王秀玲，冯晓翔

（天津渤海职业技术学院，天津 300402）

铁系复合高分子絮凝剂在废水处理中的研究

王秀玲，冯晓翔

（天津渤海职业技术学院，天津 300402）

复合高分子絮凝剂是近年来人们关注的新型、高效水和废水处理药剂。本文就近年来国内外铁系复合高分子絮凝剂的研究进展进行了综述，分析了其存在的主要特点，提出了今后研究工作的建议。

絮凝；复合高分子絮凝剂；铁盐

絮凝技术是当前污水治理与节水、污水无害化资源化处理技术领域中应用最广泛、用量最大的前处理技术。而絮凝剂的使用是影响絮凝技术处理效果和处理成本的主要因素。随着水质监测的要求越来越严格，单一絮凝剂已经不能满足当前污水处理要求，两种及以上的絮凝剂在一定条件下通过混合反应生成的新型复合絮凝剂可以在水和废水处理中取得良好的絮凝效果，同时降低絮凝成本，也拓展了絮凝剂的应用范围。本文就铁系复合絮凝剂的组成及絮凝性能进行了分析综述，研究其在化工废水中的发展及应用。

1 铁系无机复合高分子絮凝剂

铁系无机复合高分子絮凝剂中只含有一种金属成分Fe3+，同时引入其他阴离子形成两种或两种以上的酸根离子复合而成。已经生成的有聚合硅酸硫酸铁、聚合磷酸硫酸铁、聚合氯化硫酸铁等。它们无毒安全，稳定期长且对pH范围要求较宽，是生态良好的水处理剂之一。

1.1 聚合氯硫酸铁

聚合氯化硫酸铁（PFSC），也称聚合氯硫酸铁，是国内最早出现的铁系无机高分子复合絮凝剂，为红棕色或棕黄色黏稠液体。PFSC大多以FeSO4与某种氧化剂为原料，这些方法生产工艺简单，原料生产成本低，产品质量稳定。另外，有研究表明[1]将各种含铁的酸洗废液及废盐酸、废硫酸等作为原料中铁系主要来源，同样可以得到PFSC絮凝剂。这些方法的最大优点就是将含铁废液进行了综合利用，大大减少了废液的排放。PFSC对待处理水的浊度和温度范围较宽，絮凝效果在相同的条件下优于PFS和PAC。这类絮凝剂既可以有效处理多种工业废水及城市综合性污水，也可用于饮用水处理，还可用于污泥脱水处理。

1.2 聚合磷硫酸铁

聚合磷硫酸铁（PPFS），又称聚合磷酸硫酸铁、聚磷硫酸铁，PPFS制备的基本原理是在硫酸亚铁、硫酸铁或PFS中引入（磷酸钠），其产品有液体和固体两种，液体为红棕色或红褐色黏稠液体，固体为淡黄色或红棕色颗粒。PPFS对城镇生活污水及综合性工业废水的去浊、脱油以及脱色等方面的效果优于PFS，另外，与其他类型的絮凝剂相比，可以更好的絮凝水体中悬浮物、硫化物和COD及微型藻类，同时混凝沉淀水体中的某些重金属（如铜、铅、镍及铬等）离子[2]。

1.3 聚合硅酸硫酸铁

聚合硅酸硫酸铁（PFSS）是一种新型絮凝剂，也称聚硅酸聚合硫酸铁、活性硅酸聚合硫酸铁、聚合硫酸硅酸铁，具有无毒、絮体颗粒沉降速度快等优点。PFSS主要是PFS与聚硅酸聚合而成的红棕色或红褐色粘稠状液体，其选择的原料主要以PFS、硫酸铁、硫酸亚铁分别与硅酸钠结合形成。

研究表明[3]PFSS对一般浊水、污水的COD除去率高、脱色性能好。对造纸废水、印染废水、垃圾填埋场渗漏液的处理效果优于PFS，另外可以除去含氟废水中的氟。

2 其它含铁无机复合高分子絮凝剂

研究表明[4]，在某些絮凝剂中除了含Fe3+及外，还可以含有另一种金属成分以及其他酸根离子，将另外的金属成分及阴离子引入PFS合成新的絮凝体如聚合硫酸铁铝、聚合硫酸铁铝硅、聚合硫酸氯化铁铝等。它们都具有较宽的pH适用范围，是生态环保的良好水絮凝剂。

