以PFS為基礎(chǔ)的新型無機復(fù)合高分子絮凝劑(無機鐵系型、其它無機含鐵型)的制備方法、絮凝性能及在水處理中的應(yīng)用的基本情況。
1鐵系無機復(fù)合高分子絮凝劑
在這類絮凝劑中，只含有一種金屬成分Fe(Ⅲ)，但同時含有兩種或兩種以上的酸根離子，它們可以看成是在PFS中引入了其它陰離子而得到的。已經(jīng)報道的有聚合硅酸硫酸鐵、聚硅酸鋁鐵、聚合氯化硫酸鐵等。它們都安全無毒，貯存的穩(wěn)定期長，處理水時pH適用范圍較寬，是良好的水處理劑。
1．0聚合氯化硫酸鐵
聚合氯化硫酸鐵，也稱聚合氯硫酸鐵，以下用PFSC表示，是國內(nèi)早出現(xiàn)的鐵系無機高分子復(fù)合絮凝劑，其液體產(chǎn)品為紅棕色或棕黃色黏稠液體，固體產(chǎn)品未見報道。PFSC的制備可以看作是在PFS中引入c1一。其制備方法大多都以硫酸亞鐵加某種氧化劑為原料¨”，這些方法生產(chǎn)工藝簡單，原料易得，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。還可利用各種含鐵的酸洗廢液及廢鹽酸、廢硫酸等為主要原料制備 ”J，這些方法的大優(yōu)點就是綜合利用了一些生產(chǎn)過程中的廢液，在一定程度上減少了廢液的排放，因而也有相當?shù)难芯亢屯茝V價值。PFSC適應(yīng)原水的濁度和溫度范圍都比較寬，在相同條件下的絮凝效果優(yōu)于PFS、稍好于聚合氯化鋁(PAC)。既可以有效處理多種工業(yè)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。
1．1聚合硅酸硫酸鐵
聚合硅酸硫酸鐵，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，以下用PSPFS表示。PSPFS的液體產(chǎn)品為紅棕色或紅褐色粘稠狀，固體產(chǎn)品尚未見報道。PSPFS制備的基本反應(yīng)可以看成是PFS與聚硅酸聚合，根據(jù)所選擇的原料的不同， 其制備方法主要有以下幾種：(1)以PFS、硅酸鈉(或水玻璃)為原料?。(2)以硫酸鐵、硅酸鈉(或水玻璃)為原料L2J。(3)以硫酸亞鐵、硅酸鈉(或水玻璃)為原料LjJ。上述各方法中，第一、第二種方法完全或基本采用純試劑制備，雖然操作簡單，條件容易控制，反應(yīng)時間短，但制備成本會較高，因而不值得大力推廣。第三種方法因可以充分利用鈦自生產(chǎn)過程的副產(chǎn)品硫酸亞鐵，所以總的制備成本會比較低，有較好的發(fā)展前途。
也有報道以硫酸鋁渣(含氧化硅)和硫鐵礦燒渣(含氧化鐵)為原料制PSPFSl4J，該法工藝相對復(fù)雜一些，但它既生產(chǎn)了絮凝劑，又為工業(yè)廢渣硫酸鋁渣和硫鐵礦燒渣的綜合利用開辟了一條新路，因而具有較高的綜合效益，值得進一步研究和推廣。
PSPFS對一般濁水、污水的COD除去率高、脫色性能好，對高濃度含油污水有很好的凈化效果，對有些工業(yè)廢水(如造紙廢水、印染廢水、垃圾填埋場滲漏液)的處理效果甚至要優(yōu)于PFS，對含氟廢水亦有一定的除氟效果。
在這類復(fù)合絮凝劑中，除了含F(xiàn)e(Ⅲ)一種金屬成分外，還含有另一種金屬成分(目前已經(jīng)報道的只有鋁)；除了含SO4 ，還可以同時含其它酸根離子。它們可以看作是在PFS的基礎(chǔ)上引入了另外的金屬成分及陰離子而得到的，已經(jīng)報道的有聚合硫酸鐵鋁、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，是安全無毒的良好水處理劑。
