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生物聚合硫酸鐵的優(yōu)勢及生產(chǎn)條件控制

發(fā)布時間:2022年6月8日    

聚合硫酸鐵是凈水和污水處理領(lǐng)域廣泛使用的主要混凝劑之一,其工業(yè)化生產(chǎn)方法主要有直接氧化法、催化氧化法和四氧化三鐵礦酸溶氧化法等。這些制備方法普遍存在生產(chǎn)條件苛刻、反應(yīng)時間較長、反應(yīng)溫度高、生產(chǎn)成本偏高以及生產(chǎn)過程中多使用致癌性亞硝酸鹽催化劑等缺點(diǎn)。近些年來,以工業(yè)廢料為原料,以微生物為綠色催化劑制備生物聚合硫酸鐵混凝劑的新工藝逐漸發(fā)展起來。該工藝設(shè)備簡單,操作方便,生產(chǎn)成本低于現(xiàn)有的各種聚合硫酸鐵制備方法,在常溫常壓下反應(yīng),條件溫和,無污染,可實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn),材料本身對環(huán)境友好,可廣泛用于給水處理和廢水處理。

以微生物作為生物催化劑,在酸性條件通過催化氧化亞鐵離子、水解和聚合等過程形成聚合硫酸鐵。

反應(yīng)方程式如下:
生物聚合硫酸鐵的制備

在生產(chǎn)生物聚合硫酸鐵混凝劑過程中,亞鐵氧化細(xì)菌和氧化亞鐵鉤端螺旋菌起主要催化作用,這類菌種是常見的生物浸礦菌種,它們都屬于革蘭氏陰性的嗜酸好氧自養(yǎng)細(xì)菌。目前關(guān)于該種細(xì)菌的研究和應(yīng)用不少,但主要集中在生物浸礦領(lǐng)域。與目前工業(yè)化方法相比,微生物催化生產(chǎn)生物聚合硫酸鐵混凝劑尚存在有效成分(Fe2+)偏低等問題,其中的可能原因?yàn)?在高鹽(起始亞鐵鹽濃度)和低pH條件下微生物的活性會受到抑制,降低聚合硫酸鐵生物合成效率;反應(yīng)器中參與催化的微生物濃度也是影響反應(yīng)速率的一個重要原因,在較高的細(xì)菌濃度下,亞鐵離子與細(xì)菌可以得到更多的接觸機(jī)會,發(fā)生反應(yīng)的幾率增加,從而加快反應(yīng)的進(jìn)行,但過高的細(xì)菌濃度也會增強(qiáng)微生物對空間和營養(yǎng)物質(zhì)的競爭,使微生物活性降低。

因此,控制好生物聚合硫酸鐵混凝劑制備工藝過程中起始亞鐵鹽濃度和細(xì)菌濃度等主要影響因素對反應(yīng)效率的影響,會使生物聚合硫酸鐵合成效率較大化。

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