聚合酸铁的制备主要有直接氧化法和催化氧化法。大多数PFS的制备采用直接氧化法,此法工艺路线较简单,用于工业生产可以减少设备投资和生产环节,降低设备成本,但这种生产工艺必须依赖于氧化剂,如:H2O2、KClO3、HNO3等无机氧化剂。催化氧化法一般是选用一种催化剂,利用氧气或空气氧化制备聚合酸铁。以下是制备聚合酸铁的具体操作方法: 聚合酸铁液体特性 (1)H2O2氧化法:(H2O2)在酸性环境中是一种强氧化剂,可以将亚铁氧化成三价铁从而制得聚合酸铁:2FeSO4 + H2O2+ (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+ (2-n)H2O 制备过程中,按照生产量和所需要的盐基度,在反应釜中加入绿矾、水和酸混合,当温度升高到30~45℃时,在搅拌过程中,通过加料管在釜底缓慢加入H2O2。H2O2很快将亚铁氧化成三价铁,取样分析待亚铁浓度降至规定浓度时,停止反应。 利用本法生产聚合酸铁,具有设备简单、生产周期短、反应不用催化剂、产品不含杂质、稳定性高等特点。但反应过程中, 在无催化剂时H2O2的分解会形成氧气的放出导致起不到氧化作用。要减少O2的产生,需要控制H2O2的投加速度,此制备工艺为间歇式操作,影响生产效率。H2O2成本比较高,它增加了聚合酸铁的生产成本,不利于工业化生产。 (2)KClO()氧化法:KClO是广泛应用于火柴工业的强氧化剂,同样可以将亚铁氧化成三价铁:6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+ 3(1-n)H2O + KCl 制备时,将酸、绿矾和水按比例加入反应釜中,在常温或稍微高温下,搅拌中加入KClO,检验亚铁离子减少到规定浓度即可结束。 该法生产工艺简单,设备投资少,产品稳定性好,反应效率高,无空气污染。产品中含有氯酸盐,可兼作混凝与杀菌剂。但制品中残留有较高的氯离子和氯酸根离子,不宜于饮用水处理。同时,由于KClO价格昂贵,产品成本高。 (3)NaClO氧化法:NaClO属于碱性氧化剂,其氧化还原电位较高,理论上能将亚铁氧化成三价铁:2NaClO + 2H2SO4—→K2SO4+ 2H2O + Cl2 生产的Cl?仍为氧化剂,可以将亚铁氧化成三价铁。但Cl?会有少量以气体形式逸出而浪费掉,不能充分利用。同时也会造成环境污染,增加后处理工序。NaClO是碱性氧化剂,制备聚合酸铁时,为了降低pH值,聚合酸铁中铁占比, H2SO4的用量较高。用该法制备的聚合酸铁稳定性差,不宜长期保存。 (4)HNO3氧化法:HNO3为中强氧化剂,与亚铁反应如下:FeSO4 +HNO3 —→ Fe(OH)SO4+ NO2反应生成的NO2又可以起到氧化作用,因而HNO3的氧化效率高。 该法是以工业绿矾为原料,采用工业酸氧化后以工业浓HNO3氧化。FeSO4:HNO3为1:(0.20~0.30):(0.10~0.32),加入水量小于以上三者总量的20%,于0.1~0.2MPa下,搅拌中通入充足的空气或氧气,于50~70℃氧化,102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以内。 用HNO3氧化时,成本比较低,反应周期短。所得产品浓度高,易于制成固体产品。若选用工业一级品原料,所得产品可用于饮用水处理。但反应中生成的NO2,会造成环境污染,福建聚合酸铁,需增加专门吸收装置予以处理。 综上所述,直接氧化法虽然工艺简单,操作简便,但存在氧化剂用量大,成本高,氧化剂引入的离子需分离出去,反应中产生的有害气体需专门设备吸收处理等问题,因而难于在工业化生产中普及和应用。但实验研究中需要少量的聚合酸铁时采用此类方法制备简单易行。 (5)催化氧化法:聚合酸铁在工业生产中多采用催化氧化法。 即以绿矾及酸为原料,借助催化剂(NaNO2)的作用,利用氧化剂使绿矾在酸性介质中被氧化成三价铁离子。然后用NaOH中和,调整碱化度进行水解,聚合反应制得聚合酸铁。
