聚合硫酸鐵是一種性能優(yōu)越的無機高分子絮凝劑，形態(tài)性狀是淡黃色無定型粉狀固體，極易溶于水，10%（質(zhì)量）的水溶液為紅棕色透明溶液，吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛應用于飲用水、工業(yè)用水、各種工業(yè)廢水、城市污水、污泥脫水等的凈化處理。

性能指標：

符合中華人民共和國國家標準《凈水劑聚合硫酸鐵》（GB14591-2006）

應用特點：

新型、優(yōu)質(zhì)、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑，主要用于凈水效果優(yōu)良，水質(zhì)好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質(zhì)，亦無鐵離子的水向轉移，無毒，無害，安全可靠, 除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著等。也用于工業(yè)廢水處理，如印染廢水等，在鑄造、造紙、醫(yī)藥、制革等方面也有廣泛應用。

聚合硫酸鐵與其他無機絮凝劑相比具有以下特點：

1. 新型、優(yōu)質(zhì)、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑；

2. 混凝性能優(yōu)良，礬花密實，沉降速度快；

3. 凈水效果優(yōu)良，水質(zhì)好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質(zhì)，亦無鐵離子的水相轉移，無毒，

無害，安全可靠；

4. 除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著；

5. 適應水體PH值范圍寬為4-11，最佳PH值范圍為6-9，凈化后原水的PH值與總堿度變化幅度小，

對處理設備腐蝕性小；

6. 對微污染、含藻類、低溫低濁原水凈化處理效果顯著，對高濁度原水凈化效果尤佳；

7. 投藥量少，成本低廉，處理費用可節(jié)省20%-50%。

聚合硫酸鐵應用：

聚合硫酸鐵在稀土工業(yè)廢水處理時：例如,裝置使廢水的微小固體顆粒和高濃度的離子膜的表面和始終保持一定距離,大大減少有害物質(zhì)和膜表面有機會避免在膜表面污染,聚合硫酸鐵改善水的循環(huán)過度;這個過程不僅將稀土的提取工藝廢水高濃度的分離與富集氯化銨,稀土行業(yè)標準后廢水的回收,并通過電解過程和太陽能為一個成功的鹽酸和氨水反應堆的復蘇、聚合硫酸鐵減少稀土產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)原材料的回收,也要經(jīng)過的燃料電池使用將能量回收補充說,處理大量的浪費水的成本為40元,為1600噸/天,包含100g/L的氯化銨來計算,通過這個過程,一代的鹽酸和氨的水可以實現(xiàn)利潤11萬元，這不僅對該國的污水處理和處置還原、穩(wěn)定和無害的目標;嚴格控制的稀土工業(yè)廢水中的重金屬和有毒、聚合硫酸鐵有害物質(zhì)含量;在安全、環(huán)保和經(jīng)濟復蘇的前提下,利用廢水、聚合硫酸鐵廢氣的能量和資源,實現(xiàn)廢水、廢氣治理和綜合利用、節(jié)能減排、實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展的目的。

聚合硫酸鐵使用電介質(zhì)電泳技術和滲透膜分離技術相結合的方法對污水回用處理,實現(xiàn)廢水處理技術創(chuàng)新和科技進步,充分發(fā)揮設備的投資和運營效率,適合中國的國情,符合特征內(nèi)蒙古自治區(qū)的廢水處理新技術、聚合硫酸鐵新技術和新設備。若新技術被廣泛應用,將提高礦山企業(yè)在該地區(qū)的工業(yè)廢水的處理和處置水平,聚合硫酸鐵進一步保護和改善生態(tài)環(huán)境,在該地區(qū)促進我們的經(jīng)濟、社會和環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展。

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。

工業(yè)廢水處理：

1、印染廢水處理，替代傳統(tǒng)低分子鐵鹽和鋁鹽的混凝劑，相對傳統(tǒng)混凝劑用量大、混凝效率低、有鋁離子等殘留易造成二次污染的特點，聚合硫酸鐵的投加量在150ppm左右，其用量小，對COD和色度的去除率高，最佳ph值條件為：8.0。

2、電鍍污水處理，可做混凝劑和破絡劑。絡合物主要是銅—氨絡合物，其性質(zhì)穩(wěn)定，pH=11，難以與堿、聚鋁等混凝劑直接發(fā)生沉淀反應。還可以用作中水回用。

3、造紙廢水處理，替代聚合氯化鋁、硫酸鋁等，用作混凝劑，還可以用作造紙污泥脫水，在造紙廢水處理白水回收工序中不可以用聚合硫酸鐵（含強陽離子的聚合物），只能用聚合氯化鋁。

