聚合硫酸鐵凈水原理是聚合硫酸鐵水解后產生大量的[Fe4(H2O)6]、[Fe2(H2O)6]、[Fe (OH)2]等多核絡合物，通過吸附、架橋、交聯等作用，能使水中的膠體微粒凝結在一起，與此同時還發生了一系列的物理化學變化，并使得它們具有很強的電中和能力，從而降低了膠團的電位，破換了膠團的不亂性，促使膠粒快速凝結沉淀。
聚合硫酸鐵的分子通式一般可表示為[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m。聚合硫酸鐵的生產方法多種多樣,但都包括了氧化、水解和聚合等過程。若按氧化方式的不同來劃分,聚合硫酸鐵的生產方法主要可分為二大類:(1)直接氧化法,即采用強氧化劑(如 NaClO、KClO3、H2O2和MnO2等)直接將亞鐵離子氧化為鐵離子,再經水解和聚合而得到聚合硫酸鐵; (2)催化氧化法,即在催化劑的作用下,利用空氣或氧氣將亞鐵離子氧化為鐵離子,同樣經水解和聚合而得到聚合硫酸鐵。直接氧化法因為氧化劑消耗量很大,成本過高,加之由氧化劑而引進的殘留物的分離費用較大,不分離又將影響產品的質量,所以難以工業化生產。目前,國內外工業化生產聚合硫酸鐵普遍采用催化氧化法,并且主要是選用硝酸等作為催化劑。在催化劑的作用下,硫酸亞鐵在酸性環境下經氧化、水解和聚合等過程即制得了一種棕紅色、粘稠狀液體聚合硫酸鐵。
聚合硫酸鐵形態性狀是淡黃色無定型粉狀固體，極易溶于水，10%（重量）的水溶液為紅棕色透明溶液，吸濕性。聚合硫酸鐵廣泛應用于飲用水、工業用水、各種工業廢水、城市污水、污泥脫水等的凈化處理。聚合硫酸鐵廠家研究了填料塔工藝制備聚合硫酸鐵的實驗過程，考察了反應溫度、催化劑用量、亞鐵初始濃度、氧氣用量、硫酸用量等因素對Fe2+氧化速率及催化劑催化指數的影響，獲得了質量較好的聚合硫酸鐵產品；對該產品進行了分子形態學的分析，借助傅立葉紅外光譜圖、X射線衍射譜圖、掃描電鏡照片及透射電鏡照片觀察了聚合硫酸鐵產品的結構與形貌；并進一步考察了本論文合成聚合硫酸鐵產品的混凝性能。通過填料塔工藝制備硫酸鐵的實驗過程研究，得到以下結論： 研究了填料塔工藝合成聚合硫酸鐵的實驗過程。結果表明，填料塔工藝可實現低溫常壓條件下聚合硫酸鐵的合成。通過考察反應溫度、催化劑用量、亞鐵初始濃度、氧氣用量、硫酸用量等因素對Fe2+氧化速率及催化劑催化指數的影響，確定適宜的合成工藝條件。進一步的連續操作實驗表明：經過240～300 min連續實驗得到符合國家標準的聚合硫酸鐵產品。研究了聚合硫酸鐵產品中鐵的分子形態。采用Fe-Ferron逐時絡合比色法測定了不同形態鐵的含量，借助傅立葉紅外光譜、X射線衍射儀器分析手段與掃描電鏡、透射電鏡等電鏡分析表征手段觀察了聚合硫酸鐵的結構與形貌，結果顯示：填料塔工藝合成的聚合硫酸鐵產品為含有少量晶體的無定型態產品。填料塔工藝合成的聚合硫酸鐵產品具有良好的混凝效果，是一種優良的凈水材料。
聚合硫酸鐵與其他無機絮凝劑相比具有以下特點：
新型、、鐵鹽類無機高分子絮凝劑；
混凝性能優良，礬花密實，沉降速度快；
凈水效果優良，水質好，不含鋁、氯及重金屬離子等有害物質，亦無鐵離子的水相轉移，，無害，安全可靠；
除濁、脫色、脫油、脫水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金屬離子等功效顯著；
適應水體PH值范圍寬為4-11，PH值范圍為6-9，凈化后原水的PH值與總堿度變化幅度小，對處理設備腐蝕性小；
對微污染、含藻類、低溫低濁原水凈化處理效果顯著，對高濁度原水凈化效果尤佳；
投藥量少，成本低廉，處理費用可節省20%-50%。
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