[發明專利]一種高鹽基度的聚合氯化鋁硅的制備方法及含低濃度有機鹵化物造紙廢水的處理方法

在審

• 申請號: 202210892848.4
• 申請日: 2022-07-27
• 公開（公告）號: CN115838177A
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 施仁江;呂科;顧春燕
• 申請（專利權）人: 杭州蕭山三江凈水劑有限公司
• 主分類號: C01B33/26
• 分類號: C01B33/26;C02F9/00;C02F1/52;C02F1/66;C02F3/28;C02F101/36;C02F103/28
• 代理公司: 杭州杭誠專利事務所有限公司 33109
• 代理人: 俞潤體

本發明涉及造紙廢水處理技術領域，具體涉及一種高鹽基度的聚合氯化鋁硅的制備方法，包括加熱pH值≤2的聚合氯化鋁原液，向聚合氯化鋁原液中緩慢添加硅酸鈉溶液，至聚合氯化鋁原液的pH值為2.5～4，得到液態的高鹽基度聚合氯化鋁硅。本發明獲得了Al₂O₃質量百分數大于10%，鹽基度為70～80%的高鹽基度聚合氯化鋁硅產品；本發明的聚合氯化鋁硅，基于高鹽基度和聚硅酸原位生成與聚合氯化鋁配合，具有較強的絮凝能力，適用于AOX濃度為15～60mg/L的低AOX含量的造紙廢水的處理。

技術領域

本發明涉及造紙廢水處理技術領域，具體涉及一種高鹽基度的聚合氯化鋁硅的制備方法及含低濃度有機鹵化物造紙廢水的處理方法。

背景技術

將回收的廢紙制成漿料用于造紙，在此過程中產生的廢水色度非常高，需要加入大量以氯為主的漂白劑如次氯酸鹽、二氧化氯、氯氣等漂白。在漂白過程中會通過加氯反應生成大量毒性大的有機鹵化物AOX，如氯代甲烷、氯代酚類化合物等，AOX可以在水中電離帶負電荷。常規生物法處理雖能除去大部分AOX，但AOX會降低部分微生物活性，使生物需氧量仍不能達到排放要求，因此需對生物法處理后的造紙廢水繼續深度處理，脫除殘余AOX。

目前，造紙廢水的深度處理方法主要有：高級氧化法和絮凝沉淀法。高級氧化法處理成本高，應用條件較為苛刻。相比而言，無機高分子絮凝劑的價格低廉、毒性低、適應pH廣、混凝效果好，應用廣泛。研究表明：聚合氯化鋁水解產物中高聚態Al_c，如Al₃(OH)₈⁺、Al₄(OH)₈⁴⁺、Al₅(OH)₁₃²⁺等多核陽離子絡合物，表面結合位點豐富，可針對性地吸附大分子的電負性物質，使其表面電荷下降，穩定性降低而絮凝。

但是含有電負性AOX的造紙廢水經生化處理后，濃度已大幅下降，所能提供的絮凝核少，因此需要在聚合氯化鋁中引入助凝成分，以提升絮凝核數目。目前市面上沒有針對低濃度電負性AOX造紙廢水用的聚合氯化鋁絮凝劑產品。

對于提高聚合氯化鋁的鹽基度，可以通過加入氫氧化鈉、生石灰等實現。但是加入氫氧化鈉等強堿性物質反應劇烈，容易發生局部堿濃度過高而產生氫氧化鋁沉淀。申請人前期公開了通過向低鹽基度的聚合氯化鋁液體中加入鋁酸鈣粉或者鋁酸鈉反應提高聚合氯化鋁鹽基度的方法，見中國專利CN106186202B“一種高鹽基度高濃度的聚合氯化鋁的制備方法”，但是該方法的制備周期稍長，對反應條件和設備要求高，需要進一步改進。

發明內容

針對缺少高鹽基度的聚合氯化鋁絮凝劑，本發明的目的在于提供一種高鹽基度的聚合氯化鋁硅的制備方法，所制備的聚合氯化鋁硅的鹽基度高，而且具有雙重絮凝效果，可滿足低濃度電負性AOX造紙廢水處理。

本發明提供如下的技術方案：

一種高鹽基度的聚合氯化鋁硅的制備方法，加熱pH值≤2的聚合氯化鋁原液，向聚合氯化鋁原液中緩慢添加硅酸鈉溶液，至聚合氯化鋁原液的pH值為2.5～4，得到液態高鹽基度的聚合氯化鋁硅。

本發明的制備方法中，針對生化處理后的造紙廢水中AOX濃度低、負電荷的特點，以硅酸鈉調節聚合氯化鋁的水解產物形態，一方面通過硅酸鈉對pH值的精準調控制備具有高分布高聚態Al_c的聚合氯化鋁產品，即高鹽基度的聚合氯化鋁，另一方面引入硅酸鈉，由于其水解可以原位產生聚硅酸，與聚氯化鋁交叉形成更緊密的配合和復雜的絮凝網絡，進一步提升了聚合氯化鋁體系的絮凝能力，使得所制備的聚合氯化鋁硅鹽基度高，可以達到70～80％，而且絮凝能力強，能夠滿足低濃度AOX的脫除需求。

作為本發明方法的優選，加熱溫度為50～70℃。溫度過低反應不易進行，溫度過高則容易使反應過度，造成氫氧化鋁凝膠的生成。