鐵系復合高分子絮凝劑在廢水處理中的研究

王秀玲，馮曉翔

（天津渤海職業技術學院，天津 300402）

鐵系復合高分子絮凝劑在廢水處理中的研究

王秀玲，馮曉翔

（天津渤海職業技術學院，天津 300402）

復合高分子絮凝劑是近年來人們關注的新型、高效水和廢水處理藥劑。本文就近年來國內外鐵系復合高分子絮凝劑的研究進展進行了綜述，分析了其存在的主要特點，提出了今后研究工作的建議。

絮凝；復合高分子絮凝劑；鐵鹽

絮凝技術是當前污水治理與節水、污水無害化資源化處理技術領域中應用最廣泛、用量最大的前處理技術。而絮凝劑的使用是影響絮凝技術處理效果和處理成本的主要因素。隨著水質監測的要求越來越嚴格，單一絮凝劑已經不能滿足當前污水處理要求，兩種及以上的絮凝劑在一定條件下通過混合反應生成的新型復合絮凝劑可以在水和廢水處理中取得良好的絮凝效果，同時降低絮凝成本，也拓展了絮凝劑的應用范圍。本文就鐵系復合絮凝劑的組成及絮凝性能進行了分析綜述，研究其在化工廢水中的發展及應用。

1 鐵系無機復合高分子絮凝劑

鐵系無機復合高分子絮凝劑中只含有一種金屬成分Fe3+，同時引入其他陰離子形成兩種或兩種以上的酸根離子復合而成。已經生成的有聚合硅酸硫酸鐵、聚合磷酸硫酸鐵、聚合氯化硫酸鐵等。它們無毒安全，穩定期長且對pH范圍要求較寬，是生態良好的水處理劑之一。

1.1 聚合氯硫酸鐵

聚合氯化硫酸鐵（PFSC），也稱聚合氯硫酸鐵，是國內最早出現的鐵系無機高分子復合絮凝劑，為紅棕色或棕黃色黏稠液體。PFSC大多以FeSO4與某種氧化劑為原料，這些方法生產工藝簡單，原料生產成本低，產品質量穩定。另外，有研究表明[1]將各種含鐵的酸洗廢液及廢鹽酸、廢硫酸等作為原料中鐵系主要來源，同樣可以得到PFSC絮凝劑。這些方法的最大優點就是將含鐵廢液進行了綜合利用，大大減少了廢液的排放。PFSC對待處理水的濁度和溫度范圍較寬，絮凝效果在相同的條件下優于PFS和PAC。這類絮凝劑既可以有效處理多種工業廢水及城市綜合性污水，也可用于飲用水處理，還可用于污泥脫水處理。

1.2 聚合磷硫酸鐵

聚合磷硫酸鐵（PPFS），又稱聚合磷酸硫酸鐵、聚磷硫酸鐵，PPFS制備的基本原理是在硫酸亞鐵、硫酸鐵或PFS中引入（磷酸鈉），其產品有液體和固體兩種，液體為紅棕色或紅褐色黏稠液體，固體為淡黃色或紅棕色顆粒。PPFS對城鎮生活污水及綜合性工業廢水的去濁、脫油以及脫色等方面的效果優于PFS，另外，與其他類型的絮凝劑相比，可以更好的絮凝水體中懸浮物、硫化物和COD及微型藻類，同時混凝沉淀水體中的某些重金屬（如銅、鉛、鎳及鉻等）離子[2]。

1.3 聚合硅酸硫酸鐵

聚合硅酸硫酸鐵（PFSS）是一種新型絮凝劑，也稱聚硅酸聚合硫酸鐵、活性硅酸聚合硫酸鐵、聚合硫酸硅酸鐵，具有無毒、絮體顆粒沉降速度快等優點。PFSS主要是PFS與聚硅酸聚合而成的紅棕色或紅褐色粘稠狀液體，其選擇的原料主要以PFS、硫酸鐵、硫酸亞鐵分別與硅酸鈉結合形成。

研究表明[3]PFSS對一般濁水、污水的COD除去率高、脫色性能好。對造紙廢水、印染廢水、垃圾填埋場滲漏液的處理效果優于PFS，另外可以除去含氟廢水中的氟。

2 其它含鐵無機復合高分子絮凝劑

研究表明[4]，在某些絮凝劑中除了含Fe3+及外，還可以含有另一種金屬成分以及其他酸根離子，將另外的金屬成分及陰離子引入PFS合成新的絮凝體如聚合硫酸鐵鋁、聚合硫酸鐵鋁硅、聚合硫酸氯化鐵鋁等。它們都具有較寬的pH適用范圍，是生態環保的良好水絮凝劑。

