【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于污水处理，具体涉及一种含聚氯化铝的水处理剂及其制备方法。
技术介绍
1、近年来随着人口的持续增长和经济的不断发展，人们对水资源的需求也越来越大，随之而来的是水资源紧缺问题。生活污水和工业废水的排放带来了严重的环境污染问题，同时也是水资源的极大浪费，对污水净化处理后进行重复利用无疑具有非常重要的意义。
2、混凝沉淀是污水处理的重要环节，具体是通过混凝剂的作用将颗粒物、悬浮物、胶体等杂质从污水中去除。混凝剂是混凝沉淀步骤的关键所在。聚氯化铝是一种常见的混凝剂，其作用机理为：压缩双电层、吸附电中和、吸附架桥、网捕。
3、但是，现有的聚氯化铝制备工艺都比较复杂，产品稳定性差，污水处理效果难以保证，限制了聚氯化铝的推广使用。
4、另外，污水在加入聚氯化铝混凝剂时，需要转运至沉淀池内，在混凝剂的作用下形成混凝物，凭借自身重力缓慢沉淀，沉淀效率非常低，而且，在后续处理时，需要将沉淀池中的水全部排出，再利用专业的打捞/清淤设备进行处理，污水处理时间较长，限制了大规模应用。
5、专利申请cn112250154a公开了一种高混凝效果聚氯化铝的制备方法，是以盐酸、高岭土等作为原料，通过特殊结构的反应釜进行充分反应，获得聚氯化铝产品，混凝效果尚可，但仍然没有克服污水处理效率低这一技术问题。
6、专利申请cn103738991a公开了一种聚氯化铝的制备方法，先将铝矾土在1200-1500°c下灼烧0.5-2h，粉碎；再将铝矾土粉和铝酸钙粉加入反应釜，向反应釜中加入25-30%的盐酸
7、人们发现依靠单一的聚氯化铝很难获得更好的混凝效果，于是将聚氯化铝与其他成分复配使用，专利申请cn1084140a公开了一种制备聚氯化铝的方法，采用盐酸对铝矾土一步酸溶并使其生成物与氧化铁及硫酸反应的生成物在适当的条件下进行反应聚合。该专利技术的主要问题是制备时间长，聚合时间长达4天，严重影响了其推广使用。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的在于提供一种含聚氯化铝的水处理剂及其制备方法，工艺简单，混凝效果好，污水处理效率高。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种含聚氯化铝的水处理剂，是通过以下重量份的组分混合制成的：聚氯化铝10份，聚硅铁5～6份，聚合铁/铝复合胶体8～10份，碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物1～2份；其中，所述聚合铁/铝复合胶体是以氯化亚铁溶液和氯化铝溶液为原料，经微波反应而得；所述碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物是将短切碳纤维利用聚醚胺进行表面改性获得改性碳纤维，接着将改性碳纤维与端环氧基烯丙基封端聚醚经环氧开环反应制备得到。
4、优选的，所述聚合铁/铝复合胶体的制备方法如下：先将0.2～0.3mol/l氯化亚铁溶液和0.2～0.3mol/l氯化铝溶液按照体积比1：3～4混合均匀，接着利用0.2～0.3mol/l氢氧化钠溶液调节ph=2，800～1000w微波处理，静置陈化8～10小时即得。
5、进一步优选的，微波处理采用间歇式，每反应2分钟停止1分钟，如此循环直至累加反应时间为10～20分钟。
6、优选的，所述改性碳纤维的制备方法如下：
7、（a）先将短切碳纤维加入过硫酸钾-硝酸银混合水溶液中，氧化反应，得到氧化碳纤维；
8、（b）然后将氧化碳纤维加入聚醚胺溶液，加热反应，后处理，即得所述的改性碳纤维。
9、进一步优选的，步骤（a）中，短切碳纤维与过硫酸钾-硝酸银混合水溶液的用量比为0.1g：35ml～45ml，所述混合水溶液包含过硫酸钾、硝酸银的浓度分别为0.1～0.2mol/l、0.002～0.003mol/l；氧化反应的工艺条件为：75～85℃搅拌反应100～150分钟；氧化反应结束后离心取沉淀，蒸馏水洗涤3～4次。
10、进一步优选的，步骤（b）中，氧化碳纤维与聚醚胺溶液的用量比为0.1g：40ml～50ml，所述聚醚胺溶液是将n,n '-二环己基碳二亚胺、聚醚胺加入n,n-二甲基甲酰胺中，搅拌混匀而得，其中，n,n '-二环己基碳二亚胺、聚醚胺、n,n-二甲基甲酰胺的质量比为1：1：1。
11、进一步优选的，步骤（b）中，加热反应的工艺条件为：160～170℃搅拌反应18～20小时。
12、进一步优选的，步骤（b）中，后处理包括：无水乙醇洗涤3～4次，70～80℃真空干燥18～20小时。
13、优选的，改性碳纤维与端环氧基烯丙基封端聚醚的质量比为1：2～3，所述环氧开环反应的工艺条件为：70～80℃搅拌反应2～3小时。
14、优选的，环氧开环反应结束后离心取沉淀即可。
15、前述一种含聚氯化铝的水处理剂的制备方法，具体步骤如下：按照配方量，先将聚氯化铝、聚硅铁与聚合铁/铝复合胶体搅拌混匀，接着加入碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物，搅拌混匀，得到预混料，湿法球磨，真空干燥即得。
16、优选的，湿法球磨时向预混料中加入等质量的水，球磨时间为1～2小时。
17、优选的，真空干燥的工艺条件为：80～90℃真空干燥5～6小时。
18、与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：
19、本专利技术以聚氯化铝、聚硅铁、聚合铁/铝复合胶体、碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物等为原料，混合制成水处理剂。本专利技术制备方法简单，先将聚氯化铝、聚硅铁与聚合铁/铝复合胶体搅拌混匀，接着加入碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物，搅拌混匀，得到预混料，湿法球磨，真空干燥即得。本专利技术所得水处理剂的混凝效果好，污水处理效率高。
20、在本专利技术的原料中，聚氯化铝、聚硅铁均使用市购品即可，没有特殊要求，避免了繁琐的制备过程，大大提高了水处理剂生产效率。剩余的两种原料，聚合铁/铝复合胶体和碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物，为自行制备。
