一种镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺制造技术

本发明专利技术涉及一种镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺，包括：步骤一，获取无机磁性材料并对其进行清洗、干燥和打散作业后得到无机磁性粉体；步骤二，往反应器内加入镁盐溶液并通过第二加料口往反应器内加入无机磁性粉体，利用搅拌器混合均匀后升高温度加入引发剂，得到含镁的无机磁性溶液；步骤三，往反应器内加入碱类溶液；步骤四，碱类溶液加入完成时，调节温度调节阀升温后进行陈化，陈化结束后得到含有镁基复合磁性粉体的悬浊液；步骤五，将镁基复合磁性悬浊液进行过滤、清水洗涤、真空干燥和打散后得到镁基复合磁性絮凝剂，从而提高了絮凝剂的结构稳定性和表面活性，进而有效提高了絮凝剂的吸附性能和分散均匀性。

【技术实现步骤摘要】
一种镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺
本专利技术涉及水处理
，尤其涉及一种镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺。
技术介绍
水对人类社会的生活与发展起着至关重要的作用，2015年水利部组织对全国多个地区的2103眼地下水水井进行了监测，发现水质IV类和水质V类合计占比80.2％，这意味着超八成地下水遭受污染威胁。重工业的巨大发展使得工业污水的处理问题变的越来越重要，不管是在国内还是国外，高品质的絮凝剂都具有广阔的市场前景，而目前我国工业布局不合理，工业基础薄弱，这将更会扩大市场对工业污水处理产品的需求。在解决污水处理问题中，絮凝法是应用最为广泛的方法之一，然而絮凝剂的选择决定了水处理效率的高低以及运行工艺费用的多少。目前大部分絮凝剂是通过重力沉降来实现固液分离，但这种方法存在沉降速度慢、形成的絮体体积微小、分离效率低、沉降效果不理想等缺点。因此，如今国内外学者更为关注如何研发一种安全、高效、经济、稳定的新型水处理絮凝剂。复合磁性絮凝剂是指传统絮凝剂和磁性纳米材料相结合制备的新型水处理剂，通过化学键的连接巧妙地将传统絮凝剂的固有特性与磁性纳米材料的独特性能结合一起，对絮凝剂赋予磁性，在污水处理中得以缩短水力停留时间，加强吸附效果，加快絮凝速度，减少絮凝体的含水量；从而也大幅降低了污水处理的成本。利用微纳米氢氧化镁胶体的弱碱性和高吸附性能，在使用可溶性镁盐(如卤水或硫酸镁溶液)与碱性液体(如氢氧化钙或者氨水)进行化学合成过应中，引入无机纳米磁性粉体如Fe3O4做形核剂，镁离子在与氢氧根在Fe3O4上结晶成氢氧化镁，形成核、壳包裹结构的复合絮凝材料结构稳定、表面活性高、吸附性能好，絮凝速度快。目前，对于磁性絮凝剂的研究属于比较新的领域，其中较多的是将高分子材料与无机磁性材料(如γ-Fe2O3或Fe3O4)进行复核，这种磁性絮凝剂属于乳液聚合型，其主要利用分子间的范德华力和螯合作用结合一起，整体稳定性欠佳、结构不稳定、表面活性低、吸附性能差；另外，有机絮凝剂的毒性危害一般要远大于无机物絮凝剂，形成的固体废弃物的二次污染问题突出。
技术实现思路
