聚合硫酸鐵(PFS)又稱堿式硫酸鐵或羥基硫酸鐵,分子式一般可表示為[Fe2 (OH) n (SO4) 3-n/2] m,是硫酸鐵在水解-絮凝過程中的中間產物。液體聚合硫酸鐵本身含有大量的聚合陽離子,如[Fe3(OH)4]5、[Fe6(OH)12]6、[Fe4O(OH)4]6等。水溶液中存在復雜的陽離子,如[鐵(H2O)6]3、[鐵(H2O)3]3和[鐵(H2O)2]3。它們與羥基(-OH)橋聯(lián)形成多核絡合離子,從而形成相對分子量高達1105的巨大無機高分子化合物。由于復合離子的存在,它可以強烈吸附膠體粒子,并通過粘附、橋接和交聯(lián)促進粒子的聚集。同時,通過一系列的物理化學變化,可以中和膠體顆粒和懸浮固體表面的電荷,降低膠體的Zeta電位,使膠體顆粒由相互排斥變?yōu)橄嗷ノ瑥亩茐哪z束的穩(wěn)定性,促使膠束相互碰撞,形成絮狀沉淀。這種絮狀沉淀具有大的表面積和大的吸附能力。由于PFS可以被吸附和去穩(wěn)定,并具有粘附和架橋作用,因此成為一種性能優(yōu)越的無機高分子絮凝劑。
與傳統(tǒng)無機鹽混凝劑相比,聚合硫酸鐵具有以下優(yōu)點:
(1)絮體(絮體)形成快,顆粒致密,比重大,沉降速度快。
(2)對各種廢水中的化學需氧量、生化需氧量、色度和重金屬有良好的去除效果。
(3)絮體(flocs)與微生物有很強的結合能力,因此對浮游生物和其他微生物有很好的去除效果。
(4)在應用過程中,原水溫度和pH值有較大的適應范圍。
(5)可以降低出水亞硝酸鹽氮和鐵的含量。
(6)對污泥具有良好的脫水性能。
(7)合成原料廣泛,產品價格低廉。
因此,聚合硫酸鐵PFS可用于處理工業(yè)廢水、城市污水、工業(yè)用水、生活用水和飲用水。此外,由于鋁絮凝劑和聚丙烯酰胺等有機單體的毒性,聚合硫酸鐵在水處理行業(yè)的應用范圍不斷擴大,越來越受到企業(yè)界和學術界的重視。然而,如何低成本、低能耗地制備高質量、高穩(wěn)定性的聚合硫酸鐵仍然是絮凝劑研究領域的熱點。其制備方法的研究已引起學術界和企業(yè)界的廣泛關注。