基本介紹
概述,開環聚合作用產品,聚合氯化鋁,聚合硫酸鐵,聚合硫酸鋁,
概述
Polymerization ring-opening
開環聚合作用產品
聚合氯化鋁
聚合氯化鋁是一種無機高分子混凝劑，由於氫氧根離子的架橋作用和多價陰離子的聚合作用而生產的分子量較大、電荷較高的無機高分子水處理藥劑）的特點主要是由壓力式霧化器的工作原理所決定的，使這一乾燥系統有它自己的特點。由於壓力式噴霧乾燥所得產品是多孔微粒狀或空心微粒狀，採用壓力式噴霧乾燥，陰離子聚丙烯醯胺，多以獲得顆粒狀產品為目的，所得顆粒狀產品具有優良的防塵性能和流動性能。
特點
1、絮凝體成型快，活性好，過濾性好。
2、不需加鹼性助劑，如遇潮解，其效果不變。
3、適應PH值寬，適應性強，用途廣泛。
4、處理過的水中鹽份少。
5、能除去重金屬及放射性物質對水的污染。
6、有效成份高，便於儲存，運輸。
作用
聚（合）氯化鋁其絮凝作用表現如下：
a、水中膠體物質的強烈電中和作用。
b、水解產物對水中懸浮物的優良架橋吸附作用。
c、對溶解性物質的選擇性吸附作用。
套用領域
⒈淨水處理：生活用水、工業用水；
⒉城市污水處理；
⒊工業廢水、污水、污泥的處理及污水中某些渣質回收等；
⒋對某些處理難度大的工業污水，以PAC為母體，摻入其他藥劑，調配成複合PAC，處理污水能得到驚喜的效果。
性能特點
⒈聚合氯化鋁分子結構大，吸附能力強，用量少，處理成本低。
⒉溶解性好，活性高，在水體中凝聚形成的礬花大，沉降快，比其他無機絮凝劑淨化能力大2-3倍。
⒊適應性強，受水體PH值和溫度影響小，原水淨化後達到國家引用水標準，處理後水質中陽、陰離子含量低，有利於離子交換處理和高純水的製備。
⒋腐蝕性小，操作簡便，能改善投藥工序的勞動強度和勞動條件。
聚合硫酸鐵
套用特點：
聚合硫酸鐵與其他無機絮凝劑相比具有以下特點：
1. 新型、優質、高效鐵鹽類無機高分子絮凝劑；
2. 混凝性能優良，礬花密實，沉降速度快；
3. 淨水效果優良，水質好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質，亦無鐵離子的水相轉移，無毒，無害，安全可靠；
4. 除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著；
5. 適應水體PH值範圍寬為4-11，最佳PH值範圍為6-9，淨化後原水的PH值與總鹼度變化幅度小，對處理設備腐蝕性小；
6. 對微污染、含藻類、低溫低濁原水淨化處理效果顯著，對高濁度原水淨化效果尤佳；
7. 投藥量少，成本低廉，處理費用可節省20%-50%。
聚合硫酸亞鐵套用
聚合硫酸鐵在稀土工業廢水處理時：例如,裝置使廢水的微小固體顆粒和高濃度的離子膜的表面和始終保持一定距離,大大減少有害物質和膜表面有機會避免在膜表面污染,聚合硫酸鐵改善水的循環過度;這個過程不僅將稀土的提取工藝廢水高濃度的分離與富集氯化銨,稀土行業標準後廢水的回收,並通過電解過程和太陽能為一個成功的鹽酸和氨水反應堆的復甦、聚合硫酸鐵減少稀土產業生產原材料的回收,也要經過的燃料電池使用將能量回收補充說,處理大量的浪費水的成本為40元,為1600噸/天,包含100g/L的氯化銨來計算,通過這個過程,一代的鹽酸和氨的水可以實現利潤11萬元，這不僅對該國的污水處理和處置還原、穩定和無害的目標;嚴格控制的稀土工業廢水中的重金屬和有毒、聚合硫酸鐵有害物質含量;在安全、環保和經濟復甦的前提下,利用廢水、聚合硫酸鐵廢氣的能量和資源,實現廢水、廢氣治理和綜合利用、節能減排、實現循環經濟發展的目的。
聚合硫酸鐵使用電介質電泳技術和滲透膜分離技術相結合的方法對污水回用處理,實現廢水處理技術創新和科技進步,充分發揮設備的投資和運營效率,適合中國的國情,符合特徵內蒙古自治區的廢水處理新技術、聚合硫酸鐵新技術和新設備。若新技術被廣泛套用,將提高礦山企業在該地區的工業廢水的處理和處置水平,聚合硫酸鐵進一步保護和改善生態環境,在該地區促進我們的經濟、社會和環境的可持續發展。
聚合硫酸鐵處理含油廢水中的特點
絮凝技術由於其適應性強、可去除乳化油和溶解油以及部分難以生化降解的複雜高分子有機物的特點而被廣泛套用於含油廢水的處理。常用的絮凝劑主要有無機絮凝劑、有機絮凝劑和複合絮凝劑三大類。
無機高分子絮凝劑中聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等較低分子量無機絮凝劑處理效果好，價格低且用量少，效率高而被廣泛套用.
