新型净水剂——碱式硫酸铁混凝剂

论文类型	技术与工程	发表日期	1999-06-01
来源	《中国给水排水》1999年第6期
作者	樊冠球
摘要	长期以来自来水厂主要使用铝盐混凝剂，其水解生成的沉淀物水合作用强，形成的矾花疏松、相对体积质量小、沉淀慢，适用的pH值和水温范围窄，出厂水中的残余铝含量高。因此研究开发适用于饮用水处理的新型三价铁盐混凝剂已成为当务之急。 1 生产方法　　生产碱式硫酸铁混凝剂的方法 ...

　　长期以来自来水厂主要使用铝盐混凝剂，其水解生成的沉淀物水合作用强，形成的矾花疏松、相对体积质量小、沉淀慢，适用的pH值和水温范围窄，出厂水中的残余铝含量高。因此研究开发适用于饮用水处理的新型三价铁盐混凝剂已成为当务之急。

1 生产方法

　　生产碱式硫酸铁混凝剂的方法是：先将FeSO₄在固体状态下用空气充分氧化成Fe(OH)SO₄，再加适量硫酸中和。生产中只需硫酸亚铁、硫酸和空气，硫酸投加量可根据需要随时进行调节。

2 碱式硫酸铁混凝剂的优点

　　① 产品为固体，卫生质量安全可靠，技术性能好，具有现在所有三价铁盐混凝剂的全部优点；同时没有潮解性，运输、贮存、使用方便。?
　　② 消除铝盐混凝剂对人体健康的危害。?
　　③ 可降低滤池出水浊度和有机物含量，为提高消毒效果和降低氯消毒副作用创造条件。氯消毒的母体物是水中腐殖质等天然有机物，其在物理和化学吸附作用下附着在粘土、混凝剂水解生成物等无机物颗粒上，所以净化水中的残留有机物量与净化水的浊度有十分密切的关系，净化水浊度越低，有机物含量也越低，氯消毒时生成的毒副产物量便越少。而包括碱式硫酸铁混凝剂在内的三价铁盐混凝剂生成的矾花密实、相对体积质量大、沉淀快，沉淀构筑物出水浊度低，降低了氯消毒副作用。
　　④ 适用的pH值范围宽，有利于给水管网电化学腐蚀问题的解决。我国城市给水管网普遍存在这一问题^［1］，其解决方法之一是水厂在水处理时投加石灰将水的pH值提高到8.0～8.5(具体数值通过水质稳定试验确定)。三价铁盐混凝剂适用的pH值范围宽，Fe(OH)₃的等电点约在pH=8.0处^［2］。氢氧化铁凝胶的比表面积在酸性溶液中为100m²/g左右，在碱性溶液中达320m²/g^［3］。三价铁盐混凝剂的最佳pH值范围有两个：6～7和8～9.5^［3］，在前一pH值范围氢氧化铁胶体微粒带正电荷，有利于与天然水中带负电荷的胶体微粒进行中和与凝聚，在后一pH值范围氢氧化铁沉淀物有很好的吸附性和粘着性。由此，水的pH值提高到8.0以上后，在某些情况下还能提高三价铁盐混凝剂的澄清处理效果。

3 应用实例

　　该混凝剂在广州铁路局江村水厂试用，并于1998年4月27日召开了现场会。此水厂以流溪河为水源，水处理流程依次为：网格式反应池、斜管沉淀池、快滤池、清水池。混凝剂溶液投加于反应池进水管中。水源水和滤池出水水质由广州铁路中心卫生防疫站取样检测，化验结果见表1。

**表1 广州铁路局江村水厂源水和滤池出水水质**
项目	源水	滤过水
色度（度）	35	10
浊度（度）	28	0.2
臭和味	无	无
肉眼可见物	泥浆	未见
pH值	6.75	6.78
总硬度（以CaCO3,mg/L)	33.4	33.4
Fe(mg/L)	4.85	0.067
Mn(mg/L)	0.332	0.175
Cu(mg/L)	0.042	＜0.002
Zn(mg/L)	0.253	0.016
挥发酚类（以苯酚计，mg/L)	＜0.002	＜0.002
阴离子合成洗涤剂（mg/L)	＜0.05	＜0.05
SO4^2-(mg/L)	60.0	60.0
Cl-(mg/L)	7.8	6.9
溶解性总固体（mg/L）	117	87
F^-(mg/L)	0.33	0.24
CN^-(mg/L)	＜0.01	＜0.01
As(mg/L)	＜0.005	＜0.005
Se(mg/L)	＜0.01	＜0.01
Hg(mg/L)	＜0.001	＜0.001
Cd(m/L)	＜0.005	＜0.005
Cr⁶⁺(mg/L)	＜0.005	＜0.005
Al(mg/L)	＜0.005	＜0.005
NO₃-(以N计，mg/L）	2.0	2.0
Ag(mg/L)	＜0.005	＜0.005
注混凝剂投加量以Fe（OH）SO₄计，为10mg/L。

　　由此可见，采用碱式硫酸铁混凝剂后，由于矾花相对体积质量大、沉淀快，故沉淀池和滤池出水浊度低。碱式硫酸铁混凝剂除天然有机物(包括色度物质)的效果也好，若再适当加大混凝剂投加量，天然有机物去除率将更高。

参考文献

　　1 国家建设部城市建设司.城市供水行业2000年技术进步发展规划.北京：中国建筑工业出版社，1993?
　　2　小沃尔特 J 韦伯.水质控制物理化学方法.上海市政工程设计研究院译.北京：中国建筑工业出版社，1980
　　3Е Д 巴宝科夫.论水的混凝.郭连起译.北京：中国建筑工业出版社，1982

　　作者通讯处：442001 湖北省十堰市公园路二汽高工楼13-6
　　电话：(0719)8221437(H)

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