聚合硫酸铁是一种高效无机高分子混凝剂,凭借其强吸附性和反应活性,在水处理及相关领域应用广泛,以下从核心作用、适用场景到具体操作步骤展开详细说明。
一、核心作用
1. 高效混凝絮凝:PFS溶于水后迅速水解,生成大量带正电荷的多核络合离子(如 [Fe₂(OH)₄]²⁺ 、 [Fe₃(OH)₆]³⁺ ),可快速中和水中带负电的胶体颗粒(如黏土、有机物胶体),破坏胶体稳定性;同时,其长链状分子结构能在脱稳颗粒间“架桥”,将细小颗粒聚合成更大、更密实的絮体(俗称“矾花”),最终通过沉淀或过滤实现固液分离,高效去除水中悬浮物(SS)。
2. 深度污染物去除:
- 脱色:对印染废水、食品加工废水等含有的有机色素(如偶氮染料、蒽醌染料),通过吸附和络合作用实现脱色,脱色率可达80%-95%。
- 除磷:Fe³⁺与水中磷酸根离子( PO₄³⁻ )反应生成难溶于水的磷酸铁( FePO₄ )沉淀,是市政污水、工业废水除磷的关键药剂,能将总磷(TP)降至0.5mg/L以下,满足排放标准。
- 降COD/BOD:絮凝过程中,絮体可包裹水中部分有机物(如小分子脂肪酸、蛋白质),辅助降低化学需氧量(COD)和生化需氧量(BOD),尤其适用于预处理或生化处理后的强化处理。
3. 污泥调理与辅助功能:作为污泥脱水剂,可破坏污泥胶体的亲水性,降低污泥含水率(通常能将污泥含水率从98%降至80%-85%),改善污泥脱水性能,便于压滤或离心处理;同时,其水解产物氢氧化铁胶体具有一定杀菌能力,可抑制水体中细菌、藻类繁殖。
二、主要使用场景
1. 市政水处理
- 自来水预处理:用于自来水厂原水(江河水、水库水)澄清,去除原水中的藻类、胶体颗粒、色度和部分有机物,降低后续消毒难度,保障饮用水安全,且残留Fe³⁺易被人体代谢,无铝盐混凝剂的健康风险。
- 城市生活污水处理:在污水厂一级沉淀中去除悬浮物,二级生化处理后用于“深度除磷”,避免出水富营养化,同时辅助降低COD和SS,确保达标排放。
2. 工业废水处理
- 印染废水:针对活性染料、分散染料废水,兼具脱色、除COD和悬浮物功能,是印染行业主流处理药剂。
- 含油废水:处理油田采出水、机械加工乳化油废水时,可破乳并吸附油滴,形成油-絮体复合物沉淀,除油率超90%。
- 重金属废水:对电镀废水(含Cr³⁺、Ni²⁺、Pb²⁺)、矿山废水(含Zn²⁺、Cu²⁺),通过Fe³⁺与重金属离子共沉淀或络合,实现重金属去除,达标率高。
- 造纸/食品废水:去除造纸废水中的细小纤维、填料(如碳酸钙),以及食品废水中的蛋白质、淀粉等有机物,降低后续处理负荷。
3. 其他特殊场景
- 水产养殖水体净化:适量投加可去除养殖水体中的残饵、粪便和藻类,改善水体透明度,维持水质稳定(需严格控制剂量,避免影响水生生物)。
- 污泥脱水:在市政污泥、工业污泥(如印染污泥、化工污泥)脱水前投加,作为调理剂提升脱水效率,减少污泥外运成本。
三、具体操作步骤
1. 前期准备(关键:避免直接投加固体)
- 药剂溶解:PFS固体需先溶解为液体(浓度5%-10%,即100kg水加5-10kg固体PFS),使用塑料或玻璃钢溶解罐,严禁用铁制容器(Fe³⁺会与铁容器反应);溶解时缓慢投加固体,同时开启搅拌(转速60-100r/min),搅拌15-20分钟,直至无明显颗粒,形成均匀黄褐色液体。
- 水质检测:检测待处理水的pH值(PFS最佳作用pH为6-9,若pH<5或>10,需先调节:酸性水加氢氧化钠/石灰,碱性水加硫酸/盐酸)、悬浮物(SS)浓度、COD/TP值,确定大致投加量(参考:生活污水投加30-80mg/L,工业废水50-150mg/L)。
2. 投加与混合(核心:快速搅拌+慢速絮凝)
- 投加方式:将溶解后的PFS液体通过计量泵(如电磁计量泵)定量注入待处理水中,投加点选在水泵出口或管道混合器前,确保药剂与水初步混合。
- 一级搅拌(快速混合):开启快速搅拌装置(转速150-200r/min),搅拌1-3分钟,目的是让PFS与水充分接触,形成微小絮核(肉眼难见),避免药剂局部浓度过高。
- 二级搅拌(慢速絮凝):降低搅拌转速至30-60r/min,搅拌10-15分钟,此时微小絮核会逐渐聚集形成较大矾花(直径2-5mm,呈黄褐色、密实有韧性),搅拌过慢易导致矾花沉降,过快则会打碎矾花,影响沉淀效果。
3. 沉淀与分离
- 静置沉淀:将形成矾花的水引入沉淀池,关闭搅拌,静置20-30分钟(根据水量调整,水量大时可延长至40分钟),让矾花自然沉降至池底,上层形成澄清液。
- 后续处理:澄清液可直接排放(若达标)或进入后续过滤工序(如石英砂过滤);沉淀池底的污泥(含矾花和杂质)可排入污泥浓缩池,后续加PFS调理后进行脱水(如板框压滤、离心脱水),脱水后污泥可外运处置(如填埋、焚烧)。
4. 效果验证与调整
- 取样检测:沉淀后取上层澄清液,检测SS、COD、TP、色度等指标,判断是否达标。
- 投加量调整:若SS未达标(如>20mg/L),可适当增加投加量(每次增加10-20mg/L);若出现矾花细小、沉淀慢,可能是投加量不足或pH不合适,需重新调节pH或补加药剂;若上清液浑浊带细小矾花,可能是投加量过多,需减少剂量。
5. 注意事项
- 安全防护:PFS液体呈酸性(pH约1-2),操作时需戴橡胶手套、防护眼镜,避免接触皮肤和眼睛,若不慎接触,立即用大量清水冲洗。
- 储存要求:固体PFS存放在干燥通风处,避免受潮结块;溶解后的液体建议24小时内使用完毕,长时间存放易失效。
- 应急处理:若投加过量导致出水泛黄(Fe³⁺残留),可投加少量硫化钠(生成FeS沉淀)或活性炭吸附,降低Fe³⁺浓度。

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