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聚合硫酸鐵是一種無機高分子絮凝劑，既可以用于各種廢水的混凝沉淀處理，也可以應(yīng)用于生活飲用水的凈化過程中，和其他各種絮凝劑相比，聚合硫酸鐵具有生產(chǎn)成本低、凈化過程投加量少、使用PH范圍廣、雜質(zhì)去除率高、殘留物濃度低、礬花沉降速度快，脫色效果好等優(yōu)點，考察聚合硫酸鐵質(zhì)量好壞的指標(biāo)主要有兩個，即總鐵含量和鹽基度，其中鹽基度顯得尤為重要。聚合硫酸鐵的鹽基度越高，產(chǎn)品聚合度也越高，其形成的礬花越大，絮凝效果越好，絮體的沉降速度越快，總鐵含量可以通過投料配比來調(diào)節(jié)，容易掌握。而鹽基度卻受到投料配比及一系列操作參數(shù)的嚴(yán)重影響。我國規(guī)定，聚合硫酸鐵一級品的鹽基度必須達(dá)到12%以上，而鹽基度很過16.67%的聚合硫酸鐵產(chǎn)品尚未見報道，因此設(shè)法提高聚合硫酸鐵的鹽基度就成為改善產(chǎn)品質(zhì)量的一條重要途徑。

聚合硫酸鐵的生產(chǎn)方法主要有催化氧化法和直接氧化法，但是以往生產(chǎn)聚合硫酸鐵的各種方法總是無法同時克服反應(yīng)速度慢、時間長，產(chǎn)品鹽基度低以及出現(xiàn)氧氧化鐵沉渣等問題；增加硫酸的用量可以提高反應(yīng)體系中氧的氧化電位，加快反應(yīng)速度，縮短反應(yīng)時間，并消除氫氧化鐵沉渣，但同時又會降低產(chǎn)品的鹽基度，提高反應(yīng)溫度加快所有的反應(yīng)速度，世對聚合反應(yīng)不利，造成鐵離子積聚，較終出現(xiàn)較多的氫氧化鐵沉渣，并大幅度降低產(chǎn)品的鹽基度，升高壓力可以加快氧化反應(yīng)的速度，對其它反應(yīng)也無不利影響，但若不配臺其它的條件一齊進行，則必將引發(fā)出現(xiàn)氫氧化鐵沉渣，降低產(chǎn)品的鹽基度。

在廣州市科委的資金資助下，作者在對聚合硫酸鐵的生成機理進行了認(rèn)真的分析之后，通過大量的基礎(chǔ)實驗，終于配制出一種改性劑CP-2，并發(fā)明了一種全新的聚合硫酸鐵的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工藝：按化學(xué)配比量分別加入32%硫酸亞鐵、4%硫酸和l%改性劑CP-2及水，充分?jǐn)嚢?，加熱并通入軾氣，控制系統(tǒng)溫度為100～150℃，壓力1．O～4．Oatm。反應(yīng)初期控制較低的溫度和較高的壓力，以后緩慢調(diào)高溫度、調(diào)低壓力，就能夠使氧化、水解和聚合反應(yīng)很順利地進行，較終獲得高品質(zhì)的聚合硫酸鐵產(chǎn)品。按照這種生產(chǎn)新技術(shù)，只需向反應(yīng)系統(tǒng)添加很少量的改性劑，就可以顯著地提高反應(yīng)速度，反應(yīng)可在一小時內(nèi)結(jié)束，并在保證較終混和物中不出現(xiàn)氫氧化鐵沉淀的前提下減少硫酸用量，使產(chǎn)品聚臺硫酸鐵的鹽基度達(dá)到了20%以上。該過程反應(yīng)溫和，改性劑用量少，生產(chǎn)成本比其他各種生產(chǎn)方法都更低，且基本消除了尾氣的污染。很多文獻認(rèn)為，聚合硫酸鐵的鹽基度不能太高，鹽基度越高，產(chǎn)品越不穩(wěn)定。我們采用該種新技術(shù)生產(chǎn)的聚臺硫酸鐵，鹽基度高達(dá)20.68%,產(chǎn)品靜置了一年多而沒有州顯變化，可見我們配制的改性劑CP-2還大大地增強了產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

效益評價

1．絮凝效果測試

用廣州市員村段珠江水進行了絮凝效果測試，原水濁度為50ppm（1904年10月20日）。較終測試結(jié)果見表1；

2．經(jīng)濟效益與社會效益

以年產(chǎn)5000噸改性聚合硫酸鐵液體產(chǎn)品（總鐵含量≥160g／L，亞鐵含量≤1g／L，鹽基度≥18%）為計算依據(jù)，按當(dāng)前的價格指數(shù)，其設(shè)備投資、生產(chǎn)成本及效益可概述如下（不包括土地征用費，廠房與倉庫建造費以及其它非生產(chǎn)費用）。

1)設(shè)備投資

(1)3M3不銹鋼或搪瓷反應(yīng)釜一套，5萬元；(2)反應(yīng)釜加熱裝置一套，10萬元，(3)lOM3酸貯罐一只，8萬元；(4)1M3高位計量罐二只,4萬元，(5)50M3產(chǎn)品池一個,5萬元；(6)其它輔助設(shè)備，約8萬元；合計40萬元左右。

2)成本核算

生產(chǎn)一噸聚合硫酸鐵所需費用包括：

(1)硫酸亞鐵、硫酸、氧氣、催化劑及改性劑等原材料費用，約270元；(2)水、電、蒸汽等的消耗，約60元，(3)設(shè)備折舊、人工工資、稅收管理等支出，約80元，綜合成本410元。

3)效益評估

經(jīng)濟效益；改性聚臺硫酸鐵液體產(chǎn)品的實際售價應(yīng)該比普通的聚臺硫酸鐵液體產(chǎn)品估價要高，此處僅按普通的聚合硫酸鐵液體產(chǎn)品價格進行核算。其售價為每噸600元，綜臺成本為每噸410元，年產(chǎn)值300萬元，年純利潤95萬元。

社會效益：聚合硫酸鐵是一種大有前途的無機高分子絮凝劑，對其進行深入研究，可望從理論上發(fā)現(xiàn)新的生產(chǎn)方法和生產(chǎn)工．藝，顯著地強化它的性能。聚合硫酸鐵的生產(chǎn)成本不及堿式氯化鋁的一半，而其（指按我們發(fā)明的新技術(shù)生產(chǎn)的改性聚合硫酸鐵）絮凝效果卻比堿式氯化鋁還要更加優(yōu)越，經(jīng)濟效益十分顯著。雖然當(dāng)前我國各大自來水廠還都選用堿式氯化鋁作為凈水劑，但是國際上已經(jīng)普遍限制鋁系絮凝劑的使用，據(jù)稱鋁對人體健康有害。而聚合硫酸鐵不但性能優(yōu)越，價格低廉，無毒無害（經(jīng)廣州市衛(wèi)生防疫站的檢測），且生產(chǎn)原料來源廣泛，生產(chǎn)過程溫和，易于控制，還可利用酸洗廢液、鈦白粉生產(chǎn)廢料等為原料生產(chǎn)，化廢為寶。可以預(yù)料，不久的將來聚合硫酸鐵將必然地要取代堿式氯化鋁，在水的凈化方面發(fā)揮更重要的作用，由此所產(chǎn)生的社會效益是不可估量的。