[發明專利]模擬自來水中膠體的混合膠體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202011472270.4
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112645389B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 唐孝林;郭昆鵬;湯家源;劉利娜;趙銀江
• 申請（專利權）人: 中國水利水電第七工程局有限公司
• 主分類號: C01G49/02
• 分類號: C01G49/02;C01F7/021;C01B33/143;G01N15/02;G01N23/2251;G01N33/18
• 代理公司: 廣州廣典知識產權代理事務所(普通合伙) 44365
• 代理人: 萬志香

本發明涉及一種模擬自來水中膠體的混合膠體及其制備方法和應用。該混合膠體包括摩爾濃度比為(1～3):(0.5～1.5):(0.5～1.5)的氫氧化鐵膠體、氫氧化鋁膠體和硅酸膠體。本發明采用包括氫氧化鐵膠體、氫氧化鋁膠體和硅酸膠體的混合膠體，三種膠體缺一不可，并控制特定的摩爾濃度比范圍，來模擬自來水中的膠體，通過驗證證明，該混合膠體與自來水中的膠體具有高相似性，由其配制的模擬水與當地自來水對凈水機的影響相似度在90％以上。

技術領域

本發明涉及凈水技術領域，特別是涉及一種模擬自來水中膠體的混合膠體及其制備方法和應用。

背景技術

我國自來水普及率高達99％以上，城市供水管道長度在35萬公里以上，城市供水管老化、腐蝕問題嚴重，水質合格率下降10％～20％，居民生活飲用水安全問題受到前所未有的挑戰。我國城市家庭凈水機的擁有率很低，尚不足10％，目前在以20％～40％的速率發展，并呈現持續增長的趨勢，擁有很大的市場及發展前景。然而，由于各地區水質情況不同，造成凈水機濾芯堵塞及污染的情況也不相同，其中，自來水中的膠體直徑一般為0.1um，容易聚集(如鋁離子、硅、阻垢劑、三價鐵膠體)造成超濾膜孔堵塞，并且各地區自來水中膠體含量也不相同，對凈水機濾芯造成污染的情況也不相同。因此，需要對各地區的自來水中的膠體進行模擬，建立統一的標準，實現在實驗室內評價各地區自來水中的膠體對濾芯的污染情況。

現有技術中，采用納米二氧化硅、納米氧化鐵和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)來模擬自來水中的膠體。然而，該模擬膠體采用的納米二氧化硅的制備流程復雜，制備周期長、成本高且實驗反應溫度較高。

發明內容

基于此，有必要針對上述現有技術存在的不足之處，提供一種模擬自來水中膠體的混合膠體及其制備方法和應用。

一種模擬自來水中膠體的混合膠體，其特征在于，包括摩爾濃度比為(1～3):(0.5～1.5):(0.5～1.5)的氫氧化鐵膠體、氫氧化鋁膠體和硅酸膠體。

在其中一個實施例中，所述氫氧化鐵膠體、氫氧化鋁膠體和硅酸膠體的摩爾濃度比為2:1:1。

在其中一個實施例中，所述混合膠體的粒徑為20nm～99nm。

本發明還提供一種模擬自來水中膠體的混合膠體的制備方法，包括如下步驟：制備氫氧化鐵膠體、氫氧化鋁膠體和硅酸膠體；然后將所述氫氧化鐵膠體、氫氧化鋁膠體和硅酸膠體按照(1～3):(0.5～1.5):(0.5～1.5)的摩爾濃度比混合，得到所述混合膠體。

在其中一個實施例中，所述制備氫氧化鐵膠體的步驟包括：將氯化鐵飽和溶液和碳酸鈉飽和溶液按照(1～3):(0.5～1.5)的體積比混合反應，制得氫氧化鐵膠體。

在其中一個實施例中，所述制備氫氧化鋁膠體的步驟包括：將氯化鋁飽和溶液和碳酸鈉飽和溶液按照(1～3):(0.5～1.5)的體積比混合反應，制得氫氧化鋁膠體。

在其中一個實施例中，所述制備硅酸膠體的步驟包括：將0.1mol/L～0.6mol/L的鹽酸溶液和5wt％～15wt％的硅酸鈉溶液按照(0.5～1.5):(0.5～1.5)的體積比混合反應，制得硅酸膠體。

本發明還提供一種模擬自來水，包括所述的模擬自來水中膠體的混合膠體。

本發明還提供如所述的模擬自來水中膠體的混合膠體或任一項所述的制備方法制得的混合膠體在評價凈水濾芯性能中的用途。

本發明還提供一種模擬自來水中膠體的方法，包括如下步驟：按照任一項所述的制備方法制備混合膠體，然后根據實際需求濃度將所述混合膠體加到模擬水中。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：