聚合硫酸鋁鐵(PAFS)檢測

聚合硫酸鋁鐵(PAFS)檢測技術與應用實踐

引言

聚合硫酸鋁鐵(PAFS)作為一種高效無機高分子絮凝劑，廣泛應用于市政污水處理、工業廢水凈化及飲用水預處理等領域。其核心優勢在于通過鋁鐵復合鹽的協同作用，實現對水中懸浮顆粒物、膠體及有機物的高效去除。隨著環保要求的不斷提升，PAFS的質量控制成為確保水處理效果的關鍵環節。本文依據HG/T5006-2016《水處理劑 聚合硫酸鋁鐵》標準，系統闡述PAFS的檢測原理、技術參數、標準要求及典型應用案例，為行業提供規范化檢測參考。

檢測原理與核心方法

1. 鋁、鐵含量測定（EDTA滴定法）

PAFS中鋁(Al)和鐵(Fe)的含量是評估其絮凝活性的核心指標。檢測采用EDTA絡合滴定法，原理如下：

鋁含量測定：在pH 3.5~4.0的乙酸-乙酸鈉緩沖溶液中，以二甲酚橙為指示劑，用EDTA標準溶液直接滴定Al3?，反應式為：

Al3? + H?Y2? → AlY? + 2H?

鐵含量測定：在pH 1.8~2.0的硝酸-硝suan銨介質中，以磺基水楊酸為指示劑，用EDTA標準溶液滴定Fe3?，反應式為：

Fe3? + H?Y2? → FeY? + 2H?

關鍵步驟：

樣品溶解：稱取10.000 g PAFS樣品，用鹽酸(1+1)溶解并定容至500 mL容量瓶;

鋁鐵分離：取50 mL試液，加入過量EDTA溶液，用鋅標準溶液返滴定過量EDTA，分別測定鋁鐵總量及鐵含量，通過差減法計算鋁含量;

終點判斷：鋁滴定終點由紫紅色變為亮黃色，鐵滴定終點由紫紅色變為亮黃色(pH=2時)。

2. 鹽基度測定

鹽基度反映PAFS中羥基(-OH)的含量，直接影響其水解聚合形態及絮凝效果。檢測采用酸堿滴定法，原理為：

PAFS中的羥基通過鹽酸中和反應釋放H?，用氫氧化鈉標準溶液返滴定過量鹽酸，計算鹽基度(B)：

B = [OH?]/([Al3?]+[Fe3?]) × 99.99%

操作要點：

準確移取25 mL試液，加入20.00 mL鹽酸標準溶液(0.5 mol/L)，煮沸10分鐘;

冷卻后加入fen酞指示劑，用氫氧化鈉標準溶液(0.5 mol/L)滴定至粉紅色，記錄消耗體積;

同時進行空白試驗，校正試劑誤差。

技術參數與標準要求

依據HG/T5006-2016《水處理劑 聚合硫酸鋁鐵》，PAFS的主要技術參數如下表所示：

關鍵說明：

鋁鐵含量直接決定絮凝劑的有效成分，HG/T5006-2016要求Al?O?與Fe?O?總量不低于11.0%;

鹽基度需控制在8%~16%范圍內，過低會導致水解不wan全，過高則易生成沉淀;

水不溶物指標確保PAFS在水中的分散性，避免管道堵塞。

應用案例分析

案例1：市政污水處理廠PAFS質量控制

某市政污水處理廠采用PAFS作為一級絮凝劑，處理規模為10萬m3/d。為確保出水SS(懸浮物)≤10 mg/L，對采購的PAFS進行全項檢測，結果如下：

Al?O?：12.5%，Fe?O?：1.8%，鹽基度：12.3%，pH：2.5.均符合HG/T5006-2016要求;

應用效果：投加量30 mg/L時，SS去除率達92%，COD去除率提升15%，污泥產量減少8%。

案例2：高濁度礦井水處理

某煤礦礦井水濁度高達5000 NTU，含有大量煤粉及重金屬離子。選用PAFS與PAM聯用處理，檢測PAFS關鍵指標：

鹽基度：14.2%，密度：1.25 g/cm3，水不溶物：0.3%;

處理效果：PAFS投加量80 mg/L，PAM 1 mg/L，出水濁度降至5 NTU，鐵離子去除率98%，達到《煤炭工業污染物排放標準》(GB 20426-2006)。

檢測常見問題與解決方案

EDTA滴定終點模糊

原因：樣品中雜質離子(如Ca2?、Mg2?)干擾;

解決：加入三乙醇胺掩蔽劑(1+2)，消除金屬離子干擾。

鹽基度測定結果偏低

原因：鹽酸煮沸時間不足，羥基未完quan中和;

解決：延長煮沸時間至15分鐘，確保反應充分。

密度測定偏差

原因：溫度波動導致密度計讀數不準確;

解決：采用恒溫水浴控制溫度(20±0.5℃)，校準密度計。

結論與展望

PAFS的檢測需嚴格遵循HG/T5006-2016標準，重點關注鋁鐵含量、鹽基度及水不溶物等核心指標。通過EDTA滴定法與酸堿滴定法的精準應用，可有效保障產品質量，為水處理工藝優化提供數據支撐。未來，隨著綠色絮凝劑的發展，PAFS的生物毒性及生態安全性檢測將成為新的研究方向，推動行業向高效低風險方向升級。

參考文獻

HG/T5006-2016 《水處理劑 聚合硫酸鋁鐵》

國家標準化管理委員會. 水處理劑檢測方法國家標準匯編[S]. 北京: 中國標準出版社, 2020.

Wang, L., et al. (2023). Optimization of PAFS synthesis for enhanced coagulation in dye wastewater treatment. Journal of Environmental Chemical Engineering, 11(2), 108567.