聚合硫酸铝铁（PAFS）检测

聚合硫酸铝铁(PAFS)检测

聚合硫酸铝铁(PAFS)检测技术与应用实践

引言

聚合硫酸铝铁(PAFS)作为一种高效无机高分子絮凝剂，广泛应用于市政污水处理、工业废水净化及饮用水预处理等领域。其核心优势在于通过铝铁复合盐的协同作用，实现对水中悬浮颗粒物、胶体及有机物的高效去除。随着环保要求的不断提升，PAFS的质量控制成为确保水处理效果的关键环节。本文依据HG/T5006-2016《水处理剂 聚合硫酸铝铁》标准，系统阐述PAFS的检测原理、技术参数、标准要求及典型应用案例，为行业提供规范化检测参考。

检测原理与核心方法

1. 铝、铁含量测定（EDTA滴定法）

PAFS中铝(Al)和铁(Fe)的含量是评估其絮凝活性的核心指标。检测采用EDTA络合滴定法，原理如下：

铝含量测定：在pH 3.5~4.0的乙酸-乙酸钠缓冲溶液中，以二甲酚橙为指示剂，用EDTA标准溶液直接滴定Al³⁺，反应式为：

Al³⁺ + H₂Y²⁻ → AlY⁻ + 2H⁺

铁含量测定：在pH 1.8~2.0的硝酸-硝suan铵介质中，以磺基水杨酸为指示剂，用EDTA标准溶液滴定Fe³⁺，反应式为：

Fe³⁺ + H₂Y²⁻ → FeY⁻ + 2H⁺

关键步骤：

样品溶解：称取10.000 g PAFS样品，用盐酸(1+1)溶解并定容至500 mL容量瓶;

铝铁分离：取50 mL试液，加入过量EDTA溶液，用锌标准溶液返滴定过量EDTA，分别测定铝铁总量及铁含量，通过差减法计算铝含量;

终点判断：铝滴定终点由紫红色变为亮黄色，铁滴定终点由紫红色变为亮黄色(pH=2时)。

2. 盐基度测定

盐基度反映PAFS中羟基(-OH)的含量，直接影响其水解聚合形态及絮凝效果。检测采用酸碱滴定法，原理为：

PAFS中的羟基通过盐酸中和反应释放H⁺，用氢氧化钠标准溶液返滴定过量盐酸，计算盐基度(B)：

B = [OH⁻]/([Al³⁺]+[Fe³⁺]) × 100%

操作要点：

准确移取25 mL试液，加入20.00 mL盐酸标准溶液(0.5 mol/L)，煮沸10分钟;

冷却后加入fen酞指示剂，用氢氧化钠标准溶液(0.5 mol/L)滴定至粉红色，记录消耗体积;

同时进行空白试验，校正试剂误差。

技术参数与标准要求

依据HG/T5006-2016《水处理剂 聚合硫酸铝铁》，PAFS的主要技术参数如下表所示：

关键说明：

铝铁含量直接决定絮凝剂的有效成分，HG/T5006-2016要求Al₂O₃与Fe₂O₃总量不低于11.0%;

盐基度需控制在8%~16%范围内，过低会导致水解不wan全，过高则易生成沉淀;

水不溶物指标确保PAFS在水中的分散性，避免管道堵塞。

应用案例分析

案例1：市政污水处理厂PAFS质量控制

某市政污水处理厂采用PAFS作为一级絮凝剂，处理规模为10万m³/d。为确保出水SS(悬浮物)≤10 mg/L，对采购的PAFS进行全项检测，结果如下：

Al₂O₃：12.5%，Fe₂O₃：1.8%，盐基度：12.3%，pH：2.5.均符合HG/T5006-2016要求;

应用效果：投加量30 mg/L时，SS去除率达92%，COD去除率提升15%，污泥产量减少8%。

案例2：高浊度矿井水处理

某煤矿矿井水浊度高达5000 NTU，含有大量煤粉及重金属离子。选用PAFS与PAM联用处理，检测PAFS关键指标：

盐基度：14.2%，密度：1.25 g/cm³，水不溶物：0.3%;

处理效果：PAFS投加量80 mg/L，PAM 1 mg/L，出水浊度降至5 NTU，铁离子去除率98%，达到《煤炭工业污染物排放标准》(GB 20426-2006)。

检测常见问题与解决方案

EDTA滴定终点模糊

原因：样品中杂质离子(如Ca²⁺、Mg²⁺)干扰;

解决：加入三乙醇胺掩蔽剂(1+2)，消除金属离子干扰。

盐基度测定结果偏低

原因：盐酸煮沸时间不足，羟基未完quan中和;

解决：延长煮沸时间至15分钟，确保反应充分。

密度测定偏差

原因：温度波动导致密度计读数不准确;

解决：采用恒温水浴控制温度(20±0.5℃)，校准密度计。

结论与展望

PAFS的检测需严格遵循HG/T5006-2016标准，重点关注铝铁含量、盐基度及水不溶物等核心指标。通过EDTA滴定法与酸碱滴定法的精准应用，可有效保障产品质量，为水处理工艺优化提供数据支撑。未来，随着绿色絮凝剂的发展，PAFS的生物毒性及生态安全性检测将成为新的研究方向，推动行业向高效低风险方向升级。

参考文献

HG/T5006-2016 《水处理剂 聚合硫酸铝铁》

国家标准化管理委员会. 水处理剂检测方法国家标准汇编[S]. 北京: 中国标准出版社, 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.