标题：开环聚合作用
概述
Polymerization ring-opening
开环聚合作用是一种链生长的聚合作用，在聚合过程中成环的单体变成直链的聚合体。
工业上重要的实例是环氧乙烷的聚合和己内酰胺的聚合。
开环聚合作用产品
聚合氯化铝聚合氯化铝是一种无机高分子混凝剂，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂）的特点主要是由压力式雾化器的工作原理所决定的，使这一干燥系统有它自己的特点。由于压力式喷雾干燥所得产品是多孔微粒状或空心微粒状，采用压力式喷雾干燥，阴离子聚丙烯酰胺，多以获得颗粒状产品为目的，所得颗粒状产品具有优良的防尘性能和流动性能。
特点
1、絮凝体成型快，活性好，过滤性好。
2、不需加碱性助剂，如遇潮解，其效果不变。
3、适应PH值宽，适应性强，用途广泛。 
4、处理过的水中盐份少。 
5、能除去重金属及放射性物质对水的污染。
6、有效成份高，便于储存，运输。
作用
聚（合）氯化铝其絮凝作用表现如下：
a、水中胶体物质的强烈电中和作用。 
b、水解产物对水中悬浮物的优良架桥吸附作用。 
c、对溶解性物质的选择性吸附作用。
应用领域
⒈净水处理：生活用水、工业用水；
⒉城市污水处理；
⒊工业废水、污水、污泥的处理及污水中某些渣质回收等；
⒋对某些处理难度大的工业污水，以PAC为母体，掺入其他药剂，调配成复合PAC，处理污水能得到惊喜的效果。 
性能特点
⒈聚合氯化铝分子结构大，吸附能力强，用量少，处理成本低。
⒉溶解性好，活性高，在水体中凝聚形成的矾花大，沉降快，比其他无机絮凝剂净化能力大2-3倍。
⒊适应性强，受水体PH值和温度影响小，原水净化后达到国家引用水标准，处理后水质中阳、阴离子含量低，有利于离子交换处理和高纯水的制备。
⒋腐蚀性小，操作简便，能改善投药工序的劳动强度和劳动条件。聚合硫酸铁聚合硫酸铁形态性状是淡黄色无定型粉状固体，极易溶于水，10%（重量）的水溶液为红棕色透明溶液，吸湿性。聚合硫酸铁广泛应用于饮用水、工业用水、各种工业废水、城市污水、污泥脱水等的净化处理。 
应用特点：　
聚合硫酸铁与其他无机絮凝剂相比具有以下特点： 
1. 新型、优质、高效铁盐类无机高分子絮凝剂； 
2. 混凝性能优良，矾花密实，沉降速度快； 
3. 净水效果优良，水质好，不含铝、氯及重金属离子等有害物质，亦无铁离子的水相转移，无毒，无害，安全可靠； 
4. 除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中COD、BOD及重金属离子等功效显著； 
5. 适应水体PH值范围宽为4-11，最佳PH值范围为6-9，净化后原水的PH值与总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小； 
6. 对微污染、含藻类、低温低浊原水净化处理效果显著，对高浊度原水净化效果尤佳； 
7. 投药量少，成本低廉，处理费用可节省20%-50%。 
聚合硫酸亚铁应用 
