[發(fā)明專利]一種新生態(tài)鐵基混凝劑的制備方法、由該方法制備的產(chǎn)品及其應(yīng)用

無(wú)效

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• 申請(qǐng)日: 2012-01-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102583671A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 關(guān)小紅;胡青海;孫遠(yuǎn)奎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): C02F1/52
• 分類號(hào): C02F1/52
• 代理公司: 上海智信專利代理有限公司 31002
• 代理人: 吳林松

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種新生態(tài)鐵基混凝劑的制備方法、由該方法制備的產(chǎn)品及其應(yīng)用。

背景技術(shù)

近20年來(lái)，我國(guó)在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展、生活水平顯著提高的同時(shí)，很多地區(qū)特別是北方和一些沿海城市發(fā)生了大范圍、不同程度的水源污染問(wèn)題。水源污染迫使許多水廠增加混凝劑投量，而國(guó)內(nèi)大多數(shù)水廠都用鋁鹽作為混凝劑，若運(yùn)行控制不當(dāng)極易引發(fā)出廠水中鋁濃度超標(biāo)。過(guò)量地?cái)z入鋁會(huì)導(dǎo)致腦病、骨病和貧血。針對(duì)出廠水鋁超標(biāo)問(wèn)題的解決思路總體上有兩條：設(shè)法減少出廠水中的殘余鋁及開(kāi)發(fā)毒性更小的鐵系混凝劑。

聚合硫酸鐵是水處理工業(yè)中常用的一種混凝劑，在人們對(duì)自身生命健康越來(lái)越關(guān)注的時(shí)代，聚合硫酸鐵由于具有低毒且混凝效果好的特點(diǎn)，其已逐漸替代鋁系混凝劑而被廣泛應(yīng)用于給水處理與污水處理中。然而在聚合硫酸鐵的制備過(guò)程中有一些不足：

1、老化時(shí)間長(zhǎng)，通常需要幾小時(shí)至十幾小時(shí)。

2、某些催化氧化工藝為加快反應(yīng)速度，投配的催化劑為有毒有害物質(zhì)，或產(chǎn)生有毒有害氣體，影響操作人員及周圍居民的健康，并且給水處理帶來(lái)潛在威脅。

3、由于老化時(shí)間長(zhǎng)以及儲(chǔ)存的需要，有些工藝需投配穩(wěn)定劑，例如制備成濃溶液，在儲(chǔ)存期間鐵化合物容易過(guò)度聚合而產(chǎn)生大量無(wú)效成分，若要避免濃溶液中出現(xiàn)沉淀，保證有效鐵含量，就必須加入穩(wěn)定劑(如磷酸鹽類)，穩(wěn)定劑的加入給水處理(尤其是給水處理)帶來(lái)了潛在威脅。

4、某些制備工藝需要提供加溫加壓或純氧條件，耗能巨大，且具有安全風(fēng)險(xiǎn)，若無(wú)專業(yè)人員控制得當(dāng)，可能引發(fā)惡性事故。

5、濃縮干燥粉化工藝，額外消耗機(jī)械、資金和能量。

6、強(qiáng)氧化劑直接氧化二價(jià)鐵技術(shù)，使用氯酸鹽、硝酸作為氧化劑，產(chǎn)生有毒廢氣污染。

7、以上特點(diǎn)導(dǎo)致當(dāng)前聚合硫酸鐵的生產(chǎn)成本較高，在其制備過(guò)程中還有很大的降低成本的空間。

H₂O₂是一種強(qiáng)氧化劑，投加方便、價(jià)格低、無(wú)毒副產(chǎn)物產(chǎn)生，與其他氧化劑相比，具有綠色無(wú)污染的特性，但由于在以往制備工藝的方法中，氧化效率不如氯酸鹽，因此沒(méi)有得到普遍應(yīng)用。探索充分利用H₂O₂的氧化性、并發(fā)揮其無(wú)污染、便宜好用之優(yōu)勢(shì)的制備工藝是極有價(jià)值的。

發(fā)明內(nèi)容

為了彌補(bǔ)聚合硫酸鐵老化時(shí)間長(zhǎng)、有時(shí)需投加催化劑、穩(wěn)定劑、創(chuàng)造加溫加壓條件的不足，降低聚合硫酸鐵生產(chǎn)的成本，本發(fā)明的目的是提供一種新生態(tài)鐵基混凝劑的制備方法，即利用一定濃度的亞鐵與雙氧水在強(qiáng)酸性條件下混合即時(shí)制備新生態(tài)鐵基混凝劑或摻雜一定量的鋁鹽或聚合季銨鹽制備新生態(tài)鐵基復(fù)合混凝劑，來(lái)去除水中懸浮雜質(zhì)、有機(jī)物或重金屬離子，處理效果及污泥沉降性能良好。該方法可以應(yīng)用于飲用水處理、工業(yè)給水處理、生活污水處理、重金屬?gòu)U水處理等諸多領(lǐng)域，是一種處理效果好，且便宜實(shí)用的混凝劑生產(chǎn)方法。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種上述制備方法制備得到的新生態(tài)鐵基混凝劑。

本發(fā)明的第三個(gè)目的是提供一種上述新生態(tài)鐵基混凝劑在水處理中的應(yīng)用。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供了一種新生態(tài)鐵基混凝劑的制備方法，該方法包括以下步驟：

亞鐵鹽溶液和酸混合后，加入雙氧水?dāng)嚢?.5-1.0分鐘，亞鐵鹽溶液的濃度為0.2-1.0mol/L，酸的濃度以H+濃度計(jì)為0.2-1.2mol/L，雙氧水濃度為0.05-0.35mol/L，制得新生態(tài)鐵基混凝劑。

所述的亞鐵鹽選自硫酸亞鐵或氯化亞鐵中的一種或兩種的混合物。

所述的酸為硫酸或鹽酸。

所述的新生態(tài)鐵基混凝劑的制備方法中在加入雙氧水之前，進(jìn)一步添加鋁鹽溶液或聚合季銨鹽溶液，鋁鹽溶液的濃度以鋁計(jì)為0.06-0.30mol/L，聚合季銨鹽的濃度為2-10g/L。

所述的鋁鹽選自硫酸鋁或氯化鋁中的一種或一種以上的混合物。

所述的聚合季銨鹽為聚合二甲基二烯丙基季銨鹽聚合物。

本發(fā)明還提供了一種由上述制備方法制備得到的新生態(tài)鐵基混凝劑，該新生態(tài)鐵基混凝劑的鐵濃度為0.05-0.25mol/L，利用Fe-Ferron絡(luò)合比色法測(cè)定Fe_a形態(tài)含量為60-75％。

本發(fā)明還提供了一種上述新生態(tài)鐵基混凝劑用于水處理的方法，該方法包括以下步驟：