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聚合硫酸鐵處理含油廢水中的特點
絮凝技術由于其適應性強、可去除乳化油和溶解油以及部分難以生化降解的復雜高分子有機物的特點而被廣泛應用于含油廢水的處理。常用的絮凝劑主要有無機絮凝劑、有機絮凝劑和復合絮凝劑三大類。
無機高分子絮凝劑中聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等較低分子量無機絮凝劑處理效果好，價格低且用量少，效率高而被廣泛應用.
聚合硫酸鐵的制備方法
聚合硫酸鐵的制備主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多數PFS的制備采用直接氧化法，此法工藝路線較簡單，用于工業生產可以減少設備投資和生產環節，降低設備成本，但這種生產工藝必須依賴于氧化劑，如：H2O2、KClO3、HNO3等無機氧化劑。催化氧化法一般是選用一種催化劑，利用氧氣或空氣氧化制備聚合硫酸鐵。以下是制備聚合硫酸鐵的具體操作方法：
（1）雙氧水氧化法：雙氧水(H2O2)在酸性環境中是一種強氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價鐵從而制得聚合硫酸鐵:
2FeSO4 + H2O2+ (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+ (2-n)H2O
制備過程中,按照生產量和所需要的鹽基度,在反應釜中加入硫酸亞鐵、水和硫酸混合,當溫度升高到30~45℃時,在攪拌過程中,通過加料管在釜底緩慢加入H2O2。H2O2很快將亞鐵氧化成三價鐵,取樣分析待亞鐵濃度降至規定濃度時,停止反應。
利用本法生產聚合硫酸鐵,具有設備簡單、生產周期短、反應不用催化劑、產品不含雜質、穩定性高等特點。但反應過程中, 有H2O2在分解時形成O2氣放出在無催化劑時,起不到氧化作用。要減少O2的產生,需要控制H2O2的投加速度制備工藝為間歇式操作,影響生產效率。H2O2成本比較高,它增加了聚合硫酸鐵的生產成本,不利于工業化生產。
（2）氯酸鉀(鈉)氧化法：氯酸鉀是廣泛應用于炸藥和火柴工業的強氧化劑,同樣可以將亞鐵氧化成三價鐵:
6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+ 3(1-n)H2O + KCl
制備時,將硫酸、硫酸亞鐵和水按比例加入反應釜中,在常溫或稍微高溫度下,攪拌中加入氯酸鉀。檢驗亞鐵離子減少到規定濃度即可結束。
該法生產工藝簡單,設備投資少,產品穩定性好,反應效率高,無空氣污染。產品中含有氯酸鹽,可兼作混凝與殺菌劑。但制品中殘留有較高的氯離子和氯酸根離子,不宜于飲用水處理。同時,由于氯酸鉀價格昂貴,產品成本高。
隨州除磷劑聚合硫酸鐵標準「隨州除磷劑聚合硫酸鐵」（3）次氯酸鈉氧化法：次氯酸鈉屬于堿性氧化劑,其氧化還原電位較高,理論上能將亞鐵氧化成三價鐵:
2NaClO + 2H2SO4—→K2SO4+ 2H2O + Cl2
生產的lǜ氣仍為氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價鐵。但lǜ氣會有少量以氣體形式逸出而浪費掉,不能充分利用。同時也會造成環境污染,曾加后處理工序。次氯酸鈉是堿性氧化劑,制備聚合硫酸鐵時,為了降低pH值, H2SO4的用量較高。用該法制備的聚合硫酸鐵穩定性差,不宜長期保存。
（4）硝酸氧化法：硝酸為中強氧化劑,與亞鐵反應如下:
FeSO4 +HNO3 —→ Fe(OH)SO4+ NO2
反應生成的NO2又可以起到氧化作用,因而HNO3的氧化效率高。
該法是以工業硫酸亞鐵為原料,采用工業硫酸氧化后以工業濃硝酸氧化。FeSO4:HNO3為1:(0.20~0.30):(0.10~0.32),加入水量小于以上三者總量的20%,于0.1~0.2MPa下，攪拌中通入充足的空氣或氧氣,于50~70℃氧化,102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以內。
