[發明專利]聚硅酸鋁鐵絮凝劑及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 202110539163.7
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113354045B
• 公開（公告）日: 2022-11-08
• 發明（設計）人: 張慧慧;王赫名;張忠智;張志勇;羅一菁;何旭
• 申請（專利權）人: 中國石油大學(北京)
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C01B33/26;C02F101/34;C02F103/10
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 韓蕾;姚亮

本發明提供了一種聚硅酸鋁鐵絮凝劑及其制備方法與應用。該制備方法包括將硅源溶液與硫酸混合至pH值達到2?4，進行活化，得到聚硅酸溶液；向所述聚硅酸溶液依次加入鋁鹽和三價鐵鹽得到反應溶液，熟化，得到所述聚硅酸鋁鐵絮凝劑；其中，所述鋁鹽和三價鐵鹽不含氯離子。本發明還提供了上述制備方法得到的聚硅酸鋁鐵絮凝劑、以及該聚硅酸鋁鐵絮凝劑在污水預處理或深度處理中的除濁、除COD、除腐殖酸物質中的應用。本發明提供的聚硅酸鋁鐵絮凝劑不含氯離子，且能夠有效去除腐殖酸、污水中的濁度和COD。

技術領域

本發明涉及水處理技術領域，尤其涉及一種聚硅酸鋁鐵絮凝劑及其制備方法與應用。

背景技術

水是生命之源，更是人類生產生活中不可或缺的資源。目前，石油工業發展迅速，在國民經濟發展中占有十分重要地位。石油工業的發展導致含油污水的排放量逐年增加。含油污水是最常見的工業有機污染水，若其未經處理或處理不達標排放到其他水域，將會使有機污染進一步擴大化。

近年來，我國對石油化學工業制定了更為嚴格的環保法及污染物排放標準，尋求一種高效的含油污水處理方法變的更加有必要。現有含油污水處理方法主要包括物理法、化學法、生物法、物化法以及復合方法，如膜過濾、混凝/絮凝、生物反應器、氣浮、隔油-浮選-生化等。在上述方法中，化學處理法中的混凝/絮凝因其操作簡單、處理效率高、工業水平上成本低而被廣泛關注和應用。無機金屬鹽類絮凝劑是在廢水處理中使用較早的絮凝劑，迄今為止，它們仍然應用較為廣泛。無機金屬鹽絮凝劑一旦進入水中，便會以不可控的方式進行快速水解，導致具有不同電荷和分子質量的水解金屬形態物產生。污水系統pH，堿度，溫度和其它因素對此過程有影響。難以控制水解產物的形成，因此不能確定其性質，而當水的性質改變時，絮凝劑的效果可能不是理想的。所以，一些預水解無機高分子絮凝劑被制備，如聚硅酸陽離子絮凝劑。該類絮凝劑已被應用于垃圾滲濾液、焦化、造紙和印染污水的處理，提供了非常有用的污染物去除信息。但是，目前用于污水處理的聚硅酸陽離子絮凝劑存在一些缺點，例如：CN102897882A公開的方法制得的聚硅酸陽離子絮凝劑含有氯離子，易造成設備腐蝕，需要改進；CN106630066A公開一種復合絮凝劑的制備方法，該方法制得的聚硅酸陽離子絮凝劑COD去除率相對較低且含有氯離子，需要改進；CN101935095A公開了一種聚硅酸絮凝劑的制備方法，該方法過程繁瑣，且也含有氯離子，需要改進；CN102774941A公開凈化水質的絮凝劑的制備方法，該方法制得的聚硅酸陽離子絮凝劑同樣含有氯離子，且合成時間較長，需要改進。以上研究得到的聚硅酸陽離子絮凝劑均未應用于含油污水的處理，未對溶解性有機物的去除情況進行研究。

由上可知，目前常用的聚硅酸陽離子絮凝劑合成時間較長且含有氯離子，會引入額外的氯離子進入水體，進而引起嚴重的管道腐蝕，增加了處理成本。因此，開發新型無氯聚硅酸鋁鐵絮凝劑十分有必要。

發明內容

為了解決上述問題，本發明的目的在于提供一種聚硅酸鋁鐵絮凝劑及其制備方法與應用，該聚硅酸鋁鐵絮凝劑作為一種無氯絮凝劑，能夠有效避免向水體引入額外氯離子，并且能夠有效除去污水中的濁度、COD和腐殖酸物質。

為了達到上述目的，本發明提供了一種聚硅酸鋁鐵絮凝劑的制備方法，包括將硅源溶液與硫酸溶液混合得到pH值為2-4的混合溶液，活化，得到聚硅酸溶液；向所述聚硅酸溶液依次加入鋁鹽和三價鐵鹽得到反應溶液，熟化，得到所述聚硅酸鋁鐵絮凝劑；其中，在反應溶液中，(Al³⁺+Fe³⁺)：Si⁴⁺的摩爾比為0.2-1.1:1，Al³⁺與Fe³⁺的摩爾比為2-3:1，所述鋁鹽和三價鐵鹽不含氯離子。