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        生物聚合硫酸鐵的優勢及生產條件控制

        發布時間:2022年6月8日    

        聚合硫酸鐵是凈水和污水處理領域廣泛使用的主要混凝劑之一,其工業化生產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條件苛刻、反應時間較長、反應溫度高、生產成本偏高以及生產過程中多使用致癌性亞硝酸鹽催化劑等缺點。近些年來,以工業廢料為原料,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展起來。該工藝設備簡單,操作方便,生產成本低于現有的各種聚合硫酸鐵制備方法,在常溫常壓下反應,條件溫和,無污染,可實現清潔生產,材料本身對環境友好,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。

        反應方程式如下:
        生物聚合硫酸鐵的制備

        在生產生物聚合硫酸鐵混凝劑過程中,亞鐵氧化細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細菌。目前關于該種細菌的研究和應用不少,但主要集中在生物浸礦領域。與目前工業化方法相比,微生物催化生產生物聚合硫酸鐵混凝劑尚存在有效成分(Fe2+)偏低等問題,其中的可能原因為: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;反應器中參與催化的微生物濃度也是影響反應速率的一個重要原因,在較高的細菌濃度下,亞鐵離子與細菌可以得到更多的接觸機會,發生反應的幾率增加,從而加快反應的進行,但過高的細菌濃度也會增強微生物對空間和營養物質的競爭,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菌濃度等主要影響因素對反應效率的影響,會使生物聚合硫酸鐵合成效率較大化。

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