泰州聚合硫酸鐵
(6）氮氧化物催化氧化法:硫酸亞鐵和硫酸為原料、硝酸為氧化劑的合成法與以硫酸亞鐵、硫酸、氧氣為原料, 硝酸為催化劑的合成法的反應機理是完全不同的[10]。前者是以液體硝酸為氧化劑,還原產物NO逸出溶液,不具有任何催化作用。這種方法的特點是硝酸用量大,Fe2+完全靠硝酸中的正五價氮氧化,屬于液液反應。后者是以硝酸為催化劑,其特點是在硫酸、硫酸亞鐵和水的混合液中加入少量的硝酸,還原產物NO再與O2反應,生成NO2,NO2再氧化Fe2+,如此循環,直至Fe2+被完全氧化為止。該方法是一種氣液反應。最近,美國也有利用類似原理生產聚合硫酸鐵的專利[11],其生產過程是在70～150℃,一定的壓力、氮氧化物的催化作用下,用氧氣將Fe2+氧化成Fe3+。
其生產過程是:將硫酸亞鐵和硫酸的混合液噴入反應器,并保持反應液占反應器總體積的1/3。溶液在噴射過程中,與氣相中的NO、NO2和O2反應,最后生成聚合硫酸鐵。經測定,溶液中含有大量大分子絡合物。氧化反應生成的聚合硫酸鐵中含有NOx,需將其送至脫氮器,并向脫氮器中充入氧,使脫出NOx的混合氣體再循環到反應器使用。此法的原理與反應塔法制備聚合硫酸鐵的原理相同。它們的區別在于,前者是將液體噴射霧化,后者是利用填料的較大比表面積,加強氣體的吸收過程,提高反應速度。由于原料硫酸亞鐵在生產和運輸過程中往往混入雜質,這對聚合硫酸鐵的生產設
備提出了更高的要求。在采用填料塔法生產時,原料不經預處理可以直接用于生產。
另外,采用填料塔法生產,可以在較低的溫度和常壓下進行,具有安全方便的特點。氮氧化物在催化氧化過程中消耗很少,而且可以循環使用,這樣既不會造成浪費,也不會帶來污染問題。
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。
