时，由于KClO价格昂贵，产品成本高。

    （3）NaClO氧化法：NaClO属于碱性氧化剂，其氧化还原电位较高，理论上能将亚铁氧化成三价铁:2NaClO + 2H2SO4—→K2SO4+ 2H2O + Cl2

生产的Cl?仍为氧化剂，可以将亚铁氧化成三价铁。但Cl?会有少量以气体形式逸出而浪费掉，不能充分利用。同时也会造成环境污染，增加后处理工序。NaClO是碱性氧化剂，制备聚合硫酸铁时，为了降低pH值， H2SO4的用量较高。用该法制备的聚合硫酸铁稳定性差，不宜长期保存。

    （4）HNO3氧化法：HNO3为中强氧化剂，与亚铁反应如下:FeSO4 +HNO3 —→ Fe(OH)SO4+ NO2反应生成的NO2又可以起到氧化作用，因而HNO3的氧化***。

该法是以工业绿矾为原料，采用工业硫酸氧化后以工业浓HNO3氧化。FeSO4:HNO3为1:(0.20~0.30):(0.10~0.32)，加入水量小于以上三者总量的20%，于0.1~0.2MPa下，搅拌中通入充足的空气或氧气，于50~70℃氧化，102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以内。

用HNO3氧化时，成本比较低，反应周期短。所得产品浓度高，易于制成固体产品。若选用工业一级品原料，所得产品可用于饮用水处理。但反应中生成的NO2，会造成环境污染，需增加专门吸收装置予以处理。

综上所述，直接氧化法虽然工艺简单，操作简便，但存在氧化剂用量大，聚合硫酸铁***，成本高，氧化剂引入的离子需分离出去，反应中产生的有害气体需专门设备吸收处理等问题，因而难于在工业化生产中普及和应用。但实验研究中需要少量的聚合硫酸铁时采用此类方法制备简单易行。

（5）催化氧化法:聚合硫酸铁在工业生产中多采用催化氧化法。

即以绿矾及硫酸为原料，借助催化剂(NaNO2)的作用，利用氧化剂使绿矾在酸性介质中被氧化成三价铁离子。然后用NaOH中和，调整碱化度进行水解，聚合反应制得聚合硫酸铁。

        对比了自制PAFS与市售混凝剂聚合硫酸铁和聚合氯化铝对河水中总磷的去除效果，该废水外观呈现较浅的乳白色，带有悬浮物。其中pH值为6.66，总磷(TP)=8.36 mg/L。取1000 mL的丁山河河水置于ZR4-6型混凝试验搅拌器的烧杯中，加入混凝剂并以250 r·min-1快速搅拌30 s，使混凝剂在水体中迅速混合均匀；再以100 r·min-1中速搅拌5 min，使水体中的胶体污染物发生絮凝，沉淀30 min后，于取样口取上清液测定TP。

聚合硫酸铁铝除磷效果

      相同投加量情况下自制备的PAFS对丁山河河水中总磷的去除效果更好，而且随着投加量的增加，去除效果也愈发明显，在投加量为300 mg·L-1时，聚合硫酸铁液体，总磷的去除率达到了95.45%。实验表明PAFS更适合深度除磷，其对总磷的去除更***。PAFS除磷效果较传统混凝剂好，与PAFS兼具了聚合硫酸铁等铁盐与磷酸根形成更稳定的磷酸铁沉淀和铝盐矾花大、吸附能力强的特点有关。

      PAFS不仅可以起到将磷酸根反应生成沉淀物，而且其水解后产生高电荷的铝铁多核络离子或金属氢氧化物凝胶物对磷酸盐沉淀物产生粘结架桥絮凝和卷扫沉淀作用将磷酸盐沉淀吸附共沉淀，从而达到了***除磷的效果。

结论

       1.以赤泥提铁渣为原料制备PAFS优化后的工艺条件为液固比6:1，溶出温度105 ℃，溶出时间80 min。在此工艺条件下赤泥提铁渣的溶出率达到65.2%。

       2.所制备的PAFS为澄清透明的红棕色液体，其中全铁的含量8.23%，氧化铝的含量1.12%，盐基度为12.88%。

       3.相比市售的聚合硫酸铁、聚合氯化铝，本研究制备的PAFS的在除磷实验中具有矾花大、沉降快、絮团紧密、去除率高等特点。

       4.与市售聚合硫酸铁、聚合氯化铝除磷效果相比，在投加药剂量相同情况下，本实验制备的PAFS对总磷的去除率较高可达到95.45%（加药量为300 mg.L-1）。

       5.该资源化生产工艺相对简单、技术可靠、具有进一步工业化推广的价值。

聚合硫酸铁盐基度高的危害

       在水处理药剂聚合硫酸铁的常规指标中，聚合硫酸铁含量，盐基度的高低是一个非常重要的指标（通常为8-16之间），我们也通常认为对于聚合硫酸铁的盐基度是越高越好，因为盐基度越高其对废水浊度，污染物，COD处理率将更高，对PH值的影响波动也少，必然大减少废水的处理成本。

聚合硫酸铁盐基度高的危害

      聚合硫酸铁盐基度是8-16%这个区间段的时候，盐基度越高对于其水解混凝性能是越***的，但是否盐基度越高越好？***是否定的，如果盐基度太高，首先会导致其外观上得使得其OH离子沉淀使得其呈暗黄色，非常容易固化，变质，并且不易储存。通常来讲聚合硫酸铁盐基度稳定***16%其质量与效果是较好的。

      聚合硫酸铁盐基度太高，会导致其投加入废水中后特别容易水解，并生成大量的黄色沉淀物，使之混凝效果变差。对于悬浮物的混凝效果变差以及除臭效果变弱。絮凝形成的污泥质量不高，松弛不够密实不易于回收利用与增加污泥处理难度。

    聚合硫酸铁盐基度太高，北京聚合硫酸铁，其稳定性急剧下降，对于废水中VFA较多的情况下，聚合硫酸铁的氢离子会和脂肪酸盐形成VFA挥发去除COD，同时也把可溶性的脂肪酸盐变成了不可溶的VFA，增加了处理难度。

聚合硫酸铁盐基度的检测与影响

    常用方法通过：加酸分解--投加KF溶液--投加NaOH标准溶液进行滴定检测，这几个步骤来对聚合硫酸铁盐基度进行检测。而聚合硫酸铁盐基度则在生产过程中受到原料配比，反应温度，反应时间等因素的影响。