一、无铁硫酸铝的基本特性

无铁硫酸铝（化学式：Al₂(SO₄)₃）是一种无机高分子化合物，与普通硫酸铝相比，其显著特点是铁含量极低（通常低于0.005%）

。这种高纯度特性使其在水处理领域具有独特优势，尤其适用于对铁离子敏感的水处理场景。无铁硫酸铝为白色结晶粉末或颗粒

，易溶于水，水溶液呈酸性（pH值约2-3），在水中可解离出Al³⁺和SO₄²⁻离子。

从物理化学性质来看，无铁硫酸铝具有以下特点：分子量为342.15，密度约1.69g/cm³，溶解度随温度升高而增大（0℃时约31.2

g/100mL水，100℃时约89g/100mL水）。其水溶液因水解作用会产生多种羟基铝络合物，这些中间产物正是其发挥净水功效的

关键所在。

二、无铁硫酸铝净化水质的核心机理

1. 电中和作用

无铁硫酸铝溶于水后，Al³⁺离子迅速水解生成一系列带正电荷的羟基铝络合物，如[Al(OH)]²⁺、[Al(OH)₂]⁺、[Al₈(OH)₂₀]⁴⁺等。这

些高正电荷的聚合体可与水中带负电的胶体颗粒（如黏土、腐殖质、微生物等）发生电中和作用，有效降低胶体颗粒的Zeta电位。

当电位降至临界值（通常为±5mV）时，胶体颗粒间的静电斥力消失，为后续凝聚创造了条件。

2. 吸附架桥效应

无铁硫酸铝水解产生的聚合铝物种具有线性分子结构，其表面富含羟基（-OH）等活性基团。这些长链聚合物可同时吸附多个胶体

颗粒，通过"架桥"方式将微小的悬浮物连接起来，形成较大的絮团。与传统的低分子混凝剂相比，无铁硫酸铝的架桥能力更强，形

成的絮体更密实，沉降性能更优。

3. 网捕卷扫作用

当无铁硫酸铝投加量足够大时，水解产物Al(OH)₃会形成大量无定形沉淀物。这些沉淀物在下沉过程中如同"过滤网"一般，可机械

性地网捕水中的微小颗粒，实现所谓的"卷扫混凝"。此过程特别适用于处理高浊度水体，能同时去除胶体态和部分溶解态污染物。

4. 磷酸盐与重金属去除

无铁硫酸铝中的Al³⁺能与水中的磷酸根（PO₄³⁻）形成难溶的AlPO₄沉淀，有效控制水体的富营养化。对于重金属离子（如Pb²⁺、

Cd²⁺、Cu²⁺等），则通过共沉淀或吸附作用予以去除。研究表明，在pH6-8范围内，无铁硫酸铝对磷酸盐的去除率可达85-95%，

对部分重金属的去除率超过90%。

三、无铁硫酸铝的工艺优势

相较于传统净水剂，无铁硫酸铝具有多方面的技术优势：

1. 水质适应性广：有效pH作用范围宽（5.5-8.5），无论是偏酸性还是偏碱性水质均可适用。尤其适合低浊度、高色度水体的处理，

对腐殖酸等有机物去除效果显著。

2. 絮体特性优良：形成的矾花密实、沉降速度快（通常为0.3-0.7mm/s），絮体抗剪切能力强，不易被打碎，后段过滤负荷小。

3. 残留铝控制好：高纯度特性避免了铁离子的干扰，减少了有害副产物的生成。优化投加条件下，出水铝残留可控制在0.1mg/L以下

，符合饮用水标准。

4. 低温效能稳定：在5-10℃的低温条件下仍能保持良好混凝效果，克服了常规铝盐在冬季处理效率下降的问题。

5. 腐蚀性较低：相比氯化铁等强酸性混凝剂，对管道和设备腐蚀性较小，操作安全性更高。

四、实际应用中的关键技术参数

为确保无铁硫酸铝发挥最佳净水效果，需严格控制以下操作参数：

1. 投加量优化：典型投加范围为5-50mg/L（以Al₂(SO₄)₃计），具体需通过烧杯试验确定。过量投加会导致胶体再稳现象，反而降低

处理效果。

2. pH值调控：最佳作用pH为6.5-7.5。当原水碱度不足时，需配合投加石灰或氢氧化钠调节pH，一般控制碱度为0.5-1mmol/L。

3. 混合强度控制：快速混合阶段G值宜为300-600s⁻¹，时间30-90秒；慢速絮凝阶段G值为20-70s⁻¹，时间15-30分钟。

4. 温度影响管理：虽然低温适应性较好，但当水温低于5℃时，仍需延长絮凝时间或适当增加投药量10-20%。

5. 协同工艺应用：与聚丙烯酰胺（PAM）等有机高分子助凝剂联用，可减少30-50%的无铁硫酸铝用量，同时提升絮体沉降速度。

五、应用领域与典型案例

无铁硫酸铝广泛应用于多种水质净化场景：

1. 饮用水处理：某自来水厂采用无铁硫酸铝替代传统铝盐后，出水浊度从0.8NTU降至0.2NTU以下，CODₘₙ去除率提高15%，运行成

本降低12%。

2. 工业废水处理：在印染废水处理中，无铁硫酸铝与PAM联用，色度去除率达95%以上，且避免了铁离子对后续膜处理的污染风险。

3. 城市污水处理：用于强化初沉池效果，可提高SS去除率10-15%，同时减少后续生物处理负荷。

4. 景观水维护：定期投加可有效控制藻类繁殖，保持水体透明度，且不会造成铁锈色污染。

5. 造纸白水回用：在纸浆纤维回收系统中，无铁硫酸铝的使用避免了铁离子对纸张白度的影响。

六、发展趋势与创新方向

随着水处理技术的进步，无铁硫酸铝的应用呈现以下新趋势：

1. 复合改性：通过引入硅、钙等元素制备复合铝盐，进一步提升低温混凝性能和除磷效率。

2. 精准投加系统：结合在线水质监测与自动控制系统，实现药剂投加的智能化调控。

3. 绿色制备工艺：开发以铝矾土或工业废铝为原料的环保生产工艺，降低生产成本和碳排放。

4. 特种水处理：在海水淡化预处理、放射性废水处理等新兴领域拓展应用。

5. 污泥减量化：优化混凝工艺，减少污泥产量，提高污泥脱水性能。

综上所述，无铁硫酸铝凭借其独特的化学特性和多重净化机制，在水处理领域展现出显著的技术优势和广阔的应用前景。随着环保标

准的不断提高和水处理技术的创新发展，无铁硫酸铝必将在水质净化领域发挥更加重要的作用。

淄博光正铝盐化工有限公司是一家无铁硫酸铝厂家，专业生产工业硫酸铝、无铁硫酸铝、水处理硫酸铝、铵明矾等硫酸铝，目前为止

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