聚合硫酸铁在稀土工业废水处理时：例如,装置使废水的微小固体颗粒和高浓度的离子膜的表面和始终保持一定距离,大大减少有害物质和膜表面有机会避免在膜表面污染,聚合硫酸铁改善水的循环过度;这个过程不仅将稀土的提取工艺废水高浓度的分离与富集氯化铵,稀土行业标准后废水的回收,并通过电解过程和太阳能为一个成功的盐酸和氨水反应堆的复苏、聚合硫酸铁减少稀土产业生产原材料的回收,也要经过的燃料电池使用将能量回收补充说,处理大量的浪费水的成本为40元,为1600吨/天,包含100g/L的氯化铵来计算,通过这个过程,一代的盐酸和氨的水可以实现利润11万元，这不仅对该国的污水处理和处置还原、稳定和无害的目标;严格控制的稀土工业废水中的重金属和有毒、聚合硫酸铁有害物质含量;在安全、环保和经济复苏的前提下,利用废水、聚合硫酸铁废气的能量和资源,实现废水、废气治理和综合利用、节能减排、实现循环经济发展的目的。 
聚合硫酸铁使用电介质电泳技术和渗透膜分离技术相结合的方法对污水回用处理,实现废水处理技术创新和科技进步,充分发挥设备的投资和运营效率,适合中国的国情,符合特征内蒙古自治区的废水处理新技术、聚合硫酸铁新技术和新设备。若新技术被广泛应用,将提高矿山企业在该地区的工业废水的处理和处置水平,聚合硫酸铁进一步保护和改善生态环境,在该地区促进我们的经济、社会和环境的可持续发展。 
聚合硫酸铁处理含油废水中的特点 
絮凝技术由于其适应性强、可去除乳化油和溶解油以及部分难以生化降解的复杂高分子有机物的特点而被广泛应用于含油废水的处理。常用的絮凝剂主要有无机絮凝剂、有机絮凝剂和复合絮凝剂三大类。 
无机高分子絮凝剂中聚合氯化铝、聚合硫酸铁等较低分子量无机絮凝剂处理效果好，价格低且用量少，效率高而被广泛应用. 
聚合硫酸铁的制备方法
聚合硫酸铁的制备主要有直接氧化法法和催化氧化法。大多数PFS的制备采用直接氧化法，此法工艺路线较简单，用于工业生产可以减少设备投资和生产环节，降低设备成本，但这种生产工艺必须依赖于氧化剂，如：H2O2、KClO3、HNO3等无机氧化剂。催化氧化法一般是选用一种催化剂，利用氧气或空气氧化制备聚合硫酸铁。以下是制备聚合硫酸铁的具体操作方法： 
（1）双氧水氧化法：双氧水(H2O2)在酸性环境中是一种强氧化剂,可以将亚铁氧化成三价铁从而制得聚合硫酸铁: 
2FeSO4 + H2O2+ (1-n/2)H2SO4—→Fe2(OH)n(SO4)3-n/2+ (2-n)H2O 
制备过程中,按照生产量和所需要的盐基度,在反应釜中加入硫酸亚铁、水和硫酸混合,当温度升高到30~45℃时,在搅拌过程中,通过加料管在釜底缓慢加入H2O2。H2O2很快将亚铁氧化成三价铁,取样分析待亚铁浓度降至规定浓度时,停止反应。 
利用本法生产聚合硫酸铁,具有设备简单、生产周期短、反应不用催化剂、产品不含杂质、稳定性高等特点。但反应过程中, 有H2O2在分解时形成O2气放出在无催化剂时,起不到氧化作用。要减少O2的产生,需要控制H2O2的投加速度制备工艺为间歇式操作,影响生产效率。H2O2成本比较高,它增加了聚合硫酸铁的生产成本,不利于工业化生产。 
（2）氯酸钾(钠)氧化法：氯酸钾是广泛应用于炸药和火柴工业的强氧化剂,同样可以将亚铁氧化成三价铁: 
6FeSO4 + KClO3 + 3(1-n/2)H2SO4 —→ 3[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]+ 3(1-n)H2O + KCl 
制备时,将硫酸、硫酸亚铁和水按比例加入反应釜中,在常温或稍微高温度下,搅拌中加入氯酸钾。检验亚铁离子减少到规定浓度即可结束。 