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(shù)PFS的制備采用直接氧化法，此法工藝路線較簡單，用于工業(yè)生產(chǎn)可以減少設備投資和生產(chǎn)環(huán)節(jié)，降低設備成本，但這種生產(chǎn)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：

雙氧水氧化法：

雙氧水(H2O2)在酸性環(huán)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(chǎn)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(guī)定濃度時,停止反應。

利用本法生產(chǎn)聚合硫酸鐵,具有設備簡單、生產(chǎn)周期短、反應不用催化劑、產(chǎn)品不含雜質(zhì)、穩(wěn)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(chǎn)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(chǎn)效率。H2O2成本比較高,它增加了聚合硫酸鐵的生產(chǎn)成本,不利于工業(yè)化生產(chǎn)。

氯酸鉀(鈉)氧化法：

氯酸鉀是廣泛應用于炸藥和火柴工業(yè)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(guī)定濃度即可結束。

該法生產(chǎn)工藝簡單,設備投資少,產(chǎn)品穩(wěn)定性好,反應效率高,無空氣污染。產(chǎn)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(chǎn)品成本高。

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(chǎn)的氯氣仍為氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價鐵。但氯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(huán)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(wěn)定性差,不宜長期保存。

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(yè)硫酸亞鐵為原料,采用工業(yè)硫酸氧化后以工業(yè)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(nèi)。

用HNO3氧化時,成本比較低,反應周期短。所得產(chǎn)品濃度高,易于制成固體產(chǎn)品。若選用工業(yè)一級品原料,所得產(chǎn)品可用于飲用水處理。但反應中生成的NO2,會造成環(huán)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(chǎn)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(yè)化生產(chǎn)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。

催化氧化法:

聚合硫酸鐵在工業(yè)生產(chǎn)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(zhì)中被氧化成三價鐵離子。然后用氫氧化鈉中和,調(diào)整堿化度進行水解,聚合反應制得聚合硫酸鐵。

合成方法：

聚合硫酸鋁液體，將稀硫酸濃度約3%加入到硫酸亞鐵中，再加入亞硝酸鈉與磷酸亞鐵之比約3：100，通入空氣或者氧氣進行氧化，經(jīng)水解，聚合反應制得聚合硫酸鐵。

聚合硫酸鐵固體產(chǎn)品的制造方法：

1、利用液體亞鐵為原料，制勝空氣作氧化劑，經(jīng)過低溫脫水、粉碎、高溫氧化、欣欣然冷卻、調(diào)聚、固化、陳化、粉碎到成品完成。

自來水廠存在的問題：

（1）鋁的毒性危害，鋁是一種慢生毒物，隨水進入人體后會積蓄在腦細胞等組織中，長期飲用鋁混凝劑處理的自來水會引發(fā)老年癡呆癥、心血管病、骨質(zhì)疏松、腎功能紊亂等多種頑癥。根據(jù)國際老年癡呆協(xié)會中國委員會的資料，全球老年癡呆癥患者2400多萬，其中中國患者700多萬，且每年以30萬新增病人的速度增加。西方發(fā)達國家飲用水水質(zhì)標準中鋁的許可含量為0.05毫克/升。我國自來水水中的鋁含量超過此值好幾倍。

（2）供水管道腐蝕問題，由于自來水管道電化學腐蝕問題沒有解決，用戶龍頭水的濁度、色度、鐵含量、細菌等水質(zhì)指標值而大幅度升高了，導致自來水質(zhì)進一步惡化。由于腐蝕，供水金屬管道內(nèi)壁上產(chǎn)生了腐蝕，水流阻力不斷增大，供水電耗隨之逐年增高，由此造成了巨大的電能損耗。供水管道腐蝕穿孔后，大量自來水白白地漏走了，同時供水管道使用壽命大幅度縮短。

