一種新型聚矽酸鋁鋅‑澱粉複合絮凝劑的製備方法與流程

2023-07-11 18:33:31

本發明涉及一種水處理劑的製備方法，具體是一種新型的聚矽酸鋁鋅-澱粉複合絮凝劑的製備方法。

背景技術：

隨著我國經濟的發展，水資源汙染問題日漸突出，汙水處理也受到了更多重視。絮凝沉澱法作為處理水汙染問題最常用的方法，具有成本低廉、工藝簡單等諸多有點。目前使用最多的是無機絮凝劑和有機絮凝劑。無機高分子絮凝劑價格低廉，電中和能力強，但所需投藥量大。有機絮凝劑雖然吸附架橋能力強，投藥計量小，但價格較高且生物難降解。製備成本、環境友好不可兼得。為了克服傳統絮凝劑的一些缺點，將通過複合將無機有機結合起來，開發一種經濟高效且安全的絮凝劑尤為重要。

本研究在聚矽酸中引入鋁鹽、鋅鹽、澱粉。聚矽酸可以通過工業水玻璃母液獲得，採用了「以廢治廢」的治理汙染新思路。澱粉是一種價格低廉、無毒無害的天然有機高分子，可完全降解，與聚矽酸鋁鋅鹽複合後可以改變原絮凝劑的分子結構，提高吸附網捕懸浮粒子的能力，從而提高絮凝性能。

技術實現要素：

為了克服現有絮凝劑存在的上述不足，本發明提供一種高效、價格低廉、環保的絮凝劑的製備方法，以矽酸鈉、鋁鹽、鋅鹽、澱粉、硫酸為主要原料，技術方案如下：

(1)配製質量分數0.1-0.2 mol/L的矽酸鈉水溶液，用20%的硫酸調pH至1-2，25-50 ℃水浴攪拌2 h並於室溫靜置熟化。

(2)將質量分數約10%的澱粉水溶液在60-70 ℃條件下糊化1-2 h。

(3)將0.3-0.5 mol/L的鋁鹽、鋅鹽溶液以及澱粉溶液按照一定比例加入製備好的聚矽酸中，25-50 ℃水浴攪拌2 h，室溫靜置熟化5-12 h。其中Al/Si的摩爾比為0.3-0.6，Zn/Si的摩爾比為0.04-0.07，澱粉/Si的質量比為0.75-1.25。

相比現有技術，本發明具有如下優點:

澱粉是一種天然有機高分子物質，無毒無害、可完全降解。澱粉的引入改變了聚矽酸金屬鹽的結構，使其更容易吸附架橋。Al3+、Zn2+離子會促進絮凝劑鏈網狀結構的生成，增加卷掃作用，增大了絮體粒徑。該絮凝劑兼具無機絮凝劑的電中和作用和有機絮凝劑的架橋網捕作用。具有絮凝效果好、沉降速度快、製備簡單、安全環保等優勢。

具體實施方式

實施例1

配製0.1 mol/L的矽酸鈉溶液，緩慢滴加入質量分數為20%的硫酸溶液調節pH至2，水浴加熱攪拌2 h，靜置熟化8 h，製得聚矽酸溶液備用；配製0.4 mol/L的硫酸鋁、硫酸鋅水溶液備用；配製質量分數10%的澱粉水溶液，60 ℃下水浴攪拌糊化1 h備用；取7 ml硫酸鋁溶液、0.8 ml硫酸鋅溶液和1.2 ml澱粉溶液加到50 ml聚矽酸鋁溶液中，25 ℃水浴攪拌2 h，室溫靜置熟化6 h，即得產品。

實施例2

配製0.2 mol/L的矽酸鈉溶液，緩慢滴加入質量分數為20%的硫酸溶液調節pH至1.5，水浴加熱攪拌2 h，靜置熟化12 h，製得聚矽酸溶液備用；配製0.4 mol/L的硫酸鋁、硫酸鋅水溶液備用；配製質量分數10%的澱粉水溶液，65 ℃下水浴攪拌糊化1 h備用；取10 ml硫酸鋁溶液、1.4 ml硫酸鋅溶液和3 ml澱粉溶液加到50 ml聚矽酸鋁溶液中，40 ℃水浴攪拌2 h，室溫靜置熟化12 h，即得產品。