2.1 鋁鐵共聚復合絮凝劑

大量研究[5]將鋁、鐵共聚合成新的聚合物，使其兼具一般鋁鹽、鐵鹽的特點，其主要形成物為聚合硫酸鐵鋁(PFAS)，為紅棕色或紅褐色粘稠液體，一般以硫酸亞鐵為主要原料，加少量硫酸鋁，在硝酸鋁為催化劑[5]的條件下制成。它綜合了鋁系和鐵系無機高分子絮凝劑的優點，相對分子質量較大，降低了純鋁鹽絮凝劑處理的礬花生成慢、沉降慢以及鐵鹽絮凝劑中色度高、出水渾濁的缺陷，具有絮體形成速度快、礬花大、沉降速度快、有較高的過濾性等特點，可除濁、脫色、除臭、降低污水中COD含量，除氟能力較之其他絮凝劑有很大提高，被廣泛應用于各種工業廢水、生活污水及飲用水的混凝處理中。

2.2 鐵鹽有機高分子復合絮凝劑

隨著絮凝劑的不斷發展，江霜英等[6]以天然物質甲殼素制備殼聚糖，并用殼聚糖、聚合鋁和三氯化鐵制成了復合絮凝劑CAF。這類有機高分子復合絮凝劑與其他絮凝劑相比絮凝效果更佳，而且用量少，絮凝速度快，而且由于有機高分子中的長鏈大分子的拖拉和網捕作用，其凈水效果明顯優于無機高分子絮凝劑。

3 發展趨勢及建議

綜上所述，鐵系高分子絮凝劑在實際應用中具有很多優點，對其后續開發有以下建議：

3.1 當前主要精力放在絮凝劑合成及應用上，應進一步加強對絮凝劑機理方面的研究，應用現代先進的檢測技術，結合廢水水質、生產過程、混凝過程的實際狀況，確定其形態分布、轉化及相互作用，進行合理研發和使用。

3.2 擴展絮凝劑的應用范圍。針對不同的水質特征，復合絮凝劑表現出不同的處理效果。應選用最佳的絮凝劑和投加工藝操作流程，同時，加強對絮凝劑應用過程中投藥的控制技術、配合使用技術、絮凝劑性能的比較及高效反應器等的基礎研究，提高混凝效率和出水水質。

3.3 雖然無機高分子絮凝劑具有優良的絮凝性能，但是其缺陷依然存在，如用量大、穩定性差等。因此，提高鐵系絮凝劑的穩定性和效率，也應是絮凝劑研發使用過程中重要方向之一。

［1］鄭曉虹，何曉云，鐘超陽，等．硫酸鋁渣和硫鐵礦燒渣制聚硅酸硫酸鐵的研究[J]．安全與環境學報，2005，5(1):60-63．

［2］陳杰山.國內含鐵無機復合高分子絮凝劑開發的進展[J].廣東化工，2010，37(2):85-86.

［3］陳同云，古緒鵬，檀杰.高效復合絮凝劑的研制與性能研究[J].上海環境科學，2001，20(4):178-180.

［4］向群，鄧勇林．復合絮凝劑制備工藝研究[J]．廣東化工，2008，35(12)：23-25．

［5］張民權．一種新型高效的水處理劑-復合聚合硫酸鐵鋁[J]．凈水技術，1998，63(1)：24-25.

［6］江霜英，等.復合混凝劑CAF的研制與凈水效果試驗[J].化工環保，2000，20(5):32-35.

Researches on and development of ferric-salt composite flocculants

WANG Xiu-lingFENG Xiao-xiang
(Tianjin Bohai Vocational Technical College，Tianjin 300402,China)

In recent years,organic high polymer composite flocculants have become the most efficient water treatment agents in the sewage treatment.In this paper,it introduces a series of ferric-salt high polymer composite flocculants and analyses their characters.Besides,it also points out the further developing ways of inorganic compound high polymer coagulants.

flocculating;compound high polymer coagulant;ferric-salt

10.3969/j.issn.1008-1267.2012.05.015

TQ424.2

A

1008-1267（2012）05-0044-02

2012-06-20