2．1聚合硫酸鐵鋁
聚合硫酸鐵鋁(PFAS)為紅棕色或紅褐色粘稠液體，可以按下述方法制備：
(1)以硫酸亞鐵為主要原料，加少量硫酸鋁，以硝酸鋁為催化劑制備¨ 。該法工藝簡單但先進，投資省，反應(yīng)快，產(chǎn)品質(zhì)量好。
(2)Ffl,硫鐵礦燒渣為主要原料制備ll 。該法的主要缺點是：對浸出設(shè)備要求高，鐵、鋁的浸出率與浸出時問相互矛盾，工藝相對復(fù)雜、工藝條件較難控制、產(chǎn)品質(zhì)量難以有效地保證，反應(yīng)時間長。但是該法可以很好地綜合利用硫鐵礦燒渣，還可以使用廢硫酸，因此它具有進一步研究并推廣的價值。
PFAS綜合了鐵系和鋁系無機高分子絮凝劑的優(yōu)點，絮體形成速度快、礬花大、沉降快、過濾性強，可除濁、脫色、除臭、除COD，還有較強的除氟能力，可廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)廢水、生活污水及飲用水的混凝處理。
2．2聚合硫酸鐵鋁硅
聚合硫酸鐵鋁硅，也稱聚硅酸硫酸鐵鋁，以下用PFASS表示。其制備方法可以分為以下兩類：
(1)以硅酸鈉(或水玻璃)、硫酸鐵及硫酸鋁為原料制得 。由于全部使用純試劑為原料，生產(chǎn)成本高，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。
(2)先制得聚合硫酸鐵鋁(PFAS)和聚合硅酸，然后聚合制得lJ 。聚合硫酸鐵鋁既可以用硫酸亞鐵與硫酸鋁為主要原料制備，也可以選用硫鐵礦燒渣、粉煤灰、廢鐵屑、廢硫酸等工業(yè)廢棄物為主要原料制備。該法雖然工藝復(fù)雜一些，產(chǎn)品質(zhì)量也難以保證，但它既解決了工業(yè)副產(chǎn)品硫酸亞鐵的出路問題，同時又利用了工業(yè)廢棄物，尤其是大限度地綜合利用了硫鐵礦燒渣，因此在解決了產(chǎn)品質(zhì)量問題后，它將是生產(chǎn)PFASS的佳選擇。
PFASS綜合了鐵系、鋁系和聚硅酸絮凝劑的多重優(yōu)點，在處理廢水過程中可同時發(fā)揮電中和、吸附架橋和網(wǎng)捕卷三種功能，絮凝效果比單獨使用鐵系、鋁系絮凝劑和聚硅酸更好，因此它已經(jīng)成為了當今世界絮凝劑研究的主流。
在不斷對PFS進行延伸開發(fā)，研制出更多新型高效、經(jīng)濟安全的含鐵高分子復(fù)合絮凝劑的同時，應(yīng)當把工作重心放在：研制高濃度液體產(chǎn)品或固體產(chǎn)品，既有利于減少產(chǎn)品的儲存與運輸方面的成本，也方便用戶的使用；盡快制訂各產(chǎn)品質(zhì)量的國家標準，便于產(chǎn)品的生產(chǎn)過程控制與產(chǎn)品的質(zhì)量檢驗與評價；對已有的產(chǎn)品進行改性處理，提高其穩(wěn)定性，改善其絮凝性能；將含鐵高分子復(fù)合絮凝劑與其它適當?shù)男跄齽�、助凝劑或其它藥劑�?fù)配使用，以增強絮凝能力；研制對于一些特殊廢水有良好處理效果的絮凝劑產(chǎn)品；在原料的選用上，充分地利用工業(yè)副產(chǎn)品、邊角廢料、廢液、廢渣；走規(guī)�；�生產(chǎn)的道路，以便于降低能耗、控制產(chǎn)品質(zhì)量、提高經(jīng)濟效益，也便于集中利用工業(yè)副產(chǎn)品和工業(yè)廢棄物。