聚铁,即聚合硫酸铁(Polyferric Sulfate,简称PFS),是一种高效的无机高分子絮凝剂,因其絮凝效果好、价格低廉、沉降速度快、适应pH范围广等优点,在农村污水处理中得到了广泛应用。以下是聚铁在农村污水处理中的具体应用:
去除悬浮物(SS)和浊度
农村污水中常含有大量泥沙、有机颗粒等悬浮物。聚铁水解后生成带正电荷的多核羟基络合物,能有效中和悬浮颗粒表面的负电荷,通过吸附、架桥和网捕作用,使细小颗粒凝聚成较大的絮体,从而在沉淀或气浮过程中被快速去除,显著降低水的浊度。
去除有机物(COD/BOD)
聚铁能有效去除污水中的部分溶解性和胶体性有机物。其作用机理包括:
电中和与吸附:对带负电的有机胶体有良好的凝聚作用。
共沉淀:生成的氢氧化铁絮体具有巨大的比表面积,能吸附水中的有机物,并随絮体一同沉淀。 在农村生活污水中,聚铁常用于预处理或深度处理阶段,以降低COD(化学需氧量)和BOD(生化需氧量),提高出水水质。
除磷(特别是化学除磷) 这是聚铁在农村污水处理中最重要的应用之一。聚铁中的Fe³⁺能与污水中的磷酸盐(PO₄³⁻)反应,生成难溶于水的磷酸铁(FePO₄)沉淀,从而将磷从水中去除。
适用场景:对于采用人工湿地、稳定塘等生态处理技术的农村污水处理系统,由于其生物除磷效果有限,往往需要在出水前或进水端投加聚铁进行化学强化除磷,确保出水总磷达标(如达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级A或地方更严标准)。
优势:相比铝盐,铁盐形成的磷酸铁沉淀更稳定,且在较宽的pH范围内有效,尤其适合处理pH偏中性或弱碱性的农村污水。
脱色和去除部分重金属
脱色:农村污水可能因生活洗涤、农业活动等带有一定色度。聚铁对染料、腐殖质等引起的色度有较好的去除效果。
重金属:Fe³⁺水解产物能吸附或共沉淀水中的部分重金属离子(如铅、镉、砷等),起到一定的去除作用,对受农业面源污染影响的农村污水有一定净化效果。
改善污泥沉降性能 在活性污泥法或生物膜法处理系统中,投加适量聚铁可以改善污泥的絮凝性能和沉降性,减少污泥膨胀,提高二沉池的固液分离效率。
应用形式与投加方式:
液体或固体:聚铁有液体和固体两种形态,农村污水处理站根据规模和管理能力选择。
投加点:通常在混凝沉淀池、高效沉淀池或作为深度处理单元的前置投加。可投加在生化处理前(预处理)、生化处理后(深度处理)或与生化系统结合(如化学强化一级处理)。
与其他药剂联用:有时会与聚丙烯酰胺(PAM)等助凝剂联用,进一步提高絮凝效果和沉降速度。
注意事项:
投加量控制:需通过小试确定最佳投加量,过量投加可能导致出水铁离子超标、增加污泥产量或影响后续生物处理。
pH影响:虽然聚铁适应pH范围较广(通常2-11),但在中性至弱酸性条件下效果更佳。极端pH可能影响其水解和絮凝效果。
腐蚀性:液体聚铁具有一定的腐蚀性,储罐和管道需采用耐腐蚀材料。
污泥处理:使用聚铁会产生含铁化学污泥,需妥善处理和处置。
总之,聚铁凭借其高效、经济、操作简便的特点,已成为农村污水处理中实现悬浮物、有机物和磷高效去除的关键药剂,尤其在化学除磷和深度处理环节发挥着不可替代的作用。
更多聚合硫酸铁相关知识