聚合氯化铁和聚合硫酸铁都是常用的水处理药剂,它们在以下方面存在区别:
成分与性质
聚合氯化铁:主要成分是三氯化铁的聚合物,化学式一般表示为 [Fe₂(OH)ₙCl₆ - ₙ]ₘ,其中 n 为 1 - 5 的整数,m 为聚合度,在 10 - 100 之间。它是一种黑褐色的黏稠液体或固体,易溶于水,水解过程中会产生多种羟基铁离子。
聚合硫酸铁:主要成分是硫酸铁的聚合物,化学式为 [Fe₂(OH)ₙ(SO₄)₃ - ₙ/₂]ₘ,n 一般在 2 - 4 之间,m 为聚合度。外观为黄色或红褐色无定形粉末或颗粒状固体,易溶于水,水溶液呈酸性。
作用原理
聚合氯化铁:在水处理中,通过水解产生的多核羟基络合物,对水中的胶体颗粒进行电中和、吸附架桥和网捕作用,使胶体颗粒脱稳凝聚,从而达到去除水中悬浮物、有机物和重金属离子等杂质的目的。
聚合硫酸铁:其作用原理与聚合氯化铁类似,也是通过水解产生铁离子的羟基络合物,对水中的污染物进行电中和、吸附和絮凝沉淀。不过,由于硫酸根离子的存在,它在某些方面的性能有所不同。
适用场景
聚合氯化铁:适用于低温、低浊度的水源,对高浊度水的处理效果也较好。在工业废水处理中,对含有重金属离子、有机物和色度较高的废水有较好的去除效果。此外,它还可用于城市污水处理厂的预处理和深度处理。
聚合硫酸铁:在处理高浓度、高色度的有机废水和含磷废水方面表现出色。同时,由于其在酸性条件下具有较好的稳定性,适用于处理酸性废水。在饮用水处理中,也能有效去除水中的悬浮物、有机物和微生物,提高水质。
优缺点
聚合氯化铁优点:絮凝效果好,形成的絮体大而紧密,沉淀速度快;对水质的适应范围广,能在较宽的 pH 值范围内(5 - 9)发挥作用;具有一定的杀菌消毒能力。
缺点:产品稳定性较差,容易吸潮变质;处理后的水中残留一定量的氯离子,对某些对氯离子敏感的工业生产或水质要求较高的场景有一定限制。
聚合硫酸铁优点:具有较强的氧化能力,能有效去除水中的有机物和色度;在水中的残留铁离子较少,对水质的二次污染较小;适用的 pH 值范围较宽(4 - 11),尤其在中性和碱性条件下絮凝效果更佳。
缺点:在低温、低浊度的水质条件下,絮凝效果不如聚合氯化铁;产品的腐蚀性较强,对设备的材质要求较高。
生产工艺
聚合氯化铁:生产方法主要有氯化法、酸溶法和碱溶法等。氯化法是将铁屑或铁矿石与氯气反应生成三氯化铁,再经过水解、聚合等工艺得到聚合氯化铁;酸溶法是用盐酸溶解铁屑或铁矿石,然后加入氧化剂将亚铁离子氧化为三价铁离子,再通过调节 pH 值进行聚合反应;碱溶法是将铁盐与碱液反应生成氢氧化铁沉淀,再用盐酸溶解沉淀并进行聚合反应。
聚合硫酸铁:常见的生产工艺有硫酸亚铁氧化法、直接氧化法和催化氧化法等。硫酸亚铁氧化法是在酸性条件下,以硫酸亚铁为原料,通过加入氧化剂(如过氧化氢、氯酸钾等)将亚铁离子氧化为三价铁离子,然后经过水解、聚合反应得到聚合硫酸铁;直接氧化法是将铁屑或铁矿石直接与浓硫酸反应,生成硫酸铁,再经过水解、聚合等工艺制成聚合硫酸铁;催化氧化法是在催化剂的作用下,利用空气或氧气将硫酸亚铁氧化为聚合硫酸铁,这种方法具有成本低、污染小等优点。