生物聚合硫酸铁的优势及生产条件控制
发布时间:2022年6月8日
聚合硫酸铁是净水和污水处理领域广泛使用的主要混凝剂之一,其工业化生产方法主要有直接氧化法、催化氧化法和四氧化三铁矿酸溶氧化法等。这些制备方法普遍存在生产条件苛刻、反应时间较长、反应温度高、生产成本偏高以及生产过程中多使用致癌性亚硝酸盐催化剂等缺点。近些年来,以工业废料为原料,以微生物为绿色催化剂制备生物聚合硫酸铁混凝剂的新工艺逐渐发展起来。该工艺设备简单,操作方便,生产成本低于现有的各种聚合硫酸铁制备方法,在常温常压下反应,条件温和,无污染,可实现清洁生产,材料本身对环境友好,可广泛用于给水处理和废水处理。
以微生物作为生物催化剂,在酸性条件通过催化氧化亚铁离子、水解和聚合等过程形成聚合硫酸铁。
反应方程式如下:
在生产生物聚合硫酸铁混凝剂过程中,亚铁氧化细菌和氧化亚铁钩端螺旋菌起主要催化作用,这类菌种是常见的生物浸矿菌种,它们都属于革兰氏阴性的嗜酸好氧自养细菌。目前关于该种细菌的研究和应用不少,但主要集中在生物浸矿领域。与目前工业化方法相比,微生物催化生产生物聚合硫酸铁混凝剂尚存在有效成分(Fe2+)偏低等问题,其中的可能原因为:在高盐(起始亚铁盐浓度)和低pH条件下微生物的活性会受到抑制,降低聚合硫酸铁生物合成效率;反应器中参与催化的微生物浓度也是影响反应速率的一个重要原因,在较高的细菌浓度下,亚铁离子与细菌可以得到更多的接触机会,发生反应的几率增加,从而加快反应的进行,但过高的细菌浓度也会增强微生物对空间和营养物质的竞争,使微生物活性降低。
因此,控制好生物聚合硫酸铁混凝剂制备工艺过程中起始亚铁盐浓度和细菌浓度等主要影响因素对反应效率的影响,会使生物聚合硫酸铁合成效率较大化。
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