化学调理剂介绍——传统铁盐系絮凝剂

铁盐在一定条件下也能发生水解、聚合、成核以及沉淀等一系列化学反应，形成铁的不同水解产物。

目前，传统铁盐系絮凝剂主要有氯化铁（FeCl3 )、氯化亚铁(FeCl2)、硫酸亚铁(FeSO4 ·7H2O)、硫酸铁[Fe2 (SO4)3]等。

①硫酸亚铁。

硫酸亚铁易溶于水，在水温20℃时溶解度为21%。溶解度为10%的水溶液对石蕊呈酸性（pH值约为3.7)，但不溶于乙醇。硫酸亚铁的结晶水合物分子式为FeSO4 ·7H2O，是半透明的绿色结晶体，又称绿矾、青矾、皂矾。加热至70～73℃时会失去3分子水，至80～123℃时失去6分子水，至156℃以上转变成碱式硫酸铁。

硫酸亚铁离解出的Fe2 只能生成简单的单核络合物，因此，不如三价铁盐那样有良好的絮凝效果。残留于水中的Fe2 会使处理后的水带色，当水中色度较高时，Fe2 与水中有色物质反应，从而生成颜色更深的不易沉淀的物质（但可用三价铁盐除色)。而且，硫酸亚铁具有还原性，在潮湿空气中易氧化成难溶于水的棕黄色碱式硫酸铁。因此，使用硫酸亚铁时应将Fe2 先氧化为Fe3 ，然后再起絮凝作用。当水的pH值在8.0以上时，加入的亚铁盐的Fe2 易被水中溶解氧氧化，失电子成为Fe3 。当水中没有足够溶解氧时，则可加氯或漂白粉予以氧化。

②氯化亚铁。

在污水处理领域，氯化亚铁可以作为还原剂和媒染剂,简化污水处理工艺，缩短污水处理周期，降低污水处理成本，对污水中各类重金属离子的去除率接近100%，对各类污水如电镀、皮革、造纸废水有明显的处理效果。由于其具有突出的脱色能力，因而尤其适用于染料、染料中间体、印染、造纸污水的处理，能产生良好的环境效益和经济效益。

以氯化亚铁处理印染废水为例，其处理流程是首先在印染废水中添加极性介质以改变电离度，然后用FeCl2处理，再调节pH值，进行凝聚沉淀，实现固液分离。经过以上一系列处理后，废水的COD去除率≥50%，色度去除率约为70%～90%，并节省废水处理成本30%左右。

③氯化铁。

氯化铁是一种常用的絮凝剂，形成的矾花密度大，沉淀性能好，适宜的pH值范围也较宽，缺点是溶液具有强腐蚀性，处理后的水的色度比用铝盐高。其结晶水合物是黑褐色的结晶体，分子式为FeCl3·6H2O，有强烈吸水性，极易溶于水，其溶解度随温度上升而增加，处理低温水或低浊水效果比铝盐好。

我国供应的氯化铁有液体无水物、结晶水合物。由于液体、晶体物或受潮的无水物腐蚀性极大，因此调制和加药设备必须考虑用耐腐蚀器材。氯化铁加入水后与天然水中的碱度起反应，形成氢氧化铁胶体，水处理中配制的氯化铁溶液浓度宜高，可达46%。

④硫酸铁。

硫酸铁常被用作水处理行业的混凝剂和污泥的处理剂。化学式为Fe 2(SO4)3，为灰白色粉末或正交棱形结晶流动浅黄色粉末。对光敏感，应密封于阴凉干燥处避光贮存。硫酸铁易吸湿，在水中溶解缓慢，但在水中有微量硫酸亚铁时溶解较快，微溶于乙醇，几乎不溶于丙酮和乙酸乙酯。密度为3.097g/cm3，含9分子结晶水的，175℃失去7分子结晶水，加热至480℃分解。

与其他无机絮凝剂相比，硫酸铁絮凝剂的优越性主要有以下几方面:絮凝矾花密实、沉降速度快，成本低廉，处理费用可节省20%~50%﹔适用水体的pH值范围宽（为4～11，最佳pH值范围为6~9)，pH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性也较小;硫酸铁絮凝剂中无铝、氯及重金属离子等有害物质，亦不存在铁离子的水相转移，对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理成效显著，对高浊度原水净化效果尤佳。

硫酸铁絮凝剂的使用方法及投加量因原水性质不同而有所差异，视矾花形成情况来获得可以达到最理想处理效果的最佳使用条件和最佳投药量。在同等条件下固体硫酸铁与固体聚合氯化铝的用量大体相当，为固体硫酸铝用量的1/4~1/3。若使用液体硫酸铁时，水厂可配成2%~5%的硫酸铁溶液进行投加，工业废水处理配成5%~10%的硫酸铁溶液投加。使用时，将上述配制好的药液泵入计量槽，通过计量投加药液与原水混凝。当配药使用自来水时，稍有沉淀物属正常现象。一般情况下当日配制当日使用。

根据混凝过程中水力条件和形成矾花的状况，可以将整个混凝过程分成3个阶段。

a，凝聚阶段。凝聚阶段是药液与原水快速混凝并在极短时间内形成微细矾花的过程。该阶段的水流为湍流。在烧杯实验中，宜以250～300r/min的速度快速搅拌10～30s，一般不宜超过2min。

b，絮凝阶段。该阶段要求满足适当的湍流程度和足够的停留时间（一般为10～15min)，后期有大量矾花聚集下沉，原水表面形成清晰层。在烧杯实验中，先以150r/min左右的速度搅拌6min，再以60r/min左右的速度搅拌4min至呈悬浮态。

c，沉降阶段。粒径和密度较小的矾花则一边缓缓下降，一边继续相互碰撞并结大，至后期余浊基本不变。其烧杯实验的操作流程是，先以20~30r/min的速度慢慢搅拌5min,再静沉10min。

目前，硫酸铁絮凝剂已较广泛地应用于环保、工业废水处理，对高色度，高COD、BOD的原水处理效果明显，若辅以助剂则效果更佳。