FeCl₂ 與 FeCl₃ 對比 — 如何選擇適合的鐵鹽混凝劑：技術規格參數與成本分析

| | CAS | 7758-94-3 | 7705-08-0 | | 化學式 | FeCl₂ (Fe²⁺) | FeCl₃ (Fe³⁺) | | 鐵化合價 | +2（亞鐵） | +3（鐵） | | 祿天供應形態 | 液體溶液 15–30% | 液體溶液 36–40% | | 比重 | 1.15–1.35 g/mL | 1.40–1.45 g/mL | | 顏色 | 淺綠色 → 氧化後變棕色 | 深棕色 | | 溶液 pH | 弱酸性（按每批次 COA） | < 1（強酸性） | | 混凝能力 | 中等（需更高投加量） | 卓越 — 主力混凝劑 | | 還原/氧化性 | 強還原性：Cr⁶⁺→Cr³⁺，Fenton (Fe²⁺+H₂O₂) | 弱氧化性，主要用於混凝 | | 對廢水 pH 影響 | pH 下降較少 | pH 大幅下降 — 需控制 | | H₂S/異味控制 | 非常好 — 生成 FeS 沉澱 | 間接作用 | | 除磷 | 生成 Fe₃(PO₄)₂ — 有效 | 生成 FePO₄ — 非常有效 | | 汙泥量 | 較少 | 視水源可能較多 | | 裝置腐蝕性 | 中等 | 高 — 需耐酸材料 | | 主要應用 | Cr⁶⁺ 處理、紡織染整 Fenton、H₂S 去除 | 市政廢水處理、給水處理、除磷 | | 包裝規格 | 30L 桶、200L 桶、1000L IBC、槽車 | 30L 桶、200L 桶、1000L IBC、槽車 | | 檔案 | 每批次 COA/MSDS | 每批次 COA/MSDS |

混凝能力 — FeCl₃ 是鐵系混凝劑之王

FeCl₃ 憑藉直接水解機理被認為是最高效的鐵系混凝劑。當 FeCl₃ 溶於水時，Fe³⁺ 離子水解生成帶正電的 Fe(OH)₃——中和廢水中帶負電的膠體顆粒，使其凝聚成密實絮體快速沉降。該過程立即發生，無需中間氧化階段。

FeCl₂ 需要先將 Fe²⁺ 氧化為 Fe³⁺ 才能參與混凝——此過程較慢，且取決於廢水中的 DO 含量和 pH。因此，要達到相同混凝效果，FeCl₂ 通常需要比 FeCl₃ 高 30–50% 的投加量。

一項針對滲濾液的研究表明，在相同燒杯試驗條件下，FeCl₃ 可降低濁度 95.7%，而 FeCl₂ 僅達到 56.4%。對於市政廢水和給水處理，FeCl₃ 是首選——充分利用 Fe³⁺ 的絮凝能力。更多資訊請參考 FeCl₃ vs PAC — 哪種混凝劑更適合廢水處理，以全面瞭解常用混凝劑。

Cr⁶⁺ 處理與 Fenton AOP — FeCl₂ 的獨特優勢

FeCl₂ 有兩種 FeCl₃ 無法替代的處理機理：Cr⁶⁺ 還原和 Fenton 反應。

Cr⁶⁺ 還原： Fe²⁺ 離子是強還原劑，在 pH 2–3 條件下將 Cr⁶⁺（六價鉻，有毒、致癌）轉化為 Cr³⁺（三價鉻，毒性較低），反應式：3Fe²⁺ + Cr⁶⁺ → 3Fe³⁺ + Cr³⁺。還原比例：3 mol Fe²⁺ 還原 1 mol Cr⁶⁺。隨後用 NaOH 或 Ca(OH)₂ 將 pH 升至 8–9，沉澱 Cr(OH)₃。

