四平聚合硫酸鐵絮凝劑
（5）催化氧化法:聚合硫酸鐵在工業生產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中被氧
化成三價鐵離子。然后用氫氧化鈉中和,調整堿化度進行水解,聚合反應制得聚合硫酸鐵。其制備原理如下:
（1）催化氧化反應(慢反應):
2FeSO4 + (1/2)O2 + H2SO4—→ Fe2(SO4) 3 + H2O
（2）水解反應(快反應):
Fe2(SO4) 3+ H2O —→ Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 + (n/2) H2SO4
（3）聚合反應(快反應):
m[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2] —→[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 ] m
其中:n?2,m?f(n)
2NO + O2 —→ 2NO2
2 FeSO4 + H2SO4 + NO2 —→ Fe2 (SO4 ) 3 + NO + H2O
Fe2(SO4) 3+ nNaOH —→ Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 + (n/2) Na2SO4
m[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2] —→[Fe2(OH)n(SO4) 3-n/2 ] m
副反應:
2NO2 + HO2 —→ HNO2 + NO
此法簡單易行,但尚有不足之處。催化劑NaNO2是致癌物質,且生產過程中投加量大,產品中的亞硝酸根離子易超標,限制了其在飲用水處理中的應用;氮的氧化物排出,污染環境,后處理工序復雜;反應速率慢,要適應大規模工業化生產，需采用改進措施。為解決上述不足,不少研究者提出了許多有意義的改進方法，如加溫加壓,改善生產工藝,添加助催化劑，配以強力攪拌,尋找更為有效且無毒的催化劑等。采用催化法生產聚合硫酸鐵,雖然已進入了工業化的階段，但在改進工藝和設備,縮短反映時間,提高生產效率，降低生產成本和能耗等方面，仍有待科研工作者去進一步研究解決。
聚合硫酸鐵是一種新型無機高分子絮凝劑，廣泛用于各種工業污水的混凝凈化處理。本文采用直接氧化法制備液態硫酸聚鐵，考察了氧化劑用量，氧化溫度，濃硫酸用量，氧化劑加入速度,反應時間和產品穩定性等因素對聚合硫酸鐵合成的影響, 并制備出產品質量穩定,總鐵含量和鹽基度均符合行業標準和國家標準的產品。
關鍵詞：聚合硫酸鐵；鹽基度；絮凝性能聚合硫酸鐵的性質
鐵鹽和鋁鹽都是傳統無機鹽類絮凝劑, 具有相似的水解,聚合行為。對鐵鹽水解過程的研究表明,鐵離子的穩定溶膠也能通過加堿方式制備。日本三上八州家等研究開發了聚合硫酸鐵(PFS),于1974年申請了首個專利,20世紀80年代在水處理中得到廣泛應用,取得了良好的效果[1]。PFS是在硫酸鐵分子族的網狀結構中插入羥基后形成的一種無機高分子絮凝劑,可有效去除水中的懸浮物、有機物、硫化物、亞硝酸鹽、膠體及金屬離子。PFS具有除臭、破乳及污泥脫水等功能,對浮游微生物也有較好的去除作用。PFS處理含油污水的效果遠比硫酸亞鐵顯著, 且對金屬設備的腐蝕性較小,但產生的污泥量較多、出水帶色。
聚合硫酸鐵(PFS)也稱堿式硫酸鐵或羥基硫酸鐵，其分子式一般可表示為[Fe2(OH)n(S04)3- n／2]m[2]。它是硫酸鐵在水解一絮凝過程中的一個中間產物。液體聚合硫酸鐵本身含有大量的聚合陽離子，如[Fe3(0H)4]5+、[Fe6(OH)12]6+、[Fe4(OH)4]6+,其在水溶液中存在著[Fe(H20)6]3+、[Fe2(H20)3]3+、[Fe(H20)2]3+等。聚合硫酸鐵作為一種新型無機高分子絮凝劑，聚合硫酸鐵同傳統的無機鹽類混凝劑相比，有以下優點：
(1)絮粒(絮凝體)形成速度快，顆粒密實，比重大，沉降速度快。
(2)對于各種廢水中的CoD、BoD、色度及重金屬均有良好的去除效果。
(3)絮粒(絮凝體)同微生物的結合能力強，因而對浮游生物等微生物有良好的去除效果。
(4)在應用過程中,原水水溫及pH值適應范圍較廣。
(5)能降低出水中亞硝氮及鐵的含量。