我们首先去分析污水处理厂发生泡沫和污泥膨胀的原因和条件,发现污泥膨胀和泡沫主要由微丝菌属细菌异常增殖引起,使用聚合酸铁出现泡沫其发生具有季节性和周期性,主要在冬春季节气温较低时爆发。批式试验和连续流试验采取工艺调整措施如缩短泥龄和提高负荷,以及投加化学药剂如NaClO、季铵盐、PAM和聚合酸铁等,这些方法均可达到降低污泥体积指数SVI,不同程度地控制污泥膨胀和泡沫的效果。在实际应用中,缩短泥龄和投加NaClO在泡沫和污泥膨胀发生的不同阶段也可以取得一定的控制效果。本文提出了控制丝状细菌异常增殖引发泡沫和污泥膨胀的预防控制对策。
一、以水质不同做实验:
污水处理过程中,因为水水质的不同处理时投加聚合酸铁反应的状况也随之不同,所以在我们投加净水剂的时候,先看下所需处理的水质,污水处理过程中较为合适的比例决定于你的水质,我们可以先做一下小试,针对不同的水聚合酸铁铁加药范围100-1000mg/l;PAM加药范围4-20mg/l,至于投加聚合酸铁出现泡沫多,不知是不是后续生化曝气池内有大量泡沫,如果是则可能是PAM加入过多,或者生产过程中分散剂之类的加入过多,再有就是预处理效果差造成曝气池污泥负荷太高引起的,还有就是曝气池内污泥培养初期都会出现的现象,大概维持一周左右就没了。
二、现场生产性试验:
假如污水处理厂设计处理量为15万t/d,处理装置分设A,B,C三组氧化沟,每组设计承担5万t/d的污水处理量。目前只有A沟和C沟进水工作。由于种种原因,两条沟自运行以来都发生不同程度的污泥膨胀和泡沫,在现场进行的投加NaClO和缩短泥龄试验,均在A氧化沟进行。2003年春末进行了投加NaClO试验,持续2周,分别在6月5日和6月13日往氧化沟中投加了两次NaCLO,首先投加量约为25gCL/KgMLSS,*二次投加12.5gCl/KgMLSS左右;缩短泥龄试验从以前开始持续1个月,通过排泥将A沟的污泥龄从11~14天,逐步缩短到6~7天。
三、结果综述:
污水处理中投加聚合酸铁出现泡沫我们可以采用以上方法,聚合酸铁基地,据有关数据表明2003年~2004年的20个月内,氧化沟的SVI变化呈现明显的季节变化,冬春季节氧化沟污泥的SVI会升高,较高可以达到350mL/g。现场实际观察冬春季节氧化沟表面时常会积聚大量泡沫,有时泡沫覆盖达到90%以上,影响到出水和运行管理。而夏秋季相对比较平稳,污泥SVI指数通常低于150mL/g,基本上观察不到泡沫现象的发生。
原来在使用聚合酸铁的过程中出现泡沫的现象是正常的,这是由于污水中微丝菌属细菌异常增殖导致的,和聚合酸铁本身的质量并没有直接关系。只要大家根据以上方法处理和使用聚合酸铁,泡沫就会减少。
聚合酸铁与酸铁的区别
聚合酸铁是一种新型的水处理高分子混凝剂,聚合酸铁和聚合酸铝,其采用绿矾、酸等为主要原料生产制备而成,聚合酸铁在各类废水中的混凝效果要优于其它混凝剂,其对废水中的除磷、除、脱色、除SS、COD等的处理效果非常好,被广泛应用于各种废水混凝处理。而酸铁也可用于水处理药剂,但其更多的使用在医学上与工业肥料上面。那么,酸铁与聚合酸铁有什么样的区别呢?
酸铁与聚合酸铁有什么区别
聚合酸铁与酸铁都属于无机物。都含三价铁离子,但聚合酸铁属于高分子聚合物,而酸聚合酸铁与酸铁区别铁则为低分子无机物。所以其化学反应所产生的作用就会有所不同。
聚合酸铁属于高聚物,水解产生长链状胶体,具有较强吸附力及沉淀网捕作用。而单分子酸铁所形成的单分子胶体吸附能力相对较差。这也是它一般不用于污水处理的一个原因。
物化性质的区别
绿矾与空气反应会生成酸铁,而聚合酸铁也是利用绿矾为原料生产的(绿矾转制备聚合酸铁),但其物化性质却大不相同。如酸铁的相对密度为2.1,熔点为175℃,而聚合酸铁的密度则为2.44,熔点为190℃。从外观上看,酸铁为灰白色粉末或正交棱形结晶流动浅黄色粉末。而聚合酸铁则为黄色或红褐色无定形粉末或颗粒状固体。另外,它们各自的比重、pH值、全铁含量等都不一样。
用途上的区别
酸铁多用于作为分析剂或催化剂、媒染剂等。而聚合酸铁铁则多应用于污水物化混凝沉淀过程中作为混凝剂使用。另外,酸铁在价格成本上相对要低,因为聚合酸铁属高分子聚合物,但酸铁所形成的游离三价铁离子要多一些,相对聚合酸铁的腐蚀性较大。