聚合硫酸铁对含油废水的处理效能及破乳机制

　　含油废水广泛来源于石油开采、炼油、机械加工、餐饮等行业，其含有大量的油类物质、悬浮物、有机物等污染物。若未经有效处理直接排放，会对水体生态系统造成严重破坏，影响水生生物的生存，同时也会威胁到人类的饮用水安全。因此，开发有效、经济的含油废水处理技术具有重要的现实意义。聚合硫酸铁作为一种新型的无机高分子絮凝剂，具有絮凝效果好、沉降速度快、适用范围广等优点，在含油废水处理领域展现出良好的应用前景。
　　一、聚合硫酸铁对含油废水的处理效能
　　（一）实验材料与方法
　　1.实验废水：取自某机械加工厂的含油废水，其主要水质指标为：含油量200-300mg/L，COD为800-1200mg/L，悬浮物（SS）为300-500mg/L，pH值为6-7。
　　2.实验药剂：聚合硫酸铁，分析纯；氢氧化钠、盐酸，用于调节废水pH值。

　　3.实验方法：取一定体积的含油废水置于烧杯中，用氢氧化钠或盐酸调节废水pH值，然后加入不同剂量的聚合硫酸铁，以200r/min的速度快速搅拌1min，使药剂与废水充分混合，再以60r/min的速度慢速搅拌10min，促进絮体的形成和长大，最后静置30min，取上清液测定各项水质指标。

　　（二）处理效能分析
　　1.含油量去除效果：实验结果表明，随着聚合硫酸铁投加量的增加，含油废水的含油量去除率逐渐升高。当聚合硫酸铁投加量为300mg/L时，含油量去除率可达百分之85以上。这是因为它在水中水解产生的多核羟基络合物能够与油滴表面的负电荷发生中和作用，降低油滴之间的静电斥力，使油滴易于聚集形成较大的絮体，从而通过沉淀或气浮等方式从废水中分离出来。
　　2.COD去除效果：聚合硫酸铁对含油废水的COD也有较好的去除效果。在投加量下，COD去除率可达70%左右。一方面，能够吸附废水中的部分有机物，使其随絮体一起沉淀去除；另一方面，水解产生的铁离子具有一定的氧化性，能够氧化部分有机物，降低废水的COD值。
　　3.悬浮物去除效果：它对含油废水中的悬浮物具有显著的去除作用。投加后，废水中悬浮物的去除率可达90%以上。通过吸附架桥和网捕卷扫作用，将废水中的悬浮物颗粒凝聚成较大的絮体，加速其沉降，从而实现悬浮物的有效去除。
　　（三）影响因素分析
　　1.pH值：pH值对该产品的处理效能有重要影响。实验发现，当废水pH值为6-8时，聚合硫酸铁的处理效果较好。在酸性条件下，它的水解产物主要以低聚物形式存在，电荷中和能力较弱，不利于絮体的形成；在碱性条件下，铁离子容易形成氢氧化铁沉淀，降低了有效成分，影响处理效果。
　　2.投加量：聚合硫酸铁的投加量存在一个范围。投加量过少，不能充分中和油滴表面的电荷，絮凝效果不佳；投加量过多，会使废水中的胶体颗粒重新带电，导致絮体分散，影响处理效果。

　　3.搅拌速度和时间：搅拌速度和时间对聚合硫酸铁与废水的混合效果和絮体的形成有重要影响。快速搅拌能够使药剂与废水迅速混合均匀，慢速搅拌则有利于絮体的长大和沉降。搅拌速度过快或时间过长，会破坏已形成的絮体；搅拌速度过慢或时间过短，则不能使药剂与废水充分混合，影响絮凝效果。

　　三、破乳机制
　　（一）电荷中和作用
　　含油废水中的油滴表面通常带有负电荷，使得油滴之间相互排斥，难以聚集。聚合硫酸铁在水中水解产生的多核羟基络合物带有正电荷，能够与油滴表面的负电荷发生中和作用，降低油滴之间的静电斥力，使油滴易于靠近和聚集，从而形成较大的油滴，为后续的油水分离创造条件。
　　（二）吸附架桥作用
　　聚合硫酸铁分子链较长，具有一定的吸附能力。它能够吸附废水中的油滴、悬浮物等颗粒，将它们连接在一起，形成较大的絮体。这种吸附架桥作用不受颗粒表面电荷性质的影响，能够有效地将分散的颗粒聚集起来，提高絮凝效果。
　　（三）网捕卷扫作用
　　当投加量较大时，水解产生的氢氧化铁沉淀会形成网状结构。在沉淀过程中，这些网状结构能够网捕和卷扫废水中的油滴、悬浮物等颗粒，使它们随沉淀一起从废水中去除。网捕卷扫作用对于去除废水中的细小颗粒和胶体物质具有重要作用。
　　（四）协同作用机制

　　在实际的含油废水处理过程中，聚合硫酸铁的电荷中和、吸附架桥和网捕卷扫作用并不是孤立存在的，而是相互协同、共同作用的。电荷中和作用使油滴和悬浮物颗粒易于聚集，为吸附架桥和网捕卷扫作用提供了基础；吸附架桥作用进一步促进了颗粒的聚集和长大；网捕卷扫作用则将聚集形成的较大絮体从废水中分离出来。这三种作用的协同效应使得聚合硫酸铁在含油废水处理中具有有效的破乳和絮凝效果。

　　聚合硫酸铁在含油废水处理中表现出良好的处理效能，能够有效去除废水中的油类物质、COD和悬浮物等污染物。其破乳机制主要包括电荷中和、吸附架桥和网捕卷扫作用，这些作用相互协同，共同实现了油水的有效分离。在实际应用中，应根据含油废水的具体水质特点，合理控制该产品的投加量、pH值、搅拌速度和时间等工艺参数，以达到较佳的处理效果。未来，可进一步研究聚合硫酸铁与其他处理技术的联合应用，提高含油废水的处理效率和处理质量，为含油废水的治理提供更有效的解决方案。