一种高效水处理絮凝剂及其制备方法技术

本申请涉及污水处理的技术领域，具体公开了一种高效水处理絮凝剂及其制备方法。高效水处理絮凝剂由聚合氯化铝和聚硅酸混合组成，该高效水处理絮凝剂中，按摩尔比计算，Al:Si=(0.5～3):1；其制备方法为：将聚合氯化铝加入聚硅酸中，在18～22℃下搅拌8～12min，然后升温至26～28℃，继续搅拌5～10min，得到预混液；将预混液在30～35℃的温度下，熟化2～5h，即得。本申请的高效水处理絮凝剂具有较高的除油率和COD去除率，絮凝效果好。絮凝效果好。

【技术实现步骤摘要】
一种高效水处理絮凝剂及其制备方法


[0001]本申请涉及污水处理领域，更具体地说，它涉及一种高效水处理絮凝剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类，其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂。自无机高分子絮凝剂出现以来，在许多国家都得到了不同程度的研究、生产和应用。
[0003]公开号为CN103833060A，公开日为2014年6月4日的中国专利公开了一种聚合氯化铝的生产方法，其制得的聚合氯化铝的COD去除率最高为68.9％。公开号为CN104761002A，公开日为2015年7月8日的中国专利公开了一种改性聚合硫酸铁的制备工艺，其制得的改性聚合硫酸铁的COD去除率为65.3％。公开号为CN112479329A，公开日为2021年3月12日的中国专利公开了一种聚硅酸铁复合絮凝剂的制备方法，其制得的聚硅酸铁的COD去除率为66.3％。
[0004]针对上述中的相关技术，专利技术人发现，无机高分子絮凝剂的絮凝效果仍有待提高。

