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聚合硫酸铁除磷最佳PH值
发布时间:2018-11-30 11:46:45 点击率:

    铁盐除磷的反应方程式可表示如下:主反应:Fe3++PO3-4=FePO4↓
    Fe2++PO3-4=Fe3(PO4)2↓
    副反应:Fe3++3HCO-3=Fe(OH)3↓+3CO2;
    铁盐除磷的过程如下:溶于水中后,Fe3+一方面与磷酸根生成难溶盐,一方面通过溶解和吸水可发生强烈水解,并在水解的同时发生各种聚合反应,生成具有较长线性结构的多核羟基络合物,如Fe2(OH)4+2、Fe3(OH)5+4、Fe5(OH)6+9、Fe5(OH)7+8、Fe5(OH)8+7、Fe6(OH)612、Fe7(OH)9+12、Fe7(OH)10+11、Fe9(OH)7+20、Fe12(OH)2+34等。这些含铁的羟基络合物能有效降低或消除水体中胶体的ξ电位,通过电中和,吸附架桥及絮体的卷扫作用使胶体凝聚,再通过沉淀分离将磷去除。铁盐最佳使用pH在8左右。
    传统的铁盐混凝剂有硫酸铁、三氯化铁、硫酸亚铁等。硫酸铁工业品由于考虑纯度及卫生质量等问题很少采用。在实际较多使用的是三氯化铁,生产一吨无水三氯化铁要消耗0.55吨氯气,不仅生产成本高,价钱贵,由于氯气货源的限制,产品也很有限。此外液体三氯化铁运输和贮存存在较多问题,固体三氯化铁易潮解,要用密闭容器包装、运输、贮存,使用都很麻烦。
    新型的铁盐混凝剂主要有聚合铁盐和含铁无机高分子。聚合铁盐有聚合硫酸铁(PFS)、聚亚铁、聚氯硫酸铁(PFCS)等,是近年来发展较快的水处理混凝剂。
    聚合硫酸铁(PFS)又称碱式硫酸铁,简称聚铁。聚铁同传统的三氯化铁、硫酸铁等净水剂相比较,突出特点为:①具有优良的凝聚性能,絮凝体形成速度快,密集度高且质量大,沉降速度快,尤其对低温低浊水有优良的处理效果;②适用水体pH值范围广;③具有较强的去除水中BOD、COD及重金属离子的能力,并且有脱色、脱臭、脱水、脱油等功效,残留的铁离子少;④使用时腐蚀性小。实验表明,用聚铁净化水,不但不会增加亚硝氮及铁的含量,反而会降低它们的含量,因此它是优良的饮用水混凝剂。
    聚铁是在硫酸铁分子簇的网络结构中插入了羟基,形成以OH-作为架桥形成多核配离子,聚铁的盐基度越高,其分子聚合度越大,形成的羟基配合物就具有更多的电荷和更大的表面积,其絮凝性能也就更好,因此在聚铁生产基础上加入少量改性剂,使羟基更易插入硫酸铁的网状结构中就可制得改性的聚铁,其盐基度和聚合度更高,因而其絮凝效果大大优于普通的聚铁。生产聚铁是用磁铁矿粉、硫铁矿烧渣及炼钢烟渣等为原料,以废治废。由此可见,聚铁混凝剂及其生产方法有如下特点:①产品质量纯净,除了硫酸亚铁原料和空气外不加任何其它物质,这是特别清洁的生产工艺,产品的卫生质量可;②生产工艺简单,速度快,成本较低,适用于各种规模的生产,尤其适用于大规模生产;③无潮解性,运输、贮存、使用都方便;④具有传统的三价铁盐的全部优点。
    聚亚铁。将酸洗废液和过量的清洁铁屑、聚合剂、催化剂等混合,在一定条件下,可制得聚亚铁混凝剂。与聚铁相比,聚亚铁离子不需酸化即可将高价金属离子还原成低价金属离子,如可将Cr(Ⅳ)还原成Cr(Ⅲ),该混凝剂在水中一部分电离,另一部分则以线性高分子状态存在,具有电荷中和吸附架桥双连功能,可与活性剂共用,可使胶体物质转变为絮凝体,同时去除废物中的Cu2+、Zn2+、Ni2+等金属离子,成为高效电镀废水净化剂。
    聚氯硫酸铁(PFCS)。利用硫酸盐酸混酸溶解轧钢废钢渣的溶出液等为原料,可制得聚氯硫酸铁。这是新近研究成功的无机高分子混凝剂。它具有优异的电荷中和与吸附架桥功能,用于给水与污水处理时,混凝过程中所成的矾花大,沉降快,除磷效果好,沉降的污泥脱水性能好,无二次污染。而且该净化剂生产工艺简单,原料易得,生产成本低。与聚合氯化铝(PAC)相比,达到相同水质的处理成本可降低30%左右,聚氯硫酸铁在pH6~9范围内具有良好的絮凝去浊性能。它的混凝效果优于聚铁和三氯化铁,可用于饮用水的处理。
    另外,还有一些特殊用途的其它铁盐,主要有铝铁复盐及其水解聚合物,它们可以预先分别羟基化聚合后再加以混合,也可以先混合再加以羟基化聚合,但最终总是要形成羟基化的更高聚合度的无机高分子形态,才会达到优异的絮凝效能,如聚合硫酸氯化铝铁(PAFCS),聚合硫酸铝铁(PFAS)等,它们对污水处理有独特的效能,是其它混凝剂无法比拟的。
    总的来说,铁盐作为除磷的絮凝剂对受纳水体的影响比铝盐和石灰都较小,是三者中最值得推广应用的处理试剂。

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