新型凈水劑——堿式硫酸鐵混凝劑

論文類型	技術與工程	發表日期	1999-06-01
來源	《中國給水排水》1999年第6期
作者	樊冠球
摘要	長期以來自來水廠主要使用鋁鹽混凝劑，其水解生成的沉淀物水合作用強，形成的礬花疏松、相對體積質量小、沉淀慢，適用的pH值和水溫范圍窄，出廠水中的殘余鋁含量高。因此研究開發適用于飲用水處理的新型三價鐵鹽混凝劑已成為當務之急。 1 生產方法　　生產堿式硫酸鐵混凝劑的方法 ...

　　長期以來自來水廠主要使用鋁鹽混凝劑，其水解生成的沉淀物水合作用強，形成的礬花疏松、相對體積質量小、沉淀慢，適用的pH值和水溫范圍窄，出廠水中的殘余鋁含量高。因此研究開發適用于飲用水處理的新型三價鐵鹽混凝劑已成為當務之急。

1 生產方法

　　生產堿式硫酸鐵混凝劑的方法是：先將FeSO₄在固體狀態下用空氣充分氧化成Fe(OH)SO₄，再加適量硫酸中和。生產中只需硫酸亞鐵、硫酸和空氣，硫酸投加量可根據需要隨時進行調節。

2 堿式硫酸鐵混凝劑的優點

　　① 產品為固體，衛生質量安全可靠，技術性能好，具有現在所有三價鐵鹽混凝劑的全部優點；同時沒有潮解性，運輸、貯存、使用方便。?
　　② 消除鋁鹽混凝劑對人體健康的危害。?
　　③ 可降低濾池出水濁度和有機物含量，為提高消毒效果和降低氯消毒副作用創造條件。氯消毒的母體物是水中腐殖質等天然有機物，其在物理和化學吸附作用下附著在粘土、混凝劑水解生成物等無機物顆粒上，所以凈化水中的殘留有機物量與凈化水的濁度有十分密切的關系，凈化水濁度越低，有機物含量也越低，氯消毒時生成的毒副產物量便越少。而包括堿式硫酸鐵混凝劑在內的三價鐵鹽混凝劑生成的礬花密實、相對體積質量大、沉淀快，沉淀構筑物出水濁度低，降低了氯消毒副作用。
　　④ 適用的pH值范圍寬，有利于給水管網電化學腐蝕問題的解決。我國城市給水管網普遍存在這一問題^［1］，其解決方法之一是水廠在水處理時投加石灰將水的pH值提高到8.0～8.5(具體數值通過水質穩定試驗確定)。三價鐵鹽混凝劑適用的pH值范圍寬，Fe(OH)₃的等電點約在pH=8.0處^［2］。氫氧化鐵凝膠的比表面積在酸性溶液中為100m²/g左右，在堿性溶液中達320m²/g^［3］。三價鐵鹽混凝劑的最佳pH值范圍有兩個：6～7和8～9.5^［3］，在前一pH值范圍氫氧化鐵膠體微粒帶正電荷，有利于與天然水中帶負電荷的膠體微粒進行中和與凝聚，在后一pH值范圍氫氧化鐵沉淀物有很好的吸附性和粘著性。由此，水的pH值提高到8.0以上后，在某些情況下還能提高三價鐵鹽混凝劑的澄清處理效果。

3 應用實例

　　該混凝劑在廣州鐵路局江村水廠試用，并于1998年4月27日召開了現場會。此水廠以流溪河為水源，水處理流程依次為：網格式反應池、斜管沉淀池、快濾池、清水池。混凝劑溶液投加于反應池進水管中。水源水和濾池出水水質由廣州鐵路中心衛生防疫站取樣檢測，化驗結果見表1。

**表1 廣州鐵路局江村水廠源水和濾池出水水質**
項目	源水	濾過水
色度（度）	35	10
濁度（度）	28	0.2
臭和味	無	無
肉眼可見物	泥漿	未見
pH值	6.75	6.78
總硬度（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
揮發酚類（以苯酚計，mg/L)	＜0.002	＜0.002
陰離子合成洗滌劑（mg/L)	＜0.05	＜0.05
SO4^2-(mg/L)	60.0	60.0
Cl-(mg/L)	7.8	6.9
溶解性總固體（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計，mg/L）	2.0	2.0
Ag(mg/L)	＜0.005	＜0.005
注混凝劑投加量以Fe（OH）SO₄計，為10mg/L。

　　由此可見，采用堿式硫酸鐵混凝劑后，由于礬花相對體積質量大、沉淀快，故沉淀池和濾池出水濁度低。堿式硫酸鐵混凝劑除天然有機物(包括色度物質)的效果也好，若再適當加大混凝劑投加量，天然有機物去除率將更高。

參考文獻

　　1 國家建設部城市建設司.城市供水行業2000年技術進步發展規劃.北京：中國建筑工業出版社，1993?
　　2　小沃爾特 J 韋伯.水質控制物理化學方法.上海市政工程設計研究院譯.北京：中國建筑工業出版社，1980
　　3Е Д 巴寶科夫.論水的混凝.郭連起譯.北京：中國建筑工業出版社，1982

　　作者通訊處：442001 湖北省十堰市公園路二汽高工樓13-6
　　電話：(0719)8221437(H)

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