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聚合硫酸铁絮凝剂的制备及应用研究进展.pdf
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--------------------------Page1------------------------------亿学与耋物Z程2011。V01．28No．2综述毫论口Chemistry&Bioengineeringdoi：10．3969／j．issn．．1聚合硫酸铁絮凝剂的制备及应用研究进展王艳(宝鸡文理学院应用化学研究所，陕西宝鸡721013)摘要：阐述了聚合硫酸铁絮凝剂的发展概况及作用原理，综述了聚合硫酸铁絮凝荆的制备方法及其在水处理领域的应用，并对其发展前景进行了展望。关键词：聚合硫酸铁絮凝荆；制备；水处理314．253中图分类号：TQ文献标识码：A铁盐和铝盐都是传统无机盐类絮凝剂，具有相似的水解一聚合行为。对铁盐水解过程的研究表明，铁等络合阳离子。它们通过羟基(0H)架桥形成多核络离子的稳定溶胶也能通过加碱方式制备。日本三上八离子，从而形成巨大的无机高分子化合物，相对分子量州家等研究开发了聚合硫酸铁(PFS)，于1974年申请高达1×105。了首个专利，20世纪80年代在水处理中得到广泛应由于上述络合离子的存在，PFS能够强烈地吸附用，取得了良好的效果[1]。PFS是在硫酸铁分子族的胶体微粒，通过粘附、架桥、交联促使微粒絮凝。同时网状结构中插入羟基后形成的一种无机高分子絮凝伴随一系列的物理、化学变化，可中和胶体微粒及悬浮剂，可有效去除水中的悬浮物、有机物、硫化物、亚硝酸物表面的电荷，降低胶体的Zeta电位，从而破坏胶团盐、胶体及金属离子。PFS具有除臭、破乳及污泥脱的稳定性，使胶团微粒相互碰撞而形成絮状沉淀物。水等功能，对浮游微生物也有较好的去除作用。PFS这种絮状沉淀物表面积很大，极具吸附能力[2]。由于处理含油污水的效果远比硫酸亚铁显著。且对金属设PFS的这种既可吸附又可脱稳、既有粘附又有架桥的备的腐蚀性较小，但产生的污泥量较多、出水带色。张作用，使之成为性能优越的无机高分子絮凝剂。仲燕曾用PFS处理机械加工中排放的O／W型乳化废2聚合硫酸铁的制备方法液，取得了良好的破乳效果。以硫酸烧渣、钢铁表面处理酸洗液中的硫酸亚铁为原料制备的PFS能有效处2．1直接氧化法理东j匕地区的低温低浊水，处理后的pH值基本无变化，COD值和浊度去除率达95％以上，既能以废治废又能保护环境。亚铁溶液经氧化、水解、聚合而制得PFS¨]。双氧水氧化法是按照生产量和所需的盐基度，在1聚合硫酸铁的作用原理反应釜中加入硫酸亚铁、硫酸和水，混合搅拌，当温度PFS也称碱式硫酸铁或羟基硫酸铁，分子式一般升高到一定值时在釜底缓慢加入Hzoz，待亚铁离子可表示为[Fe。(OH)。(SO。)。叫。]。，是硫酸铁在水解絮浓度降至规定值时，停止及f．?。氯酸钾(钠)氧化法是凝过程中的中间产物之一。液体聚合硫酸铁本身含有将硫酸、硫酸亚铁和水按比侈J加入反应釜中，在常温或大量的聚合阳离子，如[Fe。(OH)。]5+、稍高温度下，搅拌加入氯酸钾(钠)，待亚铁离子浓度降[-Fee(0H)。：]6十、[Fe。O(OH)；]6+等，其在水溶液中存至规定值即可结束反应。硝酸氧化法是以工业硫酸亚资助项目(zkl0131)收稿日期：2010一1l--09万方数据--------------------------Page2------------------------------lI--------------------_--------------------------一王艳：聚合硫酸铁絮凝剂的制备及应用研究进展／2011年_2啊铁为原料，先以工业硫酸酸化再以工业浓硝酸氧化。工业生产中还有其它制备PFS的方法。如日本氧气氧化法是按照一定的物料配比，在一定的压力下，曾在硫酸的工业生产过程中，将硫铁矿粉碎，在高温空搅拌通入充足的空气或氧气，控制反应周期，使其氧气中氧化，使其生成SO。；同时，还生成含有Fe：0。的化、水解、聚合而得PFS。矿灰，向这种矿灰中加入一定量的硫酸，在适宜温度下2．2催化氧化法反应，过滤除去固体物，滤液便可制得液体PFS产品。工业生产PFS多采用催化氧化法，即以硫酸亚铁中国也有专利报道，用酸溶解铁矿石(主要含Fe。O。)和硫酸为原料，在催化剂(主要用NaN0。)的作用下，后，调整硫酸与铁离子的摩尔比，在稍高温度下，借助利用氧化剂使硫酸亚铁在酸性介质中被氧化成三价铁催化剂经氧化、水解、聚合可制得PFSc引。离子，然后用氢氧化钠中和，调整碱化度进行水解，最张敬东等[5]提出了微生物氧化法。硫铁矿(FeS。)终聚合制得PFS。其制备原理如下：先自然氧化为FeS04，生成的亚铁离子经氧化亚铁杆催化氧化反应(慢反应)：生反应，生成的硫磺经氧化硫杆菌作用转化为硫酸，如2FeSO,+H。SO。++Oz--?Fez(SO‘)3+H：O水解反应(快反应)：解、
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