聚合硫酸鐵的製備方法
聚合硫酸鐵的製備主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多數PFS的製備採用直接氧化法，此法工藝路線較簡單，用於工業生產可以減少設備投資和生產環節，降低設備成本，但這種生產工藝必須依賴於氧化劑，如：H2O2、KClO3、HNO3等無機氧化劑。催化氧化法一般是選用一種催化劑，利用氧氣或空氣氧化製備聚合硫酸鐵。以下是製備聚合硫酸鐵的具體操作方法：
（1）雙氧水氧化法：雙氧水(H2O2)在酸性環境中是一種強氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價鐵從而製得聚合硫酸鐵:
2FeSO4 + H2O2+ (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+ (2-n)H2O
製備過程中,按照生產量和所需要的鹽基度,在反應釜中加入硫酸亞鐵、水和硫酸混合,當溫度升高到30~45℃時,在攪拌過程中,通過加料管在釜底緩慢加入H2O2。H2O2很快將亞鐵氧化成三價鐵,取樣分析待亞鐵濃度降至規定濃度時,停止反應。
利用本法生產聚合硫酸鐵,具有設備簡單、生產周期短、反應不用催化劑、產品不含雜質、穩定性高等特點。但反應過程中, 有H2O2在分解時形成O2氣放出在無催化劑時,起不到氧化作用。要減少O2的產生,需要控制H2O2的投加速度製備工藝為間歇式操作,影響生產效率。H2O2成本比較高,它增加了聚合硫酸鐵的生產成本,不利於工業化生產。
（2）氯酸鉀(鈉)氧化法：氯酸鉀是廣泛套用於炸藥和火柴工業的強氧化劑,同樣可以將亞鐵氧化成三價鐵:
6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+ 3(1-n)H2O + KCl
製備時,將硫酸、硫酸亞鐵和水按比例加入反應釜中,在常溫或稍微高溫度下,攪拌中加入氯酸鉀。檢驗亞鐵離子減少到規定濃度即可結束。
該法生產工藝簡單,設備投資少,產品穩定性好,反應效率高,無空氣污染。產品中含有氯酸鹽,可兼作混凝與殺菌劑。但製品中殘留有較高的氯離子和氯酸根離子,不宜於飲用水處理。同時,由於氯酸鉀價格昂貴,產品成本高。
（3）次氯酸鈉氧化法：次氯酸鈉屬於鹼性氧化劑,其氧化還原電位較高,理論上能將亞鐵氧化成三價鐵:
2NaClO + 2H2SO4—→K2SO4+ 2H2O + Cl2
生產的氯氣仍為氧化劑,可以將亞鐵氧化成三價鐵。但氯氣會有少量以氣體形式逸出而浪費掉,不能充分利用。同時也會造成環境污染,曾加後處理工序。次氯酸鈉是鹼性氧化劑,製備聚合硫酸鐵時,為了降低pH值, H2SO4的用量較高。用該法製備的聚合硫酸鐵穩定性差,不宜長期保存。
（4）硝酸氧化法：硝酸為中強氧化劑,與亞鐵反應如下:
FeSO4 +HNO3 —→ Fe(OH)SO4+ NO2
反應生成的NO2又可以起到氧化作用,因而HNO3的氧化效率高。
該法是以工業硫酸亞鐵為原料,採用工業硫酸氧化後以工業濃硝酸氧化。FeSO4:HNO3為1:(0.20~0.30):(0.10~0.32),加入水量小於以上三者總量的20%,於0.1~0.2MPa下，攪拌中通入充足的空氣或氧氣,於50~70℃氧化,102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以內。
用HNO3氧化時,成本比較低,反應周期短。所得產品濃度高,易於製成固體產品。若選用工業一級品原料,所得產品可用於飲用水處理。但反應中生成的NO2,會造成環境污染,需增加專門吸收裝置予以處理。
綜上所述,直接氧化法雖然工藝簡單,操作簡便,但存在氧化劑用量大,成本高,氧化劑引入的離子需分離出去,反應中產生的有害氣體需專門設備吸收處理等問題,因而難於在工業化生產中普及和套用。但實驗研究中需要少量的聚合硫酸鐵時採用此類方法製備簡單易行。
（5）催化氧化法:聚合硫酸鐵在工業生產中多採用催化氧化法。
即以硫酸亞鐵及硫酸為原料,藉助催化劑(NaNO2)的作用,利用氧化劑使硫酸亞鐵在酸性介質中被氧化成三價鐵離子。然後用氫氧化鈉中和,調整鹼化度進行水解,聚合反應製得聚合硫酸鐵。 方法及注意事項
因原水性質各異，應根據不同情況，現場調試或作燒杯試驗，取得最佳使用條件和最佳投藥量以達到最好的處理效果。
