焦化废水处理使用聚合硫酸铁处理

  在焦化废水处理中，聚合硫酸铁（PFS）作为一种高效无机高分子絮凝剂，可通过脱稳、凝聚、架桥吸附等作用去除废水中大量胶体颗粒污染物及部分有机物，显著降低化学需氧量（COD），在特定条件下对COD的去除率可达85%以上。以下是对聚合硫酸铁在焦化废水处理中应用的详细分析：

  一、聚合硫酸铁的特性

  1.化学性质：

  .聚合硫酸铁是一种碱式硫酸盐，结构式为[Fe₂(OH)ₙ(SO₄)₃₋ₙ/₂]ₘ，其中n<2，m=f(n)。

  .它在水溶液中能生成大量多核络合物及带电胶体，如[Fe₂(OH)₃]³⁺、[Fe₃(OH)₆]³⁺、[Fe₈(OH)₂₀]⁴⁺等，这些物质具有很强的中和悬浮颗粒上电荷的能力，能降低胶团电位，并水解成絮状羟基铁化合物。

  2.物理性质：

  .形态性状：淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%（质量）的水溶液为红棕色透明溶液。

  .吸湿性：易吸湿，储存时需放在干燥、通风的地方。

  .溶解性：易溶于水、醇、氯仿、四氯化碳，微溶于苯。

  3.环境适应性：

  .pH值适用范围：4-11，最佳pH值范围为6-9。在处理焦化废水时，无需过多调节污水酸碱度，简化了处理流程。

  .耐冲击负荷能力强：能适应水质复杂且处理难度大的焦化废水。

  二、聚合硫酸铁在焦化废水处理中的应用

  1.去除COD：

  .聚合硫酸铁能快速有效地将焦化废水中的COD降至较低水平。例如，在适合的pH值条件下，通过预处理及生物处理后，虽然废水中COD等污染物质浓度明显下降，但生化出水中仍然存在一定量的生物难降解物质。此时，投加聚合硫酸铁能进一步去除COD，去除率可达85%以上。

  .实验表明，当聚合硫酸铁投加量为40mg/L时，对COD的去除效果最好。但需注意，投加量应严格控制，当投加量超过一定范围时（如超过40mg/L），废水会呈乳白色，絮凝体变小，污泥上浮，导致COD去除率下降。

  2.去除其他污染物：

  .聚合硫酸铁对焦化废水中的悬浮物、胶体、有机物、重金属离子等均有显著的去除效果。

  .它还能去除废水中的色度、恶臭等，改善废水的水质。

  3.与其他絮凝剂的复合使用：

  .聚合硫酸铁可以与聚丙烯酰胺（PAM）、壳聚糖等有机高分子絮凝剂复合使用，产生协同效应，提高絮凝效果。例如，将聚合硫酸铁与壳聚糖复合制备聚合硫酸铁-壳聚糖复合絮凝剂，用于焦化废水的混凝处理，总有机碳的去除率可达70%以上，比单独使用聚合硫酸铁可提高5%左右。

  三、聚合硫酸铁在焦化废水处理中的优势

  1.絮凝性能优良：

  .聚合硫酸铁生成的矾花密实，沉降速度快，能大大提高污水处理效率。

  .与传统絮凝剂相比，它形成的絮体更密实，沉降效果更好。

  2.净水效果优良：

  .聚合硫酸铁不含对人体有害的重金属离子，在处理污水过程中不会引入二次污染。

  .它水解后产生的铁离子是植物生长所需的营养元素之一，经过处理后的污泥还可以作为肥料的原料，实现资源的循环利用。

  3.成本低廉：

  .聚合硫酸铁价格低廉，投加量少，处理费用可节省20%-50%。

  .它易于制备和储存，运输也方便。

  四、应用实例

  1.上海焦化厂混合废水深度处理工程：

  .该工程采用A/O填料床-聚铁絮凝澄清处理工艺，处理对象为上海焦化厂的回收车间与造气车间的混合废水。

  .废水在反硝化池中停留时间约为5.5小时，在硝化池中停留时间约18小时。由硝化池末端排除的废水，流至加速澄清池，同时投加絮凝剂聚合铁。废水在澄清池中停留2小时，进行混凝澄清反应。

  .该工艺流程中，聚合硫酸铁絮凝剂与其他混凝剂相比，具有反应速率快、絮体相对密度大、沉降性能好、pH适用范围广等特点。

  2.某造纸厂污水处理案例：

  .该造纸厂以往的废水处理效果一直不理想，水中的悬浮物和有机物含量过高，导致排放不达标。

  .在引入聚合硫酸铁作为絮凝剂后，情况得到了极大改善。聚合硫酸铁迅速与废水中的杂质结合，形成大而密实的絮体，经过沉淀和过滤，出水水质清澈，各项指标均达到国家排放标准。

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