聚合硫酸鐵凈水原理是聚合硫酸鐵水解后產(chǎn)生大量的[Fe4(H2O)6]、[Fe2(H2O)6]、[Fe (OH)2]等多核絡(luò)合物，通過(guò)吸附、架橋、交聯(lián)等作用，能使水中的膠體微粒凝結(jié)在一起，與此同時(shí)還發(fā)生了一系列的物理化學(xué)變化，并使得它們具有很強(qiáng)的電中和能力，從而降低了膠團(tuán)的電位，破換了膠團(tuán)的不亂性，促使膠?？焖倌Y(jié)沉淀。
聚合硫酸鐵的分子通式一般可表示為[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m。聚合硫酸鐵的生產(chǎn)方法多種多樣,但都包括了氧化、水解和聚合等過(guò)程。若按氧化方式的不同來(lái)劃分,聚合硫酸鐵的生產(chǎn)方法主要可分為二大類:(1)直接氧化法,即采用強(qiáng)氧化劑(如 NaClO、KClO3、H2O2和MnO2等)直接將亞鐵離子氧化為鐵離子,再經(jīng)水解和聚合而得到聚合硫酸鐵; (2)催化氧化法,即在催化劑的作用下,利用空氣或氧氣將亞鐵離子氧化為鐵離子,同樣經(jīng)水解和聚合而得到聚合硫酸鐵。直接氧化法因?yàn)檠趸瘎┫牧亢艽?成本過(guò)高,加之由氧化劑而引進(jìn)的殘留物的分離費(fèi)用較大,不分離又將影響產(chǎn)品的質(zhì)量,所以難以工業(yè)化生產(chǎn)。目前,國(guó)內(nèi)外工業(yè)化生產(chǎn)聚合硫酸鐵普遍采用催化氧化法,并且主要是選用硝酸等作為催化劑。在催化劑的作用下,硫酸亞鐵在酸性環(huán)境下經(jīng)氧化、水解和聚合等過(guò)程即制得了一種棕紅色、粘稠狀液體聚合硫酸鐵。
聚合硫酸鐵形態(tài)性狀是淡黃色無(wú)定型粉狀固體，極易溶于水，10%（重量）的水溶液為紅棕色透明溶液，吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛應(yīng)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。聚合硫酸鐵廠家研究了填料塔工藝制備聚合硫酸鐵的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，考察了反應(yīng)溫度、催化劑用量、亞鐵初始濃度、氧氣用量、硫酸用量等因素對(duì)Fe2+氧化速率及催化劑催化指數(shù)的影響，獲得了質(zhì)量較好的聚合硫酸鐵產(chǎn)品；對(duì)該產(chǎn)品進(jìn)行了分子形態(tài)學(xué)的分析，借助傅立葉紅外光譜圖、X射線衍射譜圖、掃描電鏡照片及透射電鏡照片觀察了聚合硫酸鐵產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)與形貌；并進(jìn)一步考察了本論文合成聚合硫酸鐵產(chǎn)品的混凝性能。通過(guò)填料塔工藝制備硫酸鐵的實(shí)驗(yàn)過(guò)程研究，得到以下結(jié)論： 研究了填料塔工藝合成聚合硫酸鐵的實(shí)驗(yàn)過(guò)程。結(jié)果表明，填料塔工藝可實(shí)現(xiàn)低溫常壓條件下聚合硫酸鐵的合成。通過(guò)考察反應(yīng)溫度、催化劑用量、亞鐵初始濃度、氧氣用量、硫酸用量等因素對(duì)Fe2+氧化速率及催化劑催化指數(shù)的影響，確定適宜的合成工藝條件。進(jìn)一步的連續(xù)操作實(shí)驗(yàn)表明：經(jīng)過(guò)240～300 min連續(xù)實(shí)驗(yàn)得到符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的聚合硫酸鐵產(chǎn)品。研究了聚合硫酸鐵產(chǎn)品中鐵的分子形態(tài)。采用Fe-Ferron逐時(shí)絡(luò)合比色法測(cè)定了不同形態(tài)鐵的含量，借助傅立葉紅外光譜、X射線衍射儀器分析手段與掃描電鏡、透射電鏡等電鏡分析表征手段觀察了聚合硫酸鐵的結(jié)構(gòu)與形貌，結(jié)果顯示：填料塔工藝合成的聚合硫酸鐵產(chǎn)品為含有少量晶體的無(wú)定型態(tài)產(chǎn)品。填料塔工藝合成的聚合硫酸鐵產(chǎn)品具有良好的混凝效果，是一種優(yōu)良的凈水材料。
聚合硫酸鐵與其他無(wú)機(jī)絮凝劑相比具有以下特點(diǎn)：
新型、、鐵鹽類無(wú)機(jī)高分子絮凝劑；
混凝性能優(yōu)良，礬花密實(shí)，沉降速度快；
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(wú)鐵離子的水相轉(zhuǎn)移，，無(wú)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；
適應(yīng)水體PH值范圍寬為4-11，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(duì)處理設(shè)備腐蝕性??；
對(duì)微污染、含藻類、低溫低濁原水凈化處理效果顯著，對(duì)高濁度原水凈化效果尤佳；
投藥量少，成本低廉，處理費(fèi)用可節(jié)省20%-50%。
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