[發(fā)明專利]聚硅酸金屬鹽復合絮凝劑及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110196007.1
• 申請日: 2011-07-13
• 公開（公告）號: CN102249387A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發(fā)明（設計）人: 李偉光;郭旋;田文德;張卉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 韓末洙

技術領域

本發(fā)明涉及水處理用絮凝劑及其制備方法。

背景技術

絮凝是一種重要的水質凈化方法，在飲用水處理和污水處理中應用廣泛。在飲用水處理中，絮凝沉淀是去除原水中懸浮物和膠體的有效手段；在污水處理中，可以作為生化處理前的預處理，也可以與生化處理同步強化進行，可以高效去除懸浮物，提高污水的可生化性。目前生產上常用的聚硅酸金屬鹽復合混凝劑在使用時需要外加大量的堿化劑，例如NaOH等，來增強混凝劑的堿化度和聚合程度，使水處理的成本增高。

發(fā)明內容

本發(fā)明是要解決現有的聚硅酸金屬鹽復合混凝劑需要外加的堿化劑來增強混凝劑的堿化度和聚合程度，使水處理的成本增高的技術問題，而提供聚硅酸金屬鹽復合絮凝劑及其制備方法。

本發(fā)明的聚硅酸金屬鹽復合絮凝劑按重量份數比由35～45份的硅酸鹽、25～40份的鋁鹽、25～40份的鐵鹽、0.1～30份的輔劑A和0.1～30份的輔劑B制成，其中硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀，鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁，鐵鹽為硫酸鐵或氯化鐵，輔劑A為磷酸鹽、氧化鈣、聚丙烯酰胺和殼聚糖中的一種或其中幾種的組合，輔劑B為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀。

本發(fā)明的聚硅酸金屬鹽復合絮凝劑的制備方法按以下步驟進行：一、按重量份數比稱取35～45份的硅酸鹽、25～40份的鋁鹽、25～40份的鐵鹽、0.1～30份的輔劑A和0.1～30份的輔劑B；二、將步驟一稱取的硅酸鹽配制成濃度為0.1mol/L～0.2mol/L的水溶液，然后調節(jié)溶液的pH為2～4，攪拌20min～40min，然后靜置10min～20min，得到聚硅酸溶液；三、將步驟一稱取的鋁鹽、鐵鹽、輔劑A和輔劑B加入到步驟二得到的聚硅酸溶液中并混合均勻，得到聚硅酸金屬鹽復合絮凝劑；其中步驟一中的硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀，鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁；鐵鹽為硫酸鐵或氯化鐵；輔劑A為磷酸鹽、氧化鈣、PAM和殼聚糖中的一種或其中幾種的組合；輔劑B為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀。

本發(fā)明的聚硅酸金屬鹽復合絮凝劑為透明、均一的液體，pH為0.4～1.5。本發(fā)明的聚硅酸金屬鹽復合絮凝劑中的鋁鹽、高鐵鹽以及聚硅酸鹽聚合而成的無機或無機-有機高分子物質，因而充分發(fā)揮了該復合絮凝劑各組分的良好的電性-中和、吸附架橋以及網捕卷掃作用。鋁鹽、鐵鹽的復合能充分發(fā)揮鋁、鐵絮凝劑的優(yōu)點，鋁鹽絮凝劑絮體大，脫色性能好、鐵鹽絮凝劑絮體密實、沉降速度快等特點。復合絮凝劑在在水中的水解物具有為三價陽離子，具有較高正電荷的羥基多核絡合物，對帶負電荷的膠體顆粒以及磷酸根產生電性-中和作用以及締合吸附作用，形成水溶性低的離子締合物。輔劑B的引入，促使復合絮凝劑在水解過程中形成大量氫氧化物絮體沉淀其內部有很大的比表面積，具有很強的吸附能力，可以吸附一部分膠體和顆粒物，同時絮體沉淀時也可以網捕卷掃雜質顆粒物，從而達到除污效果。聚硅酸鹽和金屬鹽的聚合，增長了絮凝劑的分子鏈、增大了其分子量，大大提高了絮凝劑粘結聚集、吸附架橋效能。

本絮凝劑可用于飲用水除濁、生活污水除懸浮物和COD、工業(yè)廢水除濁除色等，并對廢水中的磷有很好的去除的效果，對水溫和pH值適應能力強。利用該復合絮凝劑處理溫度為15℃的生活污水(SS：100～200mg/L；COD，350～500mg/L；PO₄^3-P，3～5mg/L；NH₄⁺-N，30～50mg/L；)時，其對懸浮物、COD和PO₄^3--P均有很好的去除效果，去除率分別可達99％、75％和99％；而且投加量低，在投加量為80mg/L時，即可達到最佳效果。在常溫條件下，絮凝劑最佳投加量相應減小到60mg/L。本發(fā)明的聚硅酸金屬鹽復合絮凝劑具有投量少、去除效果更好、溫度、pH值以及水質適用范圍廣等優(yōu)點，且不需要另加其他試劑，成本低，可廣泛用于水處理領域。

具體實施方式

具體實施方式一：本實施方式的聚硅酸金屬鹽復合絮凝劑按重量份數比由35～45份的硅酸鹽、25～40份的鋁鹽、25～40份的鐵鹽、0.1～30份的輔劑A和0.1～30份的輔劑B制成，其中硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀，鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁，鐵鹽為硫酸鐵或氯化鐵，輔劑A為磷酸鹽、氧化鈣、聚丙烯酰胺和殼聚糖中的一種或其中幾種的組合，輔劑B為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀。

本實施方式中當輔劑A為組合物時，各輔劑以任意比組合。