案例 — 神浪工業區電鍍廠（匿名）： 電鍍廠日處理量 150 m³，廢水中 Cr⁶⁺ 濃度 45–65 mg/L。之前使用 NaHSO₃ 還原 Cr⁶⁺，化學品成本約 4,200 越南盾/m³。改用 FeCl₂ 28%（COA 批次 260804：FeCl₂ 28.3%，比重 1.32），投加量 580 mg/L（相當於 3.2 mg Fe²⁺/mg Cr⁶⁺ + 15% 餘量），出水 Cr⁶⁺ <0.05 mg/L——達到 QCVN 40:2025/BTNMT（取代QCVN 40:2011，自2025年9月1日起生效） A 列標準。化學品成本降至約 2,800 越南盾/m³，汙泥量減少約 15%，因為無需單獨的還原步驟。

Fenton AOP： Fe²⁺ + H₂O₂ 產生 •OH 自由基（氧化能力是 Cl₂ 的 2.7 倍），處理紡織染整廢水中難降解 COD。詳細 Fenton 機理請參閱 最佳化 Fe²⁺:H₂O₂ 比例處理紡織染整廢水。

“對於含 Cr⁶⁺ 的電鍍廢水，FeCl₂ 是必選。在 Fe²⁺:Cr⁶⁺ 比例為 3:1 且控制 pH 2–3 的條件下，還原效率可達 99.8%。FeCl₃ 不具備 Cr⁶⁺ 還原機理——工程師需為每個工段選擇正確的化學品。” — KTV Phan Cẩm Thùy，祿天技術顧問

pH 影響與運營成本 — 控制難題

FeCl₃ 對廢水 pH 的降低程度顯著大於 FeCl₂。FeCl₃ 36–40% 溶液的 pH <1——每升 FeCl₃ 的加入可能使廢水 pH 下降 1–2 個單位，具體取決於鹼度。對於日處理量 500 m³ 的廢水站，使用 FeCl₃ 投加量 200 mg/L 時，需要約 80–120 kg/天的 NaOH 將 pH 調至 6.5–7.5，鹼劑成本約 1,500–2,500 越南盾/m³。

FeCl₂ 對 pH 影響較小——Cr⁶⁺ 還原後廢水 pH 通常僅下降 0.3–0.5 個單位，顯著減少所需鹼量。從總成本/m³ 的角度考慮：即使 FeCl₂ 每公斤單價通常高於 FeCl₃，但計入 pH 調節化學品後，FeCl₂ 可能更便宜。

成本因素需透過具體系統的燒杯試驗評估——不能單純比較化學品每公斤價格。祿天提供免費燒杯試驗支援，請致電 0979 891 929 預約。

裝置腐蝕性與儲存要求

FeCl₃ 的 pH <1，對碳鋼、304 不鏽鋼、鋁和銅具有強腐蝕性。FeCl₃ 儲罐必須使用 HDPE、PP 或 FRP；計量泵需 PP/PVDF 泵頭、PTFE 墊片；管道需 PVC/CPVC。FeCl₃ 耐酸裝置的投資成本比使用 PAC 或 FeCl₂ 的系統高 20–40%。

FeCl₂ 溶液 pH 為弱酸性——裝置腐蝕性中等。然而，FeCl₂ 接觸空氣易氧化（淺綠色 → 黃棕色，Fe²⁺ 氧化為 Fe³⁺）。需密封儲罐，減少廢水中 DO，避免溶液長時間接觸空氣。

對於已配備 HDPE 儲罐和 PVC 管道的大多數現有廢水站，FeCl₂ 和 FeCl₃ 均適用。使用碳鋼的站點若改用 FeCl₃，需考慮升級材料。

按行業應用 — 何時選擇 FeCl₂，何時選擇 FeCl₃？

給水處理 / 市政廢水處理： FeCl₃ 是主要混凝劑——Fe(OH)₃ 絮體密實沉降快，pH 範圍 5–9，有效降低濁度。無鋁殘留問題。

電鍍（含 Cr⁶⁺）： FeCl₂ 是還原 Cr⁶⁺ 為 Cr³⁺ 的必選。FeCl₃ 不能還原 Cr⁶⁺。

紡織染整（高 COD、色度）： FeCl₂ + H₂O₂（Fenton AOP）在 pH 3–4 下去除色度 90–98%，降低 COD 60–85%。單純 FeCl₃ 混凝處理 SS 和顆粒態色度。