该法生产工艺简单,设备投资少,产品稳定性好,反应效率高,无空气污染。产品中含有氯酸盐,可兼作混凝与杀菌剂。但制品中残留有较高的氯离子和氯酸根离子,不宜于饮用水处理。同时,由于氯酸钾价格昂贵,产品成本高。 
（3）次氯酸钠氧化法：次氯酸钠属于碱性氧化剂,其氧化还原电位较高,理论上能将亚铁氧化成三价铁: 
2NaClO + 2H2SO4—→K2SO4+ 2H2O + Cl2 
生产的氯气仍为氧化剂,可以将亚铁氧化成三价铁。但氯气会有少量以气体形式逸出而浪费掉,不能充分利用。同时也会造成环境污染,曾加后处理工序。次氯酸钠是碱性氧化剂,制备聚合硫酸铁时,为了降低pH值, H2SO4的用量较高。用该法制备的聚合硫酸铁稳定性差,不宜长期保存。 
（4）硝酸氧化法：硝酸为中强氧化剂,与亚铁反应如下: 
FeSO4 +HNO3 —→ Fe(OH)SO4+ NO2 
反应生成的NO2又可以起到氧化作用,因而HNO3的氧化效率高。 
该法是以工业硫酸亚铁为原料,采用工业硫酸氧化后以工业浓硝酸氧化。FeSO4:HNO3为1:(0.20~0.30):(0.10~0.32),加入水量小于以上三者总量的20%,于0.1~0.2MPa下，搅拌中通入充足的空气或氧气,于50~70℃氧化,102~103℃水解聚合而成。反映周期控制在30~60min以内。 
用HNO3氧化时,成本比较低,反应周期短。所得产品浓度高,易于制成固体产品。若选用工业一级品原料,所得产品可用于饮用水处理。但反应中生成的NO2,会造成环境污染,需增加专门吸收装置予以处理。 
综上所述,直接氧化法虽然工艺简单,操作简便,但存在氧化剂用量大,成本高,氧化剂引入的离子需分离出去,反应中产生的有害气体需专门设备吸收处理等问题,因而难于在工业化生产中普及和应用。但实验研究中需要少量的聚合硫酸铁时采用此类方法制备简单易行。 
（5）催化氧化法:聚合硫酸铁在工业生产中多采用催化氧化法。 
即以硫酸亚铁及硫酸为原料,借助催化剂(NaNO2)的作用,利用氧化剂使硫酸亚铁在酸性介质中被氧化成三价铁离子。然后用氢氧化钠中和,调整碱化度进行水解,聚合反应制得聚合硫酸铁。 方法及注意事项　
因原水性质各异，应根据不同情况，现场调试或作烧杯试验，取得最佳使用条件和最佳投药量以达到最好的处理效果。 
1、使用前，将本产品按一定浓度（10-30%）投入溶矾池，注入自来水搅拌使之充分水解，静置至呈红棕色液体，再兑水稀释到所需浓度投加混凝。水厂亦可配成2-5%直接投加，工业废水处理直接配成5-10%投加。 
2、投加量的确定，根据原水性质可通过生产调试或烧杯实验视矾花形成适量而定，制水厂可以原用的其它药剂量作为参考，在同等条件下本产品与固体聚合氯化铝用量大体相当，是固体硫酸铝用量的1/3-1/4。如果原用的是液体产品，可根据相应药剂浓度计算酌定。大致按重量比1:3而定。 
3、使用时，将上述配制好的药液，泵入计量槽，通过计量投加药液与原水混凝。 
4、一般情况下当日配制当日使用，配药需要自来水，稍有沉淀物属正常现象。 
5、注意混凝过程三个阶段的水力条件和形成矾花状况。 
(1)凝聚阶段：是药液注入混凝池与原水快速混凝在极短时间内形成微细矾花的过程，此时水体变得更加浑浊，它要求水流能产生激烈的湍流。烧杯实验中宜快速（250-300转/分）搅拌10-30S，一般不超过2min。 
