铁系高分子复合絮凝剂-聚合氯化硫酸铁领跑复合型混凝剂
以PFS为基础的新型无机复合高分子絮凝剂(无机铁系型、其它无机含铁型)的制备方法、絮凝性能及在水处理中的应用的基本情况。
1铁系无机复合高分子絮凝剂
在这类絮凝剂中，只含有一种金属成分Fe(Ⅲ)，但同时含有两种或两种以上的酸根离子，它们可以看成是在PFS中引入了其它阴离子而得到的。已经报道的有聚合硅酸硫酸铁、聚硅酸铝铁、聚合氯化硫酸铁等。它们都安全无毒，贮存的稳定期长，处理水时pH适用范围较宽，是良好的水处理剂。
1．0聚合氯化硫酸铁
聚合氯化硫酸铁，也称聚合氯硫酸铁，以下用PFSC表示，是国内早出现的铁系无机高分子复合絮凝剂，其液体产品为红棕色或棕黄色黏稠液体，固体产品未见报道。PFSC的制备可以看作是在PFS中引入c1一。其制备方法大多都以硫酸亚铁加某种氧化剂为原料¨”，这些方法生产工艺简单，原料易得，生产成本低，产品质量稳定。还可利用各种含铁的酸洗废液及废盐酸、废硫酸等为主要原料制备 ”J，这些方法的大优点就是综合利用了一些生产过程中的废液，在一定程度上减少了废液的排放，因而也有相当的研究和推广价值。PFSC适应原水的浊度和温度范围都比较宽，在相同条件下的絮凝效果优于PFS、稍好于聚合氯化铝(PAC)。既可以有效处理多种工业废水及城市综合性污水，也可用于饮用水处理，还可用于污泥脱水处理。
1．1聚合硅酸硫酸铁
聚合硅酸硫酸铁，也称聚硅酸聚合硫酸铁、活性硅酸聚合硫酸铁、聚合硫酸硅酸铁，以下用PSPFS表示。PSPFS的液体产品为红棕色或红褐色粘稠状，固体产品尚未见报道。PSPFS制备的基本反应可以看成是PFS与聚硅酸聚合，根据所选择的原料的不同， 其制备方法主要有以下几种：(1)以PFS、硅酸钠(或水玻璃)为原料?。(2)以硫酸铁、硅酸钠(或水玻璃)为原料L2J。(3)以硫酸亚铁、硅酸钠(或水玻璃)为原料LjJ。上述各方法中，第一、第二种方法完全或基本采用纯试剂制备，虽然操作简单，条件容易控制，反应时间短，但制备成本会较高，因而不值得大力推广。第三种方法因可以充分利用钛自生产过程的副产品硫酸亚铁，所以总的制备成本会比较低，有较好的发展前途。
也有报道以硫酸铝渣(含氧化硅)和硫铁矿烧渣(含氧化铁)为原料制PSPFSl4J，该法工艺相对复杂一些，但它既生产了絮凝剂，又为工业废渣硫酸铝渣和硫铁矿烧渣的综合利用开辟了一条新路，因而具有较高的综合效益，值得进一步研究和推广。
PSPFS对一般浊水、污水的COD除去率高、脱色性能好，对高浓度含油污水有很好的净化效果，对有些工业废水(如造纸废水、印染废水、垃圾填埋场渗漏液)的处理效果甚至要优于PFS，对含氟废水亦有一定的除氟效果。
在这类复合絮凝剂中，除了含Fe(Ⅲ)一种金属成分外，还含有另一种金属成分(目前已经报道的只有铝)；除了含SO4 ，还可以同时含其它酸根离子。它们可以看作是在PFS的基础上引入了另外的金属成分及阴离子而得到的，已经报道的有聚合硫酸铁铝、聚合硫酸铁铝硅、聚合硫酸氯化铁铝等，它们都具有较宽的pH适用范围，是安全无毒的良好水处理剂。
2．1聚合硫酸铁铝
聚合硫酸铁铝(PFAS)为红棕色或红褐色粘稠液体，可以按下述方法制备：
(1)以硫酸亚铁为主要原料，加少量硫酸铝，以硝酸铝为催化剂制备¨ 。该法工艺简单但先进，投资省，反应快，产品质量好。
(2)Ffl,硫铁矿烧渣为主要原料制备ll 。该法的主要缺点是：对浸出设备要求高，铁、铝的浸出率与浸出时问相互矛盾，工艺相对复杂、工艺条件较难控制、产品质量难以有效地保证，反应时间长。但是该法可以很好地综合利用硫铁矿烧渣，还可以使用废硫酸，因此它具有进一步研究并推广的价值。