含 H₂S 廢水： FeCl₂ 生成 FeS 沉澱——有效控制異味。FeCl₃ 生成穩定性較差的 Fe₂S₃。

除磷： 兩者均有效。FePO₄（來自 FeCl₃）的溶解度低於 Fe₃(PO₄)₂（來自 FeCl₂）——FeCl₃ 在達標除磷方面更優。

PCB 線路板蝕刻： FeCl₃ 是標準蝕刻劑（腐蝕銅：2FeCl₃ + Cu → 2FeCl₂ + CuCl₂），不能用 FeCl₂ 替代。

更多資訊請參閱 FeCl₃ 用於電鍍廢水的投加量 — mg/L 轉 mL/m³ 換算公式 和 FeCl₂ 還原 Cr⁶⁺ 工藝。

燒杯試驗指南 — 為 ETP 選擇正確化學品

6 杯燒杯試驗是確定最佳混凝劑的標準方法。參考步驟：

1. 準備 6 個廢水樣品 1 L/杯，保持自然 pH
2. 投加 FeCl₂ 或 FeCl₃ 按遞增劑量（50、100、150、200、250、300 mg/L）
3. 快速攪拌 120 rpm × 3 分鐘（混凝）
4. 慢速攪拌 30 rpm × 15 分鐘（絮凝）
5. 靜沉 30 分鐘 — 測量濁度 NTU、最終 pH、殘餘 Cr⁶⁺（如有）、COD、汙泥體積

監測指標：濁度 NTU、殘餘 Cr⁶⁺ (mg/L)、COD (mg/L)、最終 pH、汙泥沉降量 (mL/L)。對於電鍍廢水，先在 pH 2–3 的單獨燒杯中用 FeCl₂ 還原 Cr⁶⁺，然後在 pH 7–8 下用 FeCl₃ 混凝。祿天為新客戶提供免費燒杯試驗支援。

常見問題 (FAQ)

FeCl₂ 和 FeCl₃ 有什麼區別？

鐵化合價不同。FeCl₂ (Fe²⁺) 具有還原性，用於 Fenton、Cr⁶⁺ 還原。FeCl₃ (Fe³⁺) 是廢水和給水處理的主力混凝劑。

可以用 FeCl₂ 替代 FeCl₃ 進行混凝嗎？

可以，但效果較差——Fe²⁺ 混凝能力弱於 Fe³⁺。需投加量高 30–50%，且可能無法達標。建議透過燒杯試驗確定。

哪種更適合處理電鍍廢水中的 Cr⁶⁺？

FeCl₂ 是必選。Fe²⁺ 將 Cr⁶⁺ 還原為 Cr³⁺（比例 3:1），然後在 pH 8–9 下沉澱 Cr(OH)₃。FeCl₃ 不具備 Cr⁶⁺ 還原機理。

FeCl₂ 和 FeCl₃ 有腐蝕性嗎？

FeCl₃ 腐蝕性極強（pH <1）——需耐酸儲罐、泵（HDPE、PP、FRP）。FeCl₂ 腐蝕性中等——需密封儲存防止 Fe²⁺ 氧化為 Fe³⁺。

FeCl₂ 和 FeCl₃ 哪個更便宜？

FeCl₃ 通常每公斤更便宜，因大規模生產。但若計算總成本/m³（pH 調節化學品、汙泥處理），FeCl₂ 可能具有競爭力——需具體燒杯試驗。

FeCl₂ 可用於紡織染整廢水嗎？

可以。FeCl₂ + H₂O₂（Fenton）在 pH 3–4 下產生 •OH 自由基，去除色度 90–98%，降低 COD 60–85%。更多資訊請參閱 FeCl₂ Fenton 紡織染整指南。

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