技术实现思路

[0005]为了提高水处理剂的絮凝效果，提高水处理剂的去污效率，本申请提供一种高效水处理絮凝剂及其制备方法。
[0006]第一方面，本申请提供一种高效水处理絮凝剂，采用如下的技术方案：一种高效水处理絮凝剂，由聚合氯化铝和聚硅酸混合组成；所述高效水处理絮凝剂中，按摩尔比计算，Al:Si＝(0.5～3):1。
[0007]通过采用上述技术方案，聚合氯化铝和聚硅酸均为无机高分子絮凝剂，将二者结合通过物理交联得到聚硅酸氯化铝，并通过控制Al与Si的摩尔比，来充分发挥水处理絮凝剂聚硅酸氯化铝的絮凝效果。
[0008]由性能检测可知，本申请的高效水处理絮凝剂具有较高的除油率及COD去除率，且絮凝速率较快，在搅拌完毕静置30min后即可基本达到最终絮凝效果。相比于聚合氯化铝和聚硅酸等其他无机高分子絮凝剂而言，其絮凝效果和絮凝速率均有不同程度的提升。
[0009]当Al的摩尔占比低于上述范围时，由于絮凝剂中Al
3+
较少，降低了絮凝剂的电荷量，从而降低了絮凝效果；当Al的摩尔占比高于上述范围时，大量的Al
3+
会吸附在悬浮颗粒物表面，从而使得悬浮颗粒物带正电荷，受静电排斥作用而导致絮凝剂的絮凝效果降低。
[0010]优选的，所述高效水处理絮凝剂中，按摩尔比计算，Al:Si＝(0.7～1.2):1。
[0011]通过采用上述技术方案，通过对絮凝剂中Al和Si摩尔比的进一步优化，提高了絮凝剂的絮凝效果，使得絮凝剂的除油率和COD去除率明显提高。经性能检测可知，当Al和Si的摩尔比在上述范围时，60min除油率可达67.23～69.12％，60minCOD去除率可达76.25～78.01％。其中，Al与Si的最优摩尔比为1:1。
[0012]优选的，所述聚合氯化铝的制备方法为：将铝箔酸与铝酸钙粉按重量比(4～9):1混合，并在90～100℃下搅拌混匀，即得。
[0013]通过采用上述技术方案，本申请通过使用工业废弃物铝箔酸制备聚合氯化铝，不仅降低了原料成本，还将工业废弃物进行了再生利用，有利于环保。通过控制铝箔酸与铝酸钙粉的重量比，保证了制得的聚合氯化铝的眼季度和Al2O3含量，从而保证了聚合氯化铝以及最终产品高效水处理絮凝剂的絮凝效果。
[0014]优选的，所述聚合氯化铝的制备方法中，所述铝箔酸与铝酸钙粉混合重量比为(4～6):1。
[0015]通过采用上述技术方案，通过对聚合氯化铝制备过程中的铝箔酸与铝酸钙粉配比的进一步优化，进一步提高了水处理絮凝剂的絮凝效果，经性能检测可知，60min除油率可达67.15～70.19％，60minCOD去除率可达76.55～78.87％。
[0016]优选的，所述聚合氯化铝的盐基度为50～80％；Al2O3的含量为10～12％。
[0017]通过采用上述技术方案，将聚合氯化铝的盐基度和Al2O3含量控制在上述范围，可保证聚合氯化铝以及聚硅酸氯化铝的絮凝效果。
[0018]优选的，所述聚硅酸的制备方法为：将硅酸钠与去离子水混合得到混合液，控制混合液中SiO2的含量为2～4％，后调节pH至4～8，在20～40℃下保温反应，即得。
[0019]通过采用上述技术方案，通过控制混合液中SiO2含量，以及反应的pH和时间，进一步提高聚硅酸的聚合效果，从而保证了最终产物聚硅酸氯化铝的絮凝效果。
[0020]优选的，所述聚硅酸的制备方法中，控制混合液中SiO2的含量为2.2～2.5％。
[0021]通过采用上述技术方案，通过对聚硅酸制备过程中混合液SiO2含量的进一步优化，提高了水处理絮凝剂的絮凝效果。经性能检测可知，当混合液中SiO2含量在上述范围时，制得的絮凝剂的60min除油率可达71.01～72.79％，60minCOD去除率可达79.88～81.23％。
[0022]优选的，所述聚硅酸的制备方法中，调节pH至5～6。
[0023]通过采用上述技术方案，通过对聚硅酸反应pH的优化，使得聚硅酸的聚合更加充分，进而提高水处理絮凝剂的絮凝效果。当pH较低或较高时，均会对絮凝效果产生影响。
[0024]优选的，所述聚硅酸的制备方法中，保温反应的温度为28～32℃。
[0025]通过采用上述技术方案，通过对聚硅酸反应温度的优化，加快了聚硅酸的聚合速度，使制得的聚硅酸氯化铝具有更好的絮凝效果。
[0026]第二方面，本申请提供一种高效水处理絮凝剂的制备方法，采用如下的技术方案：一种高效水处理絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：S1，将聚合氯化铝加入聚硅酸中，在18～22℃下搅拌8～12min，然后升温至26～28℃，继续搅拌5～10min，得到预混液；S2，将预混液在30～35℃的温度下，熟化2～5h，即得。
[0027]通过采用上述技术方案，本申请通过分步阶段性升温搅拌，进一步提高了水处理絮凝剂的絮凝效果，同时提高了絮凝剂的絮凝速率。本申请的制备步骤过程简单，条件易于控制，可大规模工业化生产。
[0028]综上所述，本申请具有以下有益效果：1、由于本申请采用聚合氯化铝和聚硅酸为原料，二者通过物理交联的方式，得到
聚硅酸氯化铝水处理絮凝剂，制得的水处理絮凝剂具有较好的絮凝效果，经性能检测可知，60min除油率可达65％以上，60minCOD去除率可达75％以上，远高于相关技术中的无机絮凝剂，同时，絮凝速率较快，30min内即可达到较好的絮凝效果；2、本申请使用工业废弃物铝箔酸来制备聚合氯化铝，不仅降低了原料成本，还将废弃物资源进行了有效利用，实现了可持续发展，并且，在90～100℃的条件下即可制得聚合氯化铝，而同类产品多使用氢氧化铝在120℃下酸溶后，再和铝酸钙粉反应制得，由此可见，本申请的聚合氯化铝的制备方法还可降低能耗；3、本申请通过对聚硅酸制备方法中SiO2含量、反应pH以及反应温度的控制，使聚硅酸充分本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高效水处理絮凝剂，其特征在于，由聚合氯化铝和聚硅酸混合组成；所述高效水处理絮凝剂中，按摩尔比计算，Al:Si=(0.5～3):1。2.根据权利要求1所述的高效水处理絮凝剂，其特征在于，所述高效水处理絮凝剂中，按摩尔比计算，Al:Si=(0.7～1.2):1。3.根据权利要求1所述的高效水处理絮凝剂，其特征在于，所述聚合氯化铝的制备方法为：将铝箔酸与铝酸钙粉按重量比(4～9):1混合，并在90～100℃下搅拌混匀，即得。4.根据权利要求3所述的高效水处理絮凝剂，其特征在于，所述聚合氯化铝的制备方法中，所述铝箔酸与铝酸钙粉混合重量比为(4～6):1。5.根据权利要求3或4所述的高效水处理絮凝剂，其特征在于，所述聚合氯化铝的盐基度为50～80%；Al2O3的含量为10～12%。6.根据权利要求1所述的高效水处理絮凝剂，其特征在于，所述聚硅酸的制备方法为...

【专利技术属性】
技术研发人员：乐剑辉，金玉贇，陶敏健，
申请(专利权)人：上海成宙化工有限公司，
类型：发明
国别省市：