为此，本专利技术提供一种镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺，可以有效解决现有技术中絮凝剂结构不稳定导致吸附性能差的技术问题。结构稳定、絮凝速度快、成本低该无机复合絮凝剂结构稳定、表面活性高、吸附性能好，絮凝速度快，固液分离效率高；并且处理成本低，絮凝后的产物无二次污染。该絮凝剂可广泛适用于重金属脱出、染料废水脱色、生活废水的COD去除和浊度处理等。为实现上述目的，本专利技术提供一种镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺，包括：步骤一，获取无机磁性材料并对其进行清洗、干燥和打散作业后得到无机磁性粉体；步骤二，通过第一加料口往反应器内加入镁盐溶液并通过第二加料口往反应器内加入所述无机磁性粉体，利用搅拌器混合均匀后调节温度调节阀升高温度后通过第三加料口加入引发剂，得到镁基无机磁性溶液；当所述搅拌器搅拌时，中控模块控制密度检测仪实时检测所述反应器内溶液的密度并将测得的实际溶液密度与预设溶液密度矩阵A0中的参数进行比较以判定密度是否符合标准；当通过所述第三加料口加入引发剂前，所述中控模块控制气泡密度检测仪实时检测升温后所述反应器内溶液的气泡密度并将测得的实际溶液气泡密度与预设标准气泡密度矩阵ρ0中的参数进行比较以确定加入引发剂的量；步骤三，通过第四加料口往所述反应器内加入碱类溶液，在加入的过程中，利用搅拌器进行搅拌以使加入的碱类溶液分散均匀；当加入所述碱类溶液前，所述中控模块控制浓度检测仪检测所述反应器内的溶液浓度并将测得的实际浓度与预设标准浓度矩阵β0中的参数进行比较以确定加入碱类溶液的量；当加入所述碱类溶液时，所述中控模块控制所述浓度检测仪再次对所述反应器内的溶液浓度进行检测并将测得的浓度与溶液标准浓度进行比较以判定加入所述碱类溶液后的溶液浓度是否符合标准；步骤四，所述碱类溶液加入完成时，调节温度调节阀升温后进行陈化，陈化结束后得到镁基复合磁性悬浊液；在所述升温和陈化的过程中，利用搅拌器一直搅拌；步骤五，将所述镁基复合磁性悬浊液进行过滤、清水洗涤、真空干燥和打散后得到镁基复合磁性絮凝剂；所述中控模块设置有预设溶液密度矩阵A0，设定A0(Amin,Amax),其中，Amin表示预设溶液最低密度,Amax表示预设溶液最高密度，Amin＜Amax；当所述搅拌器搅拌时，所述密度检测仪测得的实际溶液密度记为A，所述中控模块将实际溶液密度A与预设溶液密度矩阵A0中的参数进行比较：若Amin≤A≤Amax，所述中控模块判定密度符合标准并控制温度调节阀升高温度；若A＜Amin，所述中控模块判定密度不符合标准并控制所述第一加料口往所述反应器内加入镁盐溶液；若A＞Amax，所述中控模块判定密度不符合标准并控制所述第二加料口往所述反应器内加入无机磁性粉体。进一步地，所述中控模块还设置有预设溶液酸碱度矩阵P0和密度调节系数矩阵ε0；对于所述预设溶液酸碱度矩阵P0，设定PO(P1,P2,P3),其中，P1表示预设溶液第一酸碱度,P2表示预设溶液第二酸碱度,P3表示预设溶液第三酸碱度，P1＜P2＜P3；对于所述密度调节系数矩阵ε0，设定ε0(ε1，ε2，ε3，ε4)，其中，ε1表示第一密度调节系数，ε2表示第二密度调节系数，ε3表示第三密度调节系数，ε4表示第四密度调节系数，ε1＞ε2＞ε3＞ε4；当A＜Amin时，所述中控模块控制酸碱度测量仪测量所述反应器内溶液的酸碱度并将测得的实际酸碱度记为P，测量完成后，中控模块将实际酸碱度P与预设溶液酸碱度矩阵P0中的参数进行比较：若P＜P1，所述中控模块选用ε1计算第一密度差值；若P1≤P＜P2，所述中控模块选用ε2计算第一密度差值；若P2≤P＜P3，所述中控模块选用ε3计算第一密度差值；若P≥P3，所述中控模块选用ε4计算第一密度差值；当所述中控模块选用εi计算第一密度差值时，设定i＝1，2，3，4，中控模块计算第一密度差值△Aa，设定△Aa＝(Amin-A)×εi。