铁基复合型水处理剂FPFS-1及制备方法

摘要

本发明公开了一种铁基复合型水处理剂FPFS-1及制备方法，将硫酸亚铁经水溶解，加硫酸，加催化剂反应，使Fe2+全部氧化、聚合形成无机高分子化合物液体聚合硫酸铁；反应温度为室温，反应时间为0.5～4.0小时；物料重量配比为七水硫酸亚铁∶硫酸∶催化剂＝100∶4～20∶3～10，然后，在得到的液体聚合硫酸铁中投加有机高分子化合物进行复合，形成胶状的本发明FPFS-1产品。经检测，产品全铁的质量分数％在11～13％，盐基度在12～16％，还原性物质(以Fe2+计)的质量分数％＜0.005％。本发明显著地提高了絮凝性能，水处理过程中沉降快、水质清，沉渣过滤性能好，无铁离子的迁移，有独特的脱除COD、BOD、色度、除臭特性。

权利要求

1.铁基复合型水处理剂FPFS-1，其特征在于：铁基复合型水处理剂FPFS-1用式(1)表示：式中n1+n2＜3， R为聚丙烯酰胺，分子量为250万～2400万；

是一种胶状的无机-有机复合型产品，其组分中除含有聚合硫酸铁的组分外，还含

0.3～1.0％的有机高分子化合物。

2.根据权利要求1所述的铁基复合型水处理剂FPFS-1制备方法，其特征在于：将硫酸亚铁经水溶解，加硫酸，加催化剂反应，使Fe2+全部氧化、聚合形成无机高分子化合物液体聚合硫酸铁；反应温度为室温，反应时间为0.5～4.0小时；物料重量配比为七水硫酸亚铁∶硫酸∶催化剂＝100∶4～20∶3～10，然后，在得到的液体聚合硫酸铁中投加有机高分子化合物进行复合，复合温度为室温，复合时间为1～10小时，物料重量配比为七水硫酸亚铁∶有机高分子化合物＝100∶0.1～3.4，最后得到褐色胶状的FPFS-1产品。

3.根据权利要求2所述的铁基复合型水处理剂FPFS-1制备方法，其特征在于：所述催化剂为氯酸盐中的任意一种，氯酸盐主要是钾、钠、钙、镁的氯酸盐，所述有机高分子化合物为式(1)中的R，即分子量为250万～2400万的聚丙烯酰胺。

4.根据权利要求2所述的铁基复合型水处理剂FPFS-1制备方法，其特征在于：FPFS-1产品全铁的质量百分数在11％～13％，盐基度在12％～16％，以Fe2+计还原性物质的质量百分数＜0.005％。

说明书

铁基复合型水处理剂FPFS-1及制备方法

【技术领域】

[0001] 本发明涉及铁基复合型水处理剂FPFS-1及制备方法。【背景技术】

[0002] 目前，市场上的水处理剂主要以铝系絮凝剂品种为主。近年来，国内外众多的研究发现，铝是一种慢性毒物。源水在自来水厂经用铝盐絮凝剂处理后，出厂水中的铝含量大幅度增加，并且其中相当多的铝是易被人体吸收和结合的铝，饮用水中的铝对人体的危害比其它来源的铝大，其进入人体后，能在一些组织和器官中积蓄，引发多种疾病。铝积蓄于中枢神经中后会阻遏神经元的传导，使人的记忆力减退或丧失，引发老年性痴呆症等疾病；铝易取代钙进入骨质中，引起骨质疏松转化变形；使肾功能发生病变，如肾功能失调、肾衰竭及尿毒症；使血液和心血管发生病变；铝有细胞遗传毒性，对体细胞及生殖细胞有致突变作用。

[0003] 铝盐在水中的使用能造成铝的二次污染，并且使水带涩味，影响水质，而铝的氯化物凝聚剂在水处理过程中，将产生诱癌致畸的化合物。国外如欧美国家制定的饮用水标准中对铝的含量作了严格限制。我国于2001年6月出台了生活饮用水2001卫生规范，其中明确规定了铝的含量≤0.2mg/L。2007年，国家标准委和卫生部联合发布了《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)强制性国家标准，于2007年7月1日起实施。这是21年来首次对1985年发布的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-85)进行修订，规定指标由原标准的35项增至106项。

[0004] 国内外对聚铁的研究虽然起始于八十年代，但到目前为止主要产品还是聚合硫酸2+
铁，由于产品使用性能不佳，Fe 转化不完全，影响处理效果，加之生产工艺和技术上的原因，导致产品有局限性，无法完全替代铝系产品。
【发明内容】

[0005] 本发明提供的是铁基复合型水处理剂FPFS-1及制备方法，本发明铁基复合型水处理剂FPFS-1用式(1)表示：

[0006]

[0007] 式中n1+n2＜3， R为聚丙烯酰胺，分子量为250万～2400万。

[0008] 本发明铁基复合型水处理剂FPFS-1的制备方法具体操作如下：将硫酸亚铁经水2+
溶解，加硫酸，加催化剂反应，使Fe 全部氧化、聚合形成无机高分子化合物液体聚合硫酸铁；反应温度为室温，反应时间为0.5～4.0小时；物料重量配比为七水硫酸亚铁∶硫酸∶催化剂＝100∶4～20∶3～10，然后，在得到的液体聚合硫酸铁中投加有机高分子化合物进行复合，形成胶状的本发明FPFS-1产品。经检测，产品全铁的质量百分数在11％～
2+
13％，盐基度在12％～16％，还原性物质(以Fe 计)的质量百分数＜0.005％，复合温度为室温，复合时间为1～10小时，物料重量配比为七水硫酸亚铁∶有机高分子化合物＝
100∶0.1～3.4。本发明所述催化剂为氯酸盐中的任意一种，氯酸盐主要是钾、钠、钙、镁的氯酸盐，有机高分子化合物为产品式(1)中的R，即分子量为250万～2400万的聚丙烯酰胺。

[0009] FPFS-1型产品经检测结果如下：

[0010]项目 FPFS-1产品
密度/g/cm3(20℃) 1.60
全铁的质量分数/％ 12.85
2+
还原性物质(以Fe 计)的质量分数/％ 0.005
盐基度/％ 12.6
不溶物的质量分数/％ 0.032
pH(1％水溶液) 2.56
镉(Cd)的质量分数/％ 0.0001
汞(Hg)的质量分数/％ 0.00001
铬[Cr(Ⅵ)]的质量分数/％ 0.00001
砷(As)的质量分数/％ 0.00005
铅(Pb)的质量分数/％ 0.0002
1#有机高分子化合物的质量分数/％ 1.0

[0011] 本发明FPFS-1产品是一种新型、高效、环保型的水处理絮凝剂化学品，呈褐色胶状，是一种含高价铁的无机-有机复合型高分子化合物，在水中极易溶解形成水溶液，其中3+
Fe 有很强的水解-聚合-沉淀趋势。在水溶液中水解后可产生多种高价和多核络合离子。

[0012] 本发明FPFS-1产品具有如下特点：

[0013] ①.在无机高分子化合物聚合硫酸铁中引入阴离子和有机高分子化合物；

[0014] ②.铁含量高，盐基度高，含铁13～14％的产品，盐基度高达16.5％，即聚合度高；

[0015] ③.有害杂质低，安全性高。汞、铬含量为0.00001％，砷含量小于0.00005％，铅含量0.0002％，镉含量0.0001％；不含硝酸盐和亚硝酸盐，从而可在自来水行业使用，而国内大多数产品只能用于废水处理；

[0016] ④.稳定性好，适应范围广，使用PH值范围为4～11，适应于高、中、低浊度的源水