PFAS综合了铁系和铝系无机高分子絮凝剂的优点，絮体形成速度快、矾花大、沉降快、过滤性强，可除浊、脱色、除臭、除COD，还有较强的除氟能力，可广泛应用于各种工业废水、生活污水及饮用水的混凝处理。
2．2聚合硫酸铁铝硅
聚合硫酸铁铝硅，也称聚硅酸硫酸铁铝，以下用PFASS表示。其制备方法可以分为以下两类：
(1)以硅酸钠(或水玻璃)、硫酸铁及硫酸铝为原料制得 。由于全部使用纯试剂为原料，生产成本高，不利于工业化生产。
(2)先制得聚合硫酸铁铝(PFAS)和聚合硅酸，然后聚合制得lJ 。聚合硫酸铁铝既可以用硫酸亚铁与硫酸铝为主要原料制备，也可以选用硫铁矿烧渣、粉煤灰、废铁屑、废硫酸等工业废弃物为主要原料制备。该法虽然工艺复杂一些，产品质量也难以保证，但它既解决了工业副产品硫酸亚铁的出路问题，同时又利用了工业废弃物，尤其是大限度地综合利用了硫铁矿烧渣，因此在解决了产品质量问题后，它将是生产PFASS的佳选择。
PFASS综合了铁系、铝系和聚硅酸絮凝剂的多重优点，在处理废水过程中可同时发挥电中和、吸附架桥和网捕卷三种功能，絮凝效果比单独使用铁系、铝系絮凝剂和聚硅酸更好，因此它已经成为了当今世界絮凝剂研究的主流。
在不断对PFS进行延伸开发，研制出更多新型高效、经济安全的含铁高分子复合絮凝剂的同时，应当把工作重心放在：研制高浓度液体产品或固体产品，既有利于减少产品的储存与运输方面的成本，也方便用户的使用；尽快制订各产品质量的国家标准，便于产品的生产过程控制与产品的质量检验与评价；对已有的产品进行改性处理，提高其稳定性，改善其絮凝性能；将含铁高分子复合絮凝剂与其它适当的絮凝剂、助凝剂或其它药剂复配使用，以增强絮凝能力；研制对于一些特殊废水有良好处理效果的絮凝剂产品；在原料的选用上，充分地利用工业副产品、边角废料、废液、废渣；走规模化生产的道路，以便于降低能耗、控制产品质量、提高经济效益，也便于集中利用工业副产品和工业废弃物。
1铁系无机复合高分子絮凝剂
在这类絮凝剂中，只含有一种金属成分Fe(Ⅲ)，但同时含有两种或两种以上的酸根离子，它们可以看成是在PFS中引入了其它阴离子而得到的。已经报道的有聚合硅酸硫酸铁、聚硅酸铝铁、聚合氯化硫酸铁等。它们都安全无毒，贮存的稳定期长，处理水时pH适用范围较宽，是良好的水处理剂。
1．0聚合氯化硫酸铁
聚合氯化硫酸铁，也称聚合氯硫酸铁，以下用PFSC表示，是国内早出现的铁系无机高分子复合絮凝剂，其液体产品为红棕色或棕黄色黏稠液体，固体产品未见报道。PFSC的制备可以看作是在PFS中引入c1一。其制备方法大多都以硫酸亚铁加某种氧化剂为原料¨”，这些方法生产工艺简单，原料易得，生产成本低，产品质量稳定。还可利用各种含铁的酸洗废液及废盐酸、废硫酸等为主要原料制备 ”J，这些方法的大优点就是综合利用了一些生产过程中的废液，在一定程度上减少了废液的排放，因而也有相当的研究和推广价值。PFSC适应原水的浊度和温度范围都比较宽，在相同条件下的絮凝效果优于PFS、稍好于聚合氯化铝(PAC)。既可以有效处理多种工业废水及城市综合性污水，也可用于饮用水处理，还可用于污泥脱水处理。
1．1聚合硅酸硫酸铁
聚合硅酸硫酸铁，也称聚硅酸聚合硫酸铁、活性硅酸聚合硫酸铁、聚合硫酸硅酸铁，以下用PSPFS表示。PSPFS的液体产品为红棕色或红褐色粘稠状，固体产品尚未见报道。PSPFS制备的基本反应可以看成是PFS与聚硅酸聚合，根据所选择的原料的不同， 其制备方法主要有以下几种：(1)以PFS、硅酸钠(或水玻璃)为原料?。(2)以硫酸铁、硅酸钠(或水玻璃)为原料L2J。(3)以硫酸亚铁、硅酸钠(或水玻璃)为原料LjJ。上述各方法中，第一、第二种方法完全或基本采用纯试剂制备，虽然操作简单，条件容易控制，反应时间短，但制备成本会较高，因而不值得大力推广。第三种方法因可以充分利用钛自生产过程的副产品硫酸亚铁，所以总的制备成本会比较低，有较好的发展前途。
