一種低殘留飲用水處理用絮凝劑及其製備方法
2023-05-20 17:19:41 3
專利名稱：一種低殘留飲用水處理用絮凝劑及其製備方法
技術領域：
本發明涉及一種低殘留飲用水處理用絮凝劑及其製備方法。
背景技術：
目前人們已經認識到過量的攝入鋁，可幹擾人體大腦的記憶功能，造成老年性痴呆病；過量的鋁在骨骼中蓄積時，會致骨軟化；過量的鋁還會引起消化系統功能紊亂，妨礙正常的鈣、磷代謝，抑制機體內的抗氧化系統，引起多種疾病。為此，世界各國紛紛對飲用水中的鋁含量提出越來越嚴格的要求。而我國自來水廠普遍應用的是鋁鹽絮凝劑，飲用水中鋁的殘留量普遍大於我國制定的標準0. 2mg/L，對我國的居民身體健康構成潛在的威脅。研究表明自來水中殘餘鋁很大一部分來源於傳統鋁鹽絮凝劑的使用，且水中殘 餘鋁主要以溶解性鋁為主，並外加少量的懸浮態鋁。溶解性鋁主要由各種低分子量的鋁化合物組成，它們毒性大，在水體中的活性較高，不易通過化學絮凝沉澱去除，甚至水處理後續處理工藝中的沉澱、過濾都難以將它們去除。傳統鋁鹽絮凝劑因含有大量低分子量的鋁化合物，以至於絮凝處理水中含有較高的殘鋁量。複合絮凝劑是在聚鋁、鐵絮凝劑的基礎上發展起來的一類新型絮凝劑，其中一類聚矽酸鹽類複合絮凝劑，是將聚矽酸引入到聚鋁、鐵中，通過聚合反應合成新的化合物而製得的一種無機高分子複合絮凝劑。聚矽酸的引入，Si與Al之間的鍵合，使得絮凝劑中低分子量的鋁化合物即可溶解性的鋁化合物含量大大減少，直接減少水中可溶性殘餘鋁的來源；且聚矽酸所具有的空間網狀或支叉結構，使得合成的聚矽酸鋁絮凝劑具有較強的網捕卷掃能力以及吸附架橋能力，對水中的懸浮態鋁也有很好的去除效果。另外，聚矽酸鋁對水的濁度去除效果高於傳統鋁鹽絮凝劑，相同條件下降低了投藥量，進一步減少了水中殘餘鋁的來源。專利CN1042340A公開了以鋁酸鈉、矽酸鈉和硫酸鋁為主要原料製備聚合鹼式矽硫酸鋁，產物質量穩定，但是製備工藝複雜，且對反應條件要求苛刻，反應條件控制不當極易發生凝膠事故，導致整個生產失敗。專利CN1049323A、CN1050708A、CN1067031A報導了以鋁礬土、廢鋁屑或工業廢渣
等為原料製備聚矽酸鹽類複合絮凝劑的方法，這些方法都是以含鋁廢料為生產原料，變廢為寶，成本低，生產方法簡單。但是原料成分不能控制，影響聚合反應效果的因素眾多，產物
穩定差。
發明內容
本發明的目的在於提供一種低殘留飲用水處理用絮凝劑及其製備方法。本發明採取的技術方案為
一種低殘留飲用水處理用絮凝劑，由水玻璃、氯化鎂或硫酸鎂、硫酸鋁或氯化鋁、鋁酸鈉聚合而成，其液體產品含有Al2O3 7. 3 9. 2wt%，SiO2 0. 54 0. 68wt%，MgO 0. 12
0.15wt%o
上述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的製備方法，包括如下步驟
1)將原料分別溶於水，配成溶液；
2)取水玻璃溶液、硫酸鎂或氯化鎂溶液，混合攪拌均勻，調節pH值至9 10，得懸浮
液；
3)向懸浮液中加入硫酸鋁或氯化鋁溶液，在強烈攪拌下再加入鋁酸鈉溶液，得混合
液；
4)在攪拌下將混合液的溫度升至60 70°C，恆溫熟化，直到混合液變透明，冷卻，過濾，得無色透明的低殘留飲用水處理用絮凝劑。 優選的，製備過程中所用原料為水玻璃、氯化鎂、硫酸鋁、鋁酸鈉。優選的，製備過程中所用原料為水玻璃、硫酸鎂、氯化鋁、鋁酸鈉。優選的，步驟I)鋁酸鈉溶液的Al2O3含量為6. 2 19. 6wt%。優選的，步驟2)水玻璃溶液中SiO2與硫酸鎂或氯化鎂溶液中MgO的質量比為
4.3 4. 6 :1。優選的，步驟3)強烈攪拌的攪拌速度為7000 lOOOOrpm。本發明製備的液體產品還可以通過濃縮乾燥製成固體產品，需要使用時，再將固體產品稀釋成一定濃度的液體即可。本發明的有益效果是
本發明的絮凝劑綠色安全，處理後的水中殘餘鋁的量低，能夠完全達到我國有關城市供水水質的鋁含量標準要求，且投藥量小，出水濁度低，產品穩定。本發明原料來源廣泛，原料質量易於控制，更容易滿足工業化生產需要，產品質量更容易得到保證，更能確保產品對水的處理效果。本發明的製備方法，反應控制條件簡單，更利於工業化生產。本發明原料採用硫酸鋁或氯化鋁、硫酸鎂或氯化鎂，其中的氯離子對含矽聚合具有配位作用，增強了含矽類絮凝劑穩定性，硫酸根離子通過氫鍵把共聚體離子連接起來，增大了分子質量和大分子聚合物的穩定性，實現兩者優勢互補。本發明製備過程中，水玻璃與鎂鹽反應得到大量白色懸浮物到最後聚合反應時白色懸浮物又溶解，這一過程使矽酸與鋁鹽更好地結合，增大鋁、矽之間的結合量，同時減少絮凝劑中未與鋁鹽結合的游離矽的量，所得的產物更穩定。