进一步地，所述中控模块还设置有预设第一密度差值矩阵△Aa0和预设镁盐溶液增量矩阵ma0；对于所述第一密度差值矩阵△Aa0，设定△Aa0(△Aa1，△Aa2，△Aa3)，其中，△Aa1表示第一密度第一差值，△Aa2表示第一密度第二差值，△Aa3表示第一密度第三差值，△Aa1＜△Aa2＜△Aa3；对于所述预设镁盐溶液增量矩阵ma0，设定ma0(ma1,ma2,ma3,ma4),其中，ma1表示预设镁盐溶液第一增量,ma2表示预设镁盐溶液第二增量,ma3表示预设镁盐溶液第三增量,ma4表示预设镁盐溶液第四增量，ma1＜ma2＜ma3＜ma4；当所述第一密度差值△Aa计算完成时，所述中控模块将其与预设第一密度差值矩阵△Aa0中的参数进行比较：若△Aa＜△Aa1，所述中控模块将所述第一加料口的镁盐溶液增量设置为ma1；若△Aa1≤△Aa＜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺，其特征在于，包括：/n步骤一，获取无机磁性材料并对其进行清洗、干燥和打散作业后得到无机磁性粉体；/n步骤二，通过第一加料口往反应器内加入镁盐溶液并通过第二加料口往反应器内加入所述无机磁性粉体，利用搅拌器混合均匀后调节温度调节阀升高温度后通过第三加料口加入引发剂，得到氯离子无机磁性溶液；当所述搅拌器搅拌时，中控模块控制密度检测仪实时检测所述反应器内溶液的密度并将测得的实际溶液密度与预设溶液密度矩阵A0中的参数进行比较以判定密度是否符合标准；当通过所述第三加料口加入引发剂前，所述中控模块控制气泡密度检测仪实时检测升温后所述反应器内溶液的气泡密度并将测得的实际溶液气泡密度与预设标准气泡密度矩阵ρ0中的参数进行比较以确定加入引发剂的量；/n步骤三，通过第四加料口往所述反应器内加入碱类溶液，在加入的过程中，利用搅拌器进行搅拌以使加入的碱类溶液分散均匀；当加入所述碱类溶液前，所述中控模块控制浓度检测仪检测所述反应器内的溶液浓度并将测得的实际浓度与预设标准浓度矩阵β0中的参数进行比较以确定加入碱类溶液的量；当加入所述碱类溶液时，所述中控模块控制所述浓度检测仪再次对所述反应器内的溶液浓度进行检测并将测得的浓度与溶液标准浓度进行比较以判定加入所述碱类溶液后的溶液浓度是否符合标准；/n步骤四，所述碱类溶液加入完成时，调节温度调节阀升温后进行陈化，陈化结束后得到镁基复合磁性粉体悬浊液；在所述升温和陈化的过程中，利用搅拌器一直搅拌；/n步骤五，将所述镁基复合磁性悬浊液进行过滤、清水洗涤、真空干燥和打散后得到镁基复合磁性絮凝剂；/n所述中控模块设置有预设溶液密度矩阵A0，设定A0(Amin,Amax),其中，Amin表示预设溶液最低密度,Amax表示预设溶液最高密度，Amin＜Amax；/n当所述搅拌器搅拌时，所述密度检测仪测得的实际溶液密度记为A，所述中控模块将实际溶液密度A与预设溶液密度矩阵A0中的参数进行比较：/n若Amin≤A≤Amax，所述中控模块判定密度符合标准并控制温度调节阀升高温度；/n若A＜Amin，所述中控模块判定密度不符合标准并控制所述第一加料口往所述反应器内加入镁盐溶液；/n若A＞Amax，所述中控模块判定密度不符合标准并控制所述第二加料口往所述反应器内加入无机磁性粉体。/n...

