直接氧化法和離子膜電滲析法制備聚合硫酸鐵工藝的比較

陳倩如，汪小堯，汪婷婷，劉曉瑞，張旭

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直接氧化法和離子膜電滲析法制備聚合硫酸鐵工藝的比較

陳倩如，汪小堯，汪婷婷，劉曉瑞，張旭

（合肥工業大學化學與化工學院，安徽合肥230009）

研究并比較了制備聚合硫酸鐵（PFS）的兩種不同工藝。首先，使用直接氧化法制備PFS，主要考察反應溫度、反應時間、原料中硫酸亞鐵和硫酸的摩爾比對產品鹽基度的影響，研究結果表明當反應溫度從室溫增加到70℃，鹽基度由7.68%增加到9.34%；當原料摩爾比從2.01增加到4.08，鹽基度從8.65%增加到11.91%；延長反應時間不能提高鹽基度。其次，使用離子膜電滲析法制備PFS，主要考察電流密度和膜堆構型對產品鹽基度的影響，研究結果表明電流密度從0增加到30mA/cm2，鹽基度從7.68%顯著增加到20.13%；改變膜堆構型不影響PFS的鹽基度，但是相比BP-A膜堆構型，BP-A-C膜堆構型可減少過程能耗。最后，從產品性能、生產成本兩方面比較兩種制備工藝，結果表明離子膜電滲析法制得的PFS性能優于直接氧化法的產品性能，但生產成本至少高出1.16$/L PFS。

離子交換；膜；混凝；化學反應

聚合硫酸鐵（簡稱PFS，[Fe2(OH)(SO4)3-n/2]，＞2，＜10）是一種鐵鹽類無機高分子絮凝劑，其分子量高達105，在水溶液中以OH–為架橋形成多種絡合離子，如[Fe2(OH)2]4+、[Fe3(OH)4]5+、[Fe(OH)]2+等[1-4]。PFS安全無害、用量少、吸附絮凝性強、形成的泥漿脫水性好，對水中的BOD、COD、重金屬有著良好的去除性能，同時也具備脫色、除臭、破乳及污泥脫水等功能[5-6]，因此，被廣泛運用于工業用水、城市污水和生活飲用水等領域[7]。

PFS的制備原料主要是硫酸和硫酸亞鐵，兩者經過氧化、水解和聚合制得PFS[8-9]。……