具體實施例方式下面結合具體的實施例對本發明作進一步的說明，但並不局限如此。實施例I
一種低殘留飲用水處理用絮凝劑，由水玻璃、氯化鎂、硫酸鋁、鋁酸鈉聚合而成，其製備方法，包括如下步驟
1)分別將原料溶於水，配成SiO2含量為8wt%的水玻璃溶液，MgO含量為10wt%的氯化鎂溶液，Al2O3含量為9wt%的硫酸鋁溶液，Al2O3含量為6. 2 wt %的鋁酸鈉溶液；
2)室溫下，在帶有加熱攪拌裝置的反應釜中，加入33.8g水玻璃溶液，6. Og氯化鎂溶液，其中，SiO2 :MgO質量比為4. 5 :1，攪拌均勻，調節pH值至9. 5，得含有白色懸浮物的懸浮液；
3)向懸浮液中加入285.6g硫酸鋁溶液，在7500rpm的攪拌速度下，再加入174. 6g鋁酸鈉溶液，得混合液；
4)在200rpm的攪拌速度下，將混合液的溫度升至60°C，恆溫熟化，直到混合液變透明，冷卻，過濾，得無色透明的低殘留飲用水處理用絮凝劑。實施例I的絮凝劑中A1203、SiO2, MgO的質量含量以及其物性參數見表I。
權利要求
1.一種低殘留飲用水處理用絮凝劑，由水玻璃、氯化鎂或硫酸鎂、硫酸鋁或氯化鋁、鋁酸鈉聚合而成，其液體產品含有Al2O3 7. 3 9. 2wt%，SiO2 0. 54 0. 68wt%，MgO 0. 12 ·0.15wt%0
2.權利要求I所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的製備方法，包括如下步驟 1)將原料分別溶於水，配成溶液； 2)取水玻璃溶液、硫酸鎂或氯化鎂溶液，混合攪拌均勻，調節pH值至9 10，得懸浮液； 3)向懸浮液中加入硫酸鋁或氯化鋁溶液，在強烈攪拌下再加入鋁酸鈉溶液，得混合 液； 4)在攪拌下將混合液的溫度升至60 70°C，恆溫熟化，直到混合液變透明，冷卻，過濾，得無色透明的低殘留飲用水處理用絮凝劑。
3.根據權利要求2所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的製備方法，其特徵在於製備過程中所用原料為水玻璃、氯化鎂、硫酸鋁、鋁酸鈉。
4.根據權利要求2所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的製備方法，其特徵在於製備過程中所用原料為水玻璃、硫酸鎂、氯化鋁、鋁酸鈉。
5.根據權利要求2所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的製備方法，其特徵在於步驟1)鋁酸鈉溶液的Al2O3含量為6.2 19. 6wt%。
6.根據權利要求2所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的製備方法，其特徵在於步驟2)水玻璃溶液中SiO2與硫酸鎂或氯化鎂溶液中MgO的質量比為4.3 4. 6 :1。
7.根據權利要求2所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的製備方法，其特徵在於步驟3)強烈攪拌的攪拌速度為7000 lOOOOrpm。
全文摘要
本發明公開了一種低殘留飲用水處理用絮凝劑及其製備方法，該絮凝劑由水玻璃、氯化鎂或硫酸鎂、硫酸鋁或氯化鋁、鋁酸鈉聚合而成，其液體產品含有Al2O37.3～9.2wt%，SiO20.54～0.68wt%，MgO0.12～0.15wt%。本發明的絮凝劑綠色安全，絮凝出水中殘餘鋁的量低，且殘鋁量明顯低於傳統絮凝劑，處理後的水達到我國有關城市供水水質的鋁含量標準要求。本發明的絮凝劑投藥量小，出水濁度低，產品穩定。
文檔編號C02F1/52GK102718296SQ20121018617
公開日2012年10月10日 申請日期2012年6月7日 優先權日2012年6月7日
發明者張立武, 董永星, 蔣志飛, 譚銘卓 申請人:江門市慧信淨水材料有限公司