也有报道以硫酸铝渣(含氧化硅)和硫铁矿烧渣(含氧化铁)为原料制PSPFSl4J，该法工艺相对复杂一些，但它既生产了絮凝剂，又为工业废渣硫酸铝渣和硫铁矿烧渣的综合利用开辟了一条新路，因而具有较高的综合效益，值得进一步研究和推广。
PSPFS对一般浊水、污水的COD除去率高、脱色性能好，对高浓度含油污水有很好的净化效果，对有些工业废水(如造纸废水、印染废水、垃圾填埋场渗漏液)的处理效果甚至要优于PFS，对含氟废水亦有一定的除氟效果。
在这类复合絮凝剂中，除了含Fe(Ⅲ)一种金属成分外，还含有另一种金属成分(目前已经报道的只有铝)；除了含SO4 ，还可以同时含其它酸根离子。它们可以看作是在PFS的基础上引入了另外的金属成分及阴离子而得到的，已经报道的有聚合硫酸铁铝、聚合硫酸铁铝硅、聚合硫酸氯化铁铝等，它们都具有较宽的pH适用范围，是安全无毒的良好水处理剂。
2．1聚合硫酸铁铝
聚合硫酸铁铝(PFAS)为红棕色或红褐色粘稠液体，可以按下述方法制备：
(1)以硫酸亚铁为主要原料，加少量硫酸铝，以硝酸铝为催化剂制备¨ 。该法工艺简单但先进，投资省，反应快，产品质量好。
(2)Ffl,硫铁矿烧渣为主要原料制备ll 。该法的主要缺点是：对浸出设备要求高，铁、铝的浸出率与浸出时问相互矛盾，工艺相对复杂、工艺条件较难控制、产品质量难以有效地保证，反应时间长。但是该法可以很好地综合利用硫铁矿烧渣，还可以使用废硫酸，因此它具有进一步研究并推广的价值。
PFAS综合了铁系和铝系无机高分子絮凝剂的优点，絮体形成速度快、矾花大、沉降快、过滤性强，可除浊、脱色、除臭、除COD，还有较强的除氟能力，可广泛应用于各种工业废水、生活污水及饮用水的混凝处理。
2．2聚合硫酸铁铝硅
聚合硫酸铁铝硅，也称聚硅酸硫酸铁铝，以下用PFASS表示。其制备方法可以分为以下两类：
(1)以硅酸钠(或水玻璃)、硫酸铁及硫酸铝为原料制得 。由于全部使用纯试剂为原料，生产成本高，不利于工业化生产。
(2)先制得聚合硫酸铁铝(PFAS)和聚合硅酸，然后聚合制得lJ 。聚合硫酸铁铝既可以用硫酸亚铁与硫酸铝为主要原料制备，也可以选用硫铁矿烧渣、粉煤灰、废铁屑、废硫酸等工业废弃物为主要原料制备。该法虽然工艺复杂一些，产品质量也难以保证，但它既解决了工业副产品硫酸亚铁的出路问题，同时又利用了工业废弃物，尤其是大限度地综合利用了硫铁矿烧渣，因此在解决了产品质量问题后，它将是生产PFASS的佳选择。
PFASS综合了铁系、铝系和聚硅酸絮凝剂的多重优点，在处理废水过程中可同时发挥电中和、吸附架桥和网捕卷三种功能，絮凝效果比单独使用铁系、铝系絮凝剂和聚硅酸更好，因此它已经成为了当今世界絮凝剂研究的主流。
在不断对PFS进行延伸开发，研制出更多新型高效、经济安全的含铁高分子复合絮凝剂的同时，应当把工作重心放在：研制高浓度液体产品或固体产品，既有利于减少产品的储存与运输方面的成本，也方便用户的使用；尽快制订各产品质量的国家标准，便于产品的生产过程控制与产品的质量检验与评价；对已有的产品进行改性处理，提高其稳定性，改善其絮凝性能；将含铁高分子复合絮凝剂与其它适当的絮凝剂、助凝剂或其它药剂复配使用，以增强絮凝能力；研制对于一些特殊废水有良好处理效果的絮凝剂产品；在原料的选用上，充分地利用工业副产品、边角废料、废液、废渣；走规模化生产的道路，以便于降低能耗、控制产品质量、提高经济效益，也便于集中利用工业副产品和工业废弃物。