用HNO3氧化時,成本比較低,反應周期短。所得產品濃度高,易于制成固體產品。若選用工業一級品原料,所得產品可用于飲用水處理。但反應中生成的NO2,會造成環境污染,需增加專門吸收裝置予以處理。
綜上所述,直接氧化法雖然工藝簡單,操作簡便,但存在氧化劑用量大,成本高,氧化劑引入的離子需分離出去,反應中產生的有害氣體需專門設備吸收處理等問題,因而難于在工業化生產中普及和應用。但實驗研究中需要少量的聚合硫酸鐵時采用此類方法制備簡單易行。
（5）催化氧化法:聚合硫酸鐵在工業生產中多采用催化氧化法。
即以硫酸亞鐵及硫酸為原料,借助催化劑(NaNO2)的作用,利用氧化劑使硫酸亞鐵在酸性介質中被氧化成三價鐵離子。然后用氫氧化鈉中和,調整堿化度進行水解,聚合反應制得聚合硫酸鐵。
液體聚合硫酸鐵的優越性
1.腐蝕性小
我們用氯化鐵和聚合硫酸鐵對兩種不同型號的鋼材在溫室條件下做了定量腐蝕試驗，實驗結果表明聚合硫酸鐵對兩種不同型號的鋼材幾乎沒有腐蝕性，而氯化鐵則有全面的腐蝕現象發生。因此，使用聚合硫酸鐵，能使設備維修周期大大延長，運轉費用也大幅度的下降，將可取得較好的綜合經濟效益。
2.適用的pH范圍廣
一般地，鋁鹽混凝劑使用pH值在6.0～8.5，亞鐵鹽pH在8.0～11，而聚合硫酸鐵和氯化鐵一樣，使用pH值在4.0～11內均具有良好的效果。
3.良好的混凝性能
聚合硫酸鐵是一種無機高分子化合物，具有立體的聚合結構，在水解時很快形成多核心、多分支的水解產物，能有效去除水體中的COD、BOD、SS、硫化物和部分重金屬離子。研究人員用不同混凝劑對含高嶺土500mg/L的配制水和垃圾廢水中COD、色度作混凝試驗，實驗結果表明，聚合硫酸鐵的混凝效果優于其它無機混凝劑，聚合硫酸鐵脫色率最高，對于污水中的COD去除，鐵鹽優于鋁鹽，而聚合硫酸鐵又優于氯化鐵。
4.優越的脫臭性能
大量的工業污水和城市廢水污泥產生的惡臭已成為當前環境治理中的一大難題．而聚合硫酸鐵能有效地以硫化鐵固定方式來去除污水和污泥中的惡臭，其脫臭性能與其它鹽類的比較表明聚合硫酸鐵與硫化氫具有很強的化學結合力，能有效去除惡臭。
5.習氏好的脫水性能
研究人員對某啤酒廠廢水生化剩余污泥進行脫水試驗比較，結果證明聚合硫酸鐵用于污泥脫水，不僅能使濾餅的含水率降低，而且顯著節省了投藥費用。此外，發現聚合硫酸鐵對污泥的性質改變不敏感，使污泥脫水作業的穩定性增強。
隨州除磷劑聚合硫酸鐵標準「隨州除磷劑聚合硫酸鐵」6.快速的沉降和穩定的氣浮性能
聚合硫酸鐵生成的絮凝體沉降速度快，一般可達0.5～0.8mm/s，而鋁鹽生成的絮凝體的沉降速度只有0.3mm/s。采用聚合硫酸鐵作絮凝劑時，其沉淀池負荷大于其它無機絮凝劑，具有處理設施占地面積小，投資少，能耗低，有利于生產中采用。聚合硫酸鐵產生的絮凝體不僅沉降速度快，而且對微氣泡有強烈的吸附作用，也很適用于氣浮法處理。
此外，從國內外的使用情況看，在廣范圍的pH內使用聚合硫酸鐵，處理水的殘留鐵量少。
鑒于聚合硫酸鐵與其它無機混凝劑相比，具有上述的優點，因此，聚合硫酸鐵在冶金、石油、食品加工、造紙、印染、焦化、屠宰等工業廢水與城市污水的處理，以及高濃度乳化液的快速破乳方面的應用，均獲得很大的成功。聚合硫酸鐵用于活性污泥脫水亦有明顯的效果。
總結來說，一，以鋼鐵硫酸酸洗廢液（或鈦白工業的硫酸廢液）制備聚合硫酸鐵的新工藝，實現了鋼鐵廠的硫酸廢液綜合利用率達100%,全面體現了“變廢為室，以廢治廢”的特點，有較好的環境效益，經濟效益和社會效益；二，高效助催化劑的配制成功，是液體聚合硫酸鐵制備技術上的突破。本法在常溫、常壓下生產聚合硫酸鐵，具有催化劑用量少，反應時間短，工藝簡單，操作簡便，生產成本低等優點，便于工業生產推廣；三、聚合硫酸鐵與其它無機混凝劑在水處理應用中的性能比較試驗結果表明，聚合硫酸鐵具有藥劑耗量少，處理效果好，適用的pH值范圍寬，水中殘余鐵離子少，產生的污泥脫水性能優良及對水處理設施腐蝕性小等優點，是一種有發展前景的無機高分子混凝劑。