一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑的製備方法
2023-05-09 13:55:46 2
一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑的製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑的製備方法，屬於環保工程絮凝劑合成領域。其製備方法是在室溫下分別將鋁鹽和鋅鹽配置成一定濃度溶液，並按一定的鋅鋁質量百分比混合，在磁力加熱攪拌器上緩慢滴加一定濃度的pH調節劑溶液，攪拌15~30min，得到穩定的澄清無色聚合鋁鋅複合絮凝劑，於50