摘 要：主要通过改变操作参数提高聚合硫酸铁的盐基度。首先，通过直接氧化法制备聚合硫酸铁，主要考察反应温度、反应时间、原料中硫酸亚铁和硫酸的摩尔比对盐基度的影响，研究结果表明当反应温度从室温增加到70℃、盐基度由7.68%增加到9.34%；当原料摩尔比从2.01增加到4.08，盐基度从8.65%增加到11.91%；延长反应时间不能提高盐基度。其次，将离子膜电渗析技术与直接氧化法耦合制备聚合硫酸铁，主要考察电流密度和膜堆构型对盐基度的影响，研究结果表明电流密度从0增加到30 mA·cm-2，盐基度从7.68%显著增加到20.13%；改变膜堆构型不影响聚合硫酸铁的盐基度，但是相比BP-A膜堆构型，BP-A-C膜堆构型可减少过程能耗。
关键词：离子交换；膜；化学反应；絮凝；电渗析；盐基度引 言

聚合硫酸铁（[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m，n>2，m<10）是一种铁盐类无机高分子絮凝剂，其分子量高达105，在水溶液中以OH-为架桥形成多种络合离子，如[Fe2(OH)2]4+，[Fe3(OH)4]5+，[Fe(OH)] 2+等[1-4]。聚合硫酸铁具有安全无害、用量少、吸附絮凝性强、形成的泥浆脱水性好等优点[5-6]，对水中的BOD、COD、重金属有着良好的去除性能，同时也具备脱色、除臭、破乳及污泥脱水等功能，因此，被广泛运用于工业用水、城市污水和生活饮用水等领域[7]。
聚合硫酸铁的制备原料主要是硫酸和硫酸亚铁，制备方法包括直接氧化法和催化氧化法，不管是哪种制备方法，都需要经过氧化、水解和聚合三个步骤[8-9]。对于聚合硫酸铁来说，盐基度（B，OH/Fe摩尔比）是一个很重要的指标，表示铁离子的水解程度[10]。通常来说，盐基度越高，絮凝效果越好，因此，提高盐基度成为改善聚合硫酸铁产品质量的一条重要途径[11]。Zouboulis等通过改变水解时间、碱液浓度、氧化时间和反应温度等条件来提高聚合硫酸铁的盐基度，但提高程度有限[12-13]。胡成松等通过改变原料中Fe2+和SO42-的摩尔比和氧化剂的用量来提高聚合硫酸铁的盐基度，结果显示提高程度并不显著[14]。因此，需要进一步研究提高聚合硫酸铁盐基度的方法。
本文将以直接氧化法为例，通过改变反应温度、反应时间以及原料中硫酸亚铁和硫酸的摩尔比来提高聚合硫酸铁盐基度；此外，将离子膜电渗析技术耦合到直接氧化法制备聚合硫酸铁的过程中去，考察电流密度和膜堆构型对聚合硫酸铁盐基度的影响。
作者：陈倩如