水对于人类生活和国民经济发展都至关重要。水资源短缺的状况已引起人们的关注。许多地区都以地表水作为生活饮用水及工业用水水源，而地表水的特征一般是浑浊度高，并容易受到一定程度的污染，这就需要净化处理，使之达到生活饮用水或工业用水标准，对于工业废水、生活污水也需要经处理达到允许排放的要求。要搞好水处理，选择合适的混凝剂是净水技术中重要环节。几年来的实践证明：用聚合硫酸铁处理黄河水，可使出水水质符合国家生活饮用水卫生标准。
1、聚合硫酸铁的性能及应用特点
聚合硫酸铁应用于水处理具有如下特点：
（1）絮凝性能好。形成矾花速度快，颗粒密实易下沉，除浊率高。
（2）适用范围广。对于高浊水、低浊水、高藻水、生活饮用水、污废水均可适用。
（3）适应性强。受水温影响小，适应pH值范围广，处理低温低池水以及pH值5-9之间的水质的效果好于低分子铁盐、铝盐。
（4）对原水中藻类、铁离子、色度、臭味、有机物等具有一定的去除作用。
（5）用药量少，出水速率高，处理成本低，经济效益好。
（6）聚合硫酸铁对人体健康无不良影响，用聚铁代替铝盐，可消除水处理后残余铝对人体的不利影响。
2、试验与分析
2.1试验条件
（1）试验用药：聚合硫酸铁（巩义市波涛净水材料有限公司生产），其性能指标如表1所示。
（2）用水：黄河下游原水。
（3）仪器：六联搅拌器、智能散射光浊度仪。
（4）聚铁使用方法：在实验室混凝试验中，将其配制成1000-2000mg/L的水溶液；生产工艺中，一般将I型配成质量分数10%-30%的水溶液，将Ⅱ型配成质量分数5%-20%的水溶液，具体稀释浓度、加药量根据原水性质、浊度及工艺条件而定。
表1 聚合硫酸铁指标
| 指标名称 | Ⅰ型（液体） | Ⅱ型（液体） | ||
| GB | Q/ZTH | GB | Q/ZTH | |
| 密度（20℃）/（g·cm-3） | ≥1.45 | ≥1.5 | - | - |
| Fe3+质量分数/% | ≥11.0 | ≥11.5 | ≥18.5 | ≥21 |
| Fe2+质量分数/% | ≤0.10 | ≤0.10 | ≤0.15 | ≤0.01 |
| 盐基度/% | 9.0-14.0 | ≥12 | 9.0-14.0 | 9.0-14.0 |
| pH（1%水溶液） | 2.0-3.0 | 2.0-3.0 | 2.0-3.0 | 2.0-3.0 |
| As质量分数/% | ≤0.0005 | ≤0.0001 | ≤0.0008 | ≤0.0003 |
| Pb质量分数/% | ≤0.0010 | ≤0.0002 | ≤0.0015 | ≤0.0005 |
| 不溶物质量分数/% | ≤0.3 | ≤0.1 | ≤0.5 | ≤0.2 |
2.2试验结果
将试验用水1000mL分别置于7个1000mL烧杯内，原水浊度60NTU，水温19℃，搅拌参数：300r/min、5min；50r/min、15min。沉淀20min测余浊。搅拌时，观察到絮体形成迅速，颗粒密实，沉降速度快，杯体上部澄清。试验结果如表2所示。
表2 聚合硫酸铁混凝效果及用药量烧杯试验
| 加药量/（mg·L-1） | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
| 浊度/NTU | Ⅰ型 | - | - | - | 4.56 | 4.10 | 3.49 | 2.50 |
| Ⅱ型 | 4.66 | 3.68 | 3.32 | 2.70 | 1.93 | 1.35 | - |
在用几种混凝剂处理低温低浊水的对比试验中，聚铁也表现出较好的混凝性能，见表3。
表3 处理低温低浊水混凝效果对比试验
| 混凝剂名称 | 聚合硫酸铁 | 聚合氯化铝 | 硫酸铝 | 铁铝复合盐 |
| 加药量/（mg·L-1） | 6 | 6 | 6 | 6 |
| 余浊/NTU | 4.59 | 3.86 | 17.8 | 8.08 |
注：原水浊度27NTU，水温3℃，搅拌及检测条件同表2。
此外，我们还试验测定了聚合硫酸铁对原水中铁、色度、藻类等的去除效果，结果如表4所示。
表4 聚合硫酸铁对原水中铁、色度、藻类等的去除效果
| 检测项目 | 浊度/NTU | 铁（mg·L-1） | 色度/度 | 臭味/级 | CODMn/（mg·L-1） | 藻类/（105·L-1） |
| 原水 | 30 | 0.18 | 12 | 2 | 3.42 | 633 |
| 滤后水 | 0.3 | 0.09 | 9 | 1 | 2.80 | 51 |
注：原水中色度为离心后上清液色度值，原水中CODMn是低浊度水中检测结果，随原水浊度增高CODMn去除率会加大，聚铁投加质量浓度为5mg/L。
2.3分析讨论
（1）由表2烧杯试验结果可以看出，液体、固体聚合硫酸铁都具有较好的混凝效果。在实际生产工艺运行中用药更少，混凝效果更好。澄清池出水浊度一般在2NTU以下，滤后水浊度在0.5NTU以下。由于使用聚合硫酸铁用量少，除浊效果好，出水速率高，因而可获得较好的经济效果。按实际投加质量浓度5mg/L计算，每吨水处理成本仅0.0035元。
（2）由表3可以看出，聚合硫酸铁对于低温低浊水有较好的适应性。在实际生产中，由于澄清池残留泥渣的作用，混凝效果受水温影响很小，有时滤池出水浊度可达0.2NTU以下。聚合氯化铝虽然也具有较好的混凝效果及适应性，但会增加出水中铝离子的含量，不利于人体健康。从效果及健康角度综合评价，聚合硫酸铁优于其他混凝剂。
（3）从表4可以看出，除浊度外，聚合硫酸铁还对水中溶解性铁、色度、臭味、有机物、藻类等有较好的去除效果。铁的去除率为50%；色度去除率为25%；臭味去除率为50%；CODMn的去除率为18%，随着原水浊度的增加，CODMn的去除率还会提高；藻类去除率为92%，对于加氯消毒后的出厂水，色度、臭味等的去除率更高。
（4）对其他指标的影响。pH值：原水8.31，滤后水8.10；硫酸盐：原水为188mg/L，滤后水191mg/L；聚合硫酸铁对细菌的去除率也很高，在温度较低季节，未经加氯消毒的滤后水细菌指标符合生活饮用水卫生标准。
3、结语
用聚合硫酸铁处理地表水，适合于原水的多变性，对于不同季节的水质，如：高浊度水、高藻水、低温低浊水等都具有较好的处理效果，可使水质达到国家生活饮用水卫生标准。用它处理污废水具有一定的除色、除臭、除重金属等效能。聚合硫酸铁适用于机械搅拌澄清池混凝处理。聚合硫酸铁的实用性、经济性已在实践中得到验证，相信必将在水处理中得到更泛的应用。