(2)絮凝阶段：是矾花成长变粗的过程，要求适当的湍流程度和足够的停留时间（10-15min），至后期可观察到大量 矾花聚集缓缓下沉，形成表面清晰层。 烧杯实验先以150转/分搅拌约6分钟，再以60转/分搅拌约4分钟至呈悬浮态。 
(3)沉降阶段：它是在沉降池中进行的絮凝物沉降过程，要求水流缓慢，为提高效率一般采用斜管（板式）沉降池（最好采用气浮法分离絮凝物），大量的粗大矾花被斜管（板）壁阻挡而沉积于池底，上层水为澄清水，剩下的粒径小、密度小的矾花一边缓缓下降，一边继续相互碰撞结大，至后期余浊基本不变。烧杯实验宜以20-30转/分慢搅5分钟，再静沉10分钟，测余浊。 
6、强化过滤，主要是合理选用滤层结构和助滤剂，以提高滤池的去除率，它是提高水质的重要措施。 
7、本产品应用于环保、工业废水的处理，使用方法与制水厂大体相同，对高色度、高COD、BOD的原水处理，辅以助剂作用效果甚佳。 
8、采用化学混凝法的企业，原用的设备无需作大的改造，只需增设溶矾池即可使用本产品。 
9、本产品须保存在干燥、防潮、避热的地方（< 80℃，切勿损坏包装，产品可长期储存）。 
10、本产品必须溶解才能使用，溶解设备和加药设施应采用耐腐蚀材料。 聚合硫酸铝聚合硫酸铝是复合型高分子聚合物，分子结构庞大，吸附能力强，净水效果优于所有传统的无机净水剂。投入原水后形成的絮凝体大，沉淀速度快，活性高，过滤性好。 且对各种原水的适应性强，对水的PH值影响极小(PH值4-11)。不论原水浊度高低，废水污染物浓度大小，其净化效果显著。用量少：对设备、管道腐蚀性小，操作方便，投药量小，净化成本低。
聚合硫酸铝优点：
1、聚合硫酸铝用于净水并且在纺织品的印染中作为媒介。在水的净化中，聚合硫酸铝使杂质凝结，更容易沉淀和过滤。2、当溶解于大量中性或微碱性的水中时，产生胶体沉淀氢氧化铝，Al(OH)3。在印染布料时，氢氧化铝胶体使得染料更容易附着于植物纤维之上。3、聚合硫酸铝也是被用来调节土壤PH值，因为聚合硫酸铝水解生成氢氧化铝的同时产生少量的硫酸稀溶液。 
聚合硫酸铝性能：
常温析出含有18分子结晶水，为18水硫酸铝，工业上生产多为18水硫酸铝。含无水硫酸铝51.3%，即使100摄氏度也不会自溶（溶于自身结晶水）。不易风化而失去结晶水，比较稳定，加热会失水，高温会分解为氧化铝和硫的氧化物。
聚合硫酸铝使用方法：
1、固体药剂根据使用量，按5-15倍稀释。 
2、用量可根据原水的不同浑度，测定最佳投药量，一般混浊（浊度在100-500mg/L）水，每千吨使用本品10-20公斤，非饮用水高浊度工业污水可适当投加量 .
聚合硫酸铝用途：
1、净化生活饮用水，净化后的水质达到国家规定的饮用水标准。 
2、可广泛应用于工业用水和城市污水，处理后水质指标可达一级排放标准。
3、净化造纸、印染等行业废水，用量少，脱色效果佳，被处理水可回用。
4、净化处理含铅、铬、镉、硫化物等的废水、生活污水,被处理水可达到排放标准。
5、净化处理浮选尾矿溢流红水，被处理水可做工业用水。
6、净化处理含氟原水、含油废水、油田回注水及煤油厂的油水分离等，其净化效果都比较显著。
聚合硫酸铝包装及储存：
聚合硫酸铝为25或50kg编织袋装。应放置室内阴凉干燥处，避免日晒雨淋，不得与有毒，易燃、易腐物品混放。