2.1 铝铁共聚复合絮凝剂

大量研究[5]将铝、铁共聚合成新的聚合物，使其兼具一般铝盐、铁盐的特点，其主要形成物为聚合硫酸铁铝(PFAS)，为红棕色或红褐色粘稠液体，一般以硫酸亚铁为主要原料，加少量硫酸铝，在硝酸铝为催化剂[5]的条件下制成。它综合了铝系和铁系无机高分子絮凝剂的优点，相对分子质量较大，降低了纯铝盐絮凝剂处理的矾花生成慢、沉降慢以及铁盐絮凝剂中色度高、出水浑浊的缺陷，具有絮体形成速度快、矾花大、沉降速度快、有较高的过滤性等特点，可除浊、脱色、除臭、降低污水中COD含量，除氟能力较之其他絮凝剂有很大提高，被广泛应用于各种工业废水、生活污水及饮用水的混凝处理中。

2.2 铁盐有机高分子复合絮凝剂

随着絮凝剂的不断发展，江霜英等[6]以天然物质甲壳素制备壳聚糖，并用壳聚糖、聚合铝和三氯化铁制成了复合絮凝剂CAF。这类有机高分子复合絮凝剂与其他絮凝剂相比絮凝效果更佳，而且用量少，絮凝速度快，而且由于有机高分子中的长链大分子的拖拉和网捕作用，其净水效果明显优于无机高分子絮凝剂。

3 发展趋势及建议

综上所述，铁系高分子絮凝剂在实际应用中具有很多优点，对其后续开发有以下建议：

3.1 当前主要精力放在絮凝剂合成及应用上，应进一步加强对絮凝剂机理方面的研究，应用现代先进的检测技术，结合废水水质、生产过程、混凝过程的实际状况，确定其形态分布、转化及相互作用，进行合理研发和使用。

3.2 扩展絮凝剂的应用范围。针对不同的水质特征，复合絮凝剂表现出不同的处理效果。应选用最佳的絮凝剂和投加工艺操作流程，同时，加强对絮凝剂应用过程中投药的控制技术、配合使用技术、絮凝剂性能的比较及高效反应器等的基础研究，提高混凝效率和出水水质。

3.3 虽然无机高分子絮凝剂具有优良的絮凝性能，但是其缺陷依然存在，如用量大、稳定性差等。因此，提高铁系絮凝剂的稳定性和效率，也应是絮凝剂研发使用过程中重要方向之一。

［1］郑晓虹，何晓云，钟超阳，等．硫酸铝渣和硫铁矿烧渣制聚硅酸硫酸铁的研究[J]．安全与环境学报，2005，5(1):60-63．

［2］陈杰山.国内含铁无机复合高分子絮凝剂开发的进展[J].广东化工，2010，37(2):85-86.

［3］陈同云，古绪鹏，檀杰.高效复合絮凝剂的研制与性能研究[J].上海环境科学，2001，20(4):178-180.

［4］向群，邓勇林．复合絮凝剂制备工艺研究[J]．广东化工，2008，35(12)：23-25．

［5］张民权．一种新型高效的水处理剂-复合聚合硫酸铁铝[J]．净水技术，1998，63(1)：24-25.

［6］江霜英，等.复合混凝剂CAF的研制与净水效果试验[J].化工环保，2000，20(5):32-35.

Researches on and development of ferric-salt composite flocculants

WANG Xiu-lingFENG Xiao-xiang
(Tianjin Bohai Vocational Technical College，Tianjin 300402,China)

In recent years,organic high polymer composite flocculants have become the most efficient water treatment agents in the sewage treatment.In this paper,it introduces a series of ferric-salt high polymer composite flocculants and analyses their characters.Besides,it also points out the further developing ways of inorganic compound high polymer coagulants.

flocculating;compound high polymer coagulant;ferric-salt

10.3969/j.issn.1008-1267.2012.05.015

TQ424.2

A

1008-1267（2012）05-0044-02

2012-06-20