注意事項：

因原水性質(zhì)各異，應根據(jù)不同情況，現(xiàn)場調(diào)試或作燒杯試驗，取得最佳使用條件和最佳投藥量以達到最好的處理效果。

1、使用前，將本產(chǎn)品按一定濃度（10-30%）投入溶礬池，注入自來水攪拌使之充分水解，靜置至呈

紅棕色液體，再兌水稀釋到所需濃度投加混凝。水廠亦可配成2-5%直接投加，工業(yè)廢水處理直接配

成5-10%投加。

2、投加量的確定，根據(jù)原水性質(zhì)可通過生產(chǎn)調(diào)試或燒杯實驗視礬花形成適量而定，制水廠可以原用的

其它藥劑量作為參考，在同等條件下本產(chǎn)品與固體聚合氯化鋁用量大體相當，是固體硫酸鋁用量的

1/3-1/4。如果原用的是液體產(chǎn)品，可根據(jù)相應藥劑濃度計算酌定。大致按重量比1:3而定。

3、使用時，將上述配制好的藥液，泵入計量槽，通過計量投加藥液與原水混凝。

4、一般情況下當日配制當日使用，配藥需要自來水，稍有沉淀物屬正常現(xiàn)象。

5、注意混凝過程三個階段的水力條件和形成礬花狀況。

(1)凝聚階段：是藥液注入混凝池與原水快速混凝在極短時間內(nèi)形成微細礬花的過程，此時水體變

得更加渾濁，它要求水流能產(chǎn)生激烈的湍流。燒杯實驗中宜快速（250-300轉/分）攪拌

10-30S，一般不超過2min。

(2)絮凝階段：是礬花成長變粗的過程，要求適當?shù)耐牧鞒潭群妥銐虻耐Ａ魰r間（10-15min），至

后期可觀察到大量 礬花聚集緩緩下沉，形成表面清晰層。 燒杯實驗先以150轉/分攪拌約

6分鐘，再以60轉/分攪拌約4分鐘至呈懸浮態(tài)。

(3)沉降階段：它是在沉降池中進行的絮凝物沉降過程，要求水流緩慢，為提高效率一般采用斜管

（板式）沉降池（最好采用氣浮法分離絮凝物），大量的粗大礬花被斜管（板）壁阻擋而沉積

于池底，上層水為澄清水，剩下的粒徑小、密度小的礬花一邊緩緩下降，一邊繼續(xù)相互碰撞結

大，至后期余濁基本不變。燒杯實驗宜以20-30轉/分慢攪5分鐘，再靜沉10分鐘，測余濁。

6、強化過濾，主要是合理選用濾層結構和助濾劑，以提高濾池的去除率，它是提高水質(zhì)的重要措施。

7、本產(chǎn)品應用于環(huán)保、工業(yè)廢水的處理，使用方法與制水廠大體相同，對高色度、高COD、BOD的原水處理，輔以助劑作用效果甚佳。

8、采用化學混凝法的企業(yè)，原用的設備無需作大的改造，只需增設溶礬池即可使用本產(chǎn)品。

9、本產(chǎn)品須保存在干燥、防潮、避熱的地方（< 80℃，切勿損壞包裝，產(chǎn)品可長期儲存）。

10、本產(chǎn)品必須溶解才能使用，溶解設備和加藥設施應采用耐腐蝕材料。

使用方法：

本產(chǎn)品廣泛應用于生活飲用水，工業(yè)循環(huán)水及化工、石油、礦山、造紙、印染、釀造、鋼鐵、煤氣等行業(yè)工業(yè)廢水的凈化處理，對不同地區(qū)不同種類的水源均能達到理想的效果。

使用時，一般將液體聚合硫酸鐵配成10%--50%的水溶液（在源水濁度較高時可直接投加），固體聚合硫酸鐵配成10%--30%的水溶液，然后根據(jù)具體情況將配好的溶液按最佳的條件和藥量投入，經(jīng)充分攪拌后可得到最佳的混凝效果。

用量可根據(jù)原水的不同渾度，測定最佳投藥量，一般混濁（濁度在100-500mg/L）水，每千噸使用本品30-50公斤，非飲用水高濁度工業(yè)污水可適當投加量 。

工業(yè)廢水處理時，將一等品聚合硫酸鐵稀釋至1-2倍的水溶液。在源水濃度較高、處理水量較大時，可直接投加。然后根據(jù)試驗室模擬試驗的結果按最佳的工藝條件和藥量投加，經(jīng)充分攪拌、混凝沉降后，可以得到澄清的出水。

凈水廠亦可稀釋2-5倍后投加。投加量的確定，根據(jù)原水性質(zhì)可通過生產(chǎn)調(diào)試或燒杯實驗視礬花形成適量而定，制水廠可以原用的其它藥劑量作為參考，在同等條件下本產(chǎn)品與固體聚合氯化鋁用量大體相當，是固體硫酸鋁用量的1/2-1/3。如果原用的是液體產(chǎn)品，可根據(jù)相應藥劑濃度計算酌定，大致按重量比1:3而定。

大量實踐證明，普通聚合硫酸鐵在多數(shù)情況下難以達到預期的目的，一般情況下需要根據(jù)使用介質(zhì)、使用地點進行劑型選擇試驗來確定合適的23黔SC應用科技劑型和初步使用量，再進行工業(yè)化動態(tài)試驗來確定最佳投藥點和最佳投藥里。以利于聚合硫酸鐵在礦冶領域應用范圍的不斷拓展。