【技术特征摘要】
1.一种镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺，其特征在于，包括：
步骤一，获取无机磁性材料并对其进行清洗、干燥和打散作业后得到无机磁性粉体；
步骤二，通过第一加料口往反应器内加入镁盐溶液并通过第二加料口往反应器内加入所述无机磁性粉体，利用搅拌器混合均匀后调节温度调节阀升高温度后通过第三加料口加入引发剂，得到氯离子无机磁性溶液；当所述搅拌器搅拌时，中控模块控制密度检测仪实时检测所述反应器内溶液的密度并将测得的实际溶液密度与预设溶液密度矩阵A0中的参数进行比较以判定密度是否符合标准；当通过所述第三加料口加入引发剂前，所述中控模块控制气泡密度检测仪实时检测升温后所述反应器内溶液的气泡密度并将测得的实际溶液气泡密度与预设标准气泡密度矩阵ρ0中的参数进行比较以确定加入引发剂的量；
步骤三，通过第四加料口往所述反应器内加入碱类溶液，在加入的过程中，利用搅拌器进行搅拌以使加入的碱类溶液分散均匀；当加入所述碱类溶液前，所述中控模块控制浓度检测仪检测所述反应器内的溶液浓度并将测得的实际浓度与预设标准浓度矩阵β0中的参数进行比较以确定加入碱类溶液的量；当加入所述碱类溶液时，所述中控模块控制所述浓度检测仪再次对所述反应器内的溶液浓度进行检测并将测得的浓度与溶液标准浓度进行比较以判定加入所述碱类溶液后的溶液浓度是否符合标准；
步骤四，所述碱类溶液加入完成时，调节温度调节阀升温后进行陈化，陈化结束后得到镁基复合磁性粉体悬浊液；在所述升温和陈化的过程中，利用搅拌器一直搅拌；
步骤五，将所述镁基复合磁性悬浊液进行过滤、清水洗涤、真空干燥和打散后得到镁基复合磁性絮凝剂；
所述中控模块设置有预设溶液密度矩阵A0，设定A0(Amin,Amax),其中，Amin表示预设溶液最低密度,Amax表示预设溶液最高密度，Amin＜Amax；
当所述搅拌器搅拌时，所述密度检测仪测得的实际溶液密度记为A，所述中控模块将实际溶液密度A与预设溶液密度矩阵A0中的参数进行比较：
若Amin≤A≤Amax，所述中控模块判定密度符合标准并控制温度调节阀升高温度；
若A＜Amin，所述中控模块判定密度不符合标准并控制所述第一加料口往所述反应器内加入镁盐溶液；
若A＞Amax，所述中控模块判定密度不符合标准并控制所述第二加料口往所述反应器内加入无机磁性粉体。


2.根据权利要求1所述的镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺，其特征在于，所述中控模块还设置有预设溶液酸碱度矩阵P0和密度调节系数矩阵ε0；对于所述预设溶液酸碱度矩阵P0，设定PO(P1,P2,P3),其中，P1表示预设溶液第一酸碱度,P2表示预设溶液第二酸碱度,P3表示预设溶液第三酸碱度，P1＜P2＜P3；对于所述密度调节系数矩阵ε0，设定ε0(ε1，ε2，ε3，ε4)，其中，ε1表示第一密度调节系数，ε2表示第二密度调节系数，ε3表示第三密度调节系数，ε4表示第四密度调节系数，ε1＞ε2＞ε3＞ε4；
当A＜Amin时，所述中控模块控制酸碱度测量仪测量所述反应器内溶液的酸碱度并将测得的实际酸碱度记为P，测量完成后，中控模块将实际酸碱度P与预设溶液酸碱度矩阵P0中的参数进行比较：
若P＜P1，所述中控模块选用ε1计算第一密度差值；
若P1≤P＜P2，所述中控模块选用ε2计算第一密度差值；
若P2≤P＜P3，所述中控模块选用ε3计算第一密度差值；
若P≥P3，所述中控模块选用ε4计算第一密度差值；
当所述中控模块选用εi计算第一密度差值时，设定i＝1，2，3，4，中控模块计算第一密度差值△Aa，设定△Aa＝(Amin-A)×εi。