21、其中，聚合铁/铝复合胶体是以氯化亚铁溶液和氯化铝溶液为原料，经微波反应而得。聚合铁/铝复合胶体可以促进聚氯化铝、聚硅铁的充分混合，增强各自的吸附、网捕作用，协同改善混凝效果。
22、所述碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物是将短切碳纤维利用聚醚胺进行表面改性获得改性碳纤维，接着将改性碳纤维与端环氧基烯丙基封端聚醚经环氧开环反应制备得到。短切碳纤维本身具有较大的比表面积，吸附作用强，本专利技术将短切碳纤维进行表面修饰处理后进一步增强吸附作用，而且，与其他组分复配，进一步改善混凝效果，提高污水处理效率。
23、在制备时，先将聚氯化铝、聚硅铁与聚合铁/铝复合胶体搅拌混匀，充分混匀后再与碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物混合球磨，有利于各组分的充分混合，保证产品混凝效果。
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1.一种含聚氯化铝的水处理剂，其特征在于，是通过以下重量份的组分混合制成的：聚氯化铝10份，聚硅铁5～6份，聚合铁/铝复合胶体8～10份，碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物1～2份；其中，所述聚合铁/铝复合胶体是以氯化亚铁溶液和氯化铝溶液为原料，经微波反应而得；所述碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物是将短切碳纤维利用聚醚胺进行表面改性获得改性碳纤维，接着将改性碳纤维与端环氧基烯丙基封端聚醚经环氧开环反应制备得到。
2.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于，所述聚合铁/铝复合胶体的制备方法如下：先将0.2～0.3mol/L氯化亚铁溶液和0.2～0.3mol/L氯化铝溶液按照体积比1：3～4混合均匀，接着利用0.2～0.3mol/L氢氧化钠溶液调节pH=2，800～1000W微波处理，静置陈化8～10小时即得。
3.根据权利要求2所述的水处理剂，其特征在于，微波处理采用间歇式，每反应2分钟停止1分钟，如此循环直至累加反应时间为10～20分钟。
4.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于，所述改性碳纤维的制备方法如下：
5.根据权利要求4所述的水处
6.根据权利要求4所述的水处理剂，其特征在于，步骤（B）中，氧化碳纤维与聚醚胺溶液的用量比为0.1g：40mL～50mL，所述聚醚胺溶液是将N,N '-二环己基碳二亚胺、聚醚胺加入N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌混匀而得，其中，N,N '-二环己基碳二亚胺、聚醚胺、N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1：1：1。
7.根据权利要求4所述的水处理剂，其特征在于，步骤（B）中，加热反应的工艺条件为：160～170℃搅拌反应18～20小时；
8.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于，改性碳纤维与端环氧基烯丙基封端聚醚的质量比为1：2～3，所述环氧开环反应的工艺条件为：70～80℃搅拌反应2～3小时。
9.权利要求1～8中任一项所述水处理剂的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：按照配方量，先将聚氯化铝、聚硅铁与聚合铁/铝复合胶体搅拌混匀，接着加入碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物，搅拌混匀，得到预混料，湿法球磨，真空干燥即得。
10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，湿法球磨时向预混料中加入等质量的水，球磨时间为1～2小时；
...【技术特征摘要】
1.一种含聚氯化铝的水处理剂，其特征在于，是通过以下重量份的组分混合制成的：聚氯化铝10份，聚硅铁5～6份，聚合铁/铝复合胶体8～10份，碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物1～2份；其中，所述聚合铁/铝复合胶体是以氯化亚铁溶液和氯化铝溶液为原料，经微波反应而得；所述碳纤维-聚醚胺-聚醚复合物是将短切碳纤维利用聚醚胺进行表面改性获得改性碳纤维，接着将改性碳纤维与端环氧基烯丙基封端聚醚经环氧开环反应制备得到。
2.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于，所述聚合铁/铝复合胶体的制备方法如下：先将0.2～0.3mol/l氯化亚铁溶液和0.2～0.3mol/l氯化铝溶液按照体积比1：3～4混合均匀，接着利用0.2～0.3mol/l氢氧化钠溶液调节ph=2，800～1000w微波处理，静置陈化8～10小时即得。
3.根据权利要求2所述的水处理剂，其特征在于，微波处理采用间歇式，每反应2分钟停止1分钟，如此循环直至累加反应时间为10～20分钟。
4.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征在于，所述改性碳纤维的制备方法如下：
5.根据权利要求4所述的水处理剂，其特征在于，步骤（a）中，短切碳纤维与过硫酸钾-硝酸银混合水溶液的用量比为0.1g：35ml～45ml，所述混合水溶液包含过硫酸钾、硝酸银的浓度分别为0...
【专利技术属性】
技术研发人员：卢正洪，张越峰，梁艳峰，
申请(专利权)人：太仓市业洪净水新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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