1、使用前，將本產品按一定濃度（10-30%）投入溶礬池，注入自來水攪拌使之充分水解，靜置至呈紅棕色液體，再兌水稀釋到所需濃度投加混凝。水廠亦可配成2-5%直接投加，工業廢水處理直接配成5-10%投加。
2、投加量的確定，根據原水性質可通過生產調試或燒杯實驗視礬花形成適量而定，制水廠可以原用的其它藥劑量作為參考，在同等條件下本產品與固體聚合氯化鋁用量大體相當，是固體硫酸鋁用量的1/3-1/4。如果原用的是液體產品，可根據相應藥劑濃度計算酌定。大致按重量比1:3而定。
3、使用時，將上述配製好的藥液，泵入計量槽，通過計量投加藥液與原水混凝。
4、一般情況下當日配製當日使用，配藥需要自來水，稍有沉澱物屬正常現象。
5、注意混凝過程三個階段的水力條件和形成礬花狀況。
(1)凝聚階段：是藥液注入混凝池與原水快速混凝在極短時間內形成微細礬花的過程，此時水體變得更加渾濁，它要求水流能產生激烈的湍流。燒杯實驗中宜快速（250-300轉/分）攪拌10-30S，一般不超過2min。
(2)絮凝階段：是礬花成長變粗的過程，要求適當的湍流程度和足夠的停留時間（10-15min），至後期可觀察到大量 礬花聚集緩緩下沉，形成表面清晰層。 燒杯實驗先以150轉/分攪拌約6分鐘，再以60轉/分攪拌約4分鐘至呈懸浮態。
(3)沉降階段：它是在沉降池中進行的絮凝物沉降過程，要求水流緩慢，為提高效率一般採用斜管（板式）沉降池（最好採用氣浮法分離絮凝物），大量的粗大礬花被斜管（板）壁阻擋而沉積於池底，上層水為澄清水，剩下的粒徑小、密度小的礬花一邊緩緩下降，一邊繼續相互碰撞結大，至後期余濁基本不變。燒杯實驗宜以20-30轉/分慢攪5分鐘，再靜沉10分鐘，測余濁。
6、強化過濾，主要是合理選用濾層結構和助濾劑，以提高濾池的去除率，它是提高水質的重要措施。
7、本產品套用於環保、工業廢水的處理，使用方法與制水廠大體相同，對高色度、高COD、BOD的原水處理，輔以助劑作用效果甚佳。
8、採用化學混凝法的企業，原用的設備無需作大的改造，只需增設溶礬池即可使用本產品。
9、本產品須保存在乾燥、防潮、避熱的地方（< 80℃，切勿損壞包裝，產品可長期儲存）。
10、本產品必須溶解才能使用，溶解設備和加藥設施應採用耐腐蝕材料。
聚合硫酸鋁
聚合硫酸鋁是複合型高分子聚合物，分子結構龐大，吸附能力強，淨水效果優於所有傳統的無機淨水劑。投入原水後形成的絮凝體大，沉澱速度快，活性高，過濾性好。 且對各種原水的適應性強，對水的PH值影響極小(PH值4-11)。不論原水濁度高低，廢水污染物濃度大小，其淨化效果顯著。用量少：對設備、管道腐蝕性小，操作方便，投藥量小，淨化成本低。
聚合硫酸鋁優點：
1、聚合硫酸鋁用於淨水並且在紡織品的印染中作為媒介。在水的淨化中，聚合硫酸鋁使雜質凝結，更容易沉澱和過濾。2、當溶解於大量中性或微鹼性的水中時，產生膠體沉澱氫氧化鋁，Al(OH)3。在印染布料時，氫氧化鋁膠體使得染料更容易附著於植物纖維之上。3、聚合硫酸鋁也是被用來調節土壤PH值，因為聚合硫酸鋁水解生成氫氧化鋁的同時產生少量的硫酸稀溶液。
聚合硫酸鋁性能：
常溫析出含有18分子結晶水，為18水硫酸鋁，工業上生產多為18水硫酸鋁。含無水硫酸鋁51.3%，即使100攝氏度也不會自溶（溶於自身結晶水）。不易風化而失去結晶水，比較穩定，加熱會失水，高溫會分解為氧化鋁和硫的氧化物。
聚合硫酸鋁使用方法：
1、固體藥劑根據使用量，按5-15倍稀釋。
2、用量可根據原水的不同渾度，測定最佳投藥量，一般混濁（濁度在100-500mg/L）水，每千噸使用本品10-20公斤，非飲用水高濁度工業污水可適當投加量 .
聚合硫酸鋁用途：
1、淨化生活飲用水，淨化後的水質達到國家規定的飲用水標準。
2、可廣泛套用於工業用水和城市污水，處理後水質指標可達一級排放標準。
3、淨化造紙、印染等行業廢水，用量少，脫色效果佳，被處理水可回用。
4、淨化處理含鉛、鉻、鎘、硫化物等的廢水、生活污水,被處理水可達到排放標準。
5、淨化處理浮選尾礦溢流紅水，被處理水可做工業用水。
6、淨化處理含氟原水、含油廢水、油田回注水及煤油廠的油水分離等，其淨化效果都比較顯著。
聚合硫酸鋁包裝及儲存：
聚合硫酸鋁為25或50kg編織袋裝。應放置室內陰涼乾燥處，避免日曬雨淋，不得與有毒，易燃、易腐物品混放。