3.根据权利要求2所述的镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺，其特征在于，所述中控模块还设置有预设第一密度差值矩阵△Aa0和预设镁盐溶液增量矩阵ma0；对于所述第一密度差值矩阵△Aa0，设定△Aa0(△Aa1，△Aa2，△Aa3)，其中，△Aa1表示第一密度第一差值，△Aa2表示第一密度第二差值，△Aa3表示第一密度第三差值，△Aa1＜△Aa2＜△Aa3；对于所述预设镁盐溶液增量矩阵ma0，设定ma0(ma1,ma2,ma3,ma4),其中，ma1表示预设镁盐溶液第一增量,ma2表示预设镁盐溶液第二增量,ma3表示预设镁盐溶液第三增量,ma4表示预设镁盐溶液第四增量，ma1＜ma2＜ma3＜ma4；
当所述第一密度差值△Aa计算完成时，所述中控模块将其与预设第一密度差值矩阵△Aa0中的参数进行比较：
若△Aa＜△Aa1，所述中控模块将所述第一加料口的镁盐溶液增量设置为ma1；
若△Aa1≤△Aa＜△Aa2，所述中控模块将所述第一加料口的镁盐溶液增量设置为ma2；
若△Aa2≤△Aa＜△Aa3，所述中控模块将所述第一加料口的镁盐溶液增量设置为ma3；
若△Aa≥△Aa3，所述中控模块将所述第一加料口的镁盐溶液增量设置为ma4。


4.根据权利要求3所述的镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺，其特征在于，所述中控模块还设置有预设第二密度差值矩阵△Ab0和预设无机磁性粉体增量矩阵mb0；对于所述预设第二密度差值矩阵△Ab0，设定△Ab0(△Ab1，△Ab2，△Ab3,△Ab4),其中，△Ab1表示预设第二密度第一差值，△Ab2表示预设第二密度第二差值，△Ab3表示预设第二密度第三差值,△Ab4表示预设第二密度第四差值，△Ab1＜△Ab2＜△Ab3＜△Ab4；对于所述预设无机磁性粉体增量矩阵mb0，设定mb0(mb1,mb2,mb3,mb4),其中，mb1表示预设无机磁性粉体第一增量,mb2表示预设无机磁性粉体第二增量,mb3表示预设无机磁性粉体第三增量,mb4表示预设无机磁性粉体第四增量，mb1＜mb2＜mb3＜mb4；
当A＞Amax时，所述中控模块计算第二密度差值△Ab,设定△Ab＝A-Amax，计算完成后，中控模块将第二密度差值△Ab与预设第二密度差值矩阵△Ab0中的参数进行比较：
若△Ab＜△Ab1，所述中控模块将所述第二加料口的无机磁性粉体增量设置为mb1；
若△Ab1≤△Ab＜△Ab2，所述中控模块将所述第二加料口的无机磁性粉体增量设置为mb2；
若△Ab2≤△Ab＜△Ab3，所述中控模块将所述第二加料口的无机磁性粉体增量设置为mb3；
若△Ab3≤△Ab＜△Ab4，所述中控模块将所述第二加料口的无机磁性粉体增量设置为mb4；
若△Ab≥△Ab4，所述中控模块将所述第二加料口的无机磁性粉体增量设置为mb4+mb3+mb1。


5.根据权利要求4所述的镁基复合水处理絮凝剂的制备工艺，其特征在于，所述中控模块还设置有预设溶液标准温度矩阵Ha0和溶液温度增量矩阵Q0；对于所述预设溶液标准温度矩阵Ha0，设定Ha0(Ha1，Ha2，Ha3，Ha4)，其中，Ha1表示预设溶液第一标准温度，Ha2表示预设溶液第二标准温度，Ha3表示预设溶液第三标准温度，Ha4表示预设溶液第四标准温度，Ha1＜Ha2＜Ha3＜Ha4；对于所述溶液温度增量矩阵Q0，设定Q0(Q1,Q2,Q3,Q4),其中，Q1表示溶液温度第一增量,Q2表示溶液温度第二增量,Q3表示溶液温度第三增量,Q4表示溶液温度第四增量，Q1＜Q2＜Q3＜Q4；
当所述中控模块判定密度符合标准并控制温度调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙忠祥，
申请(专利权)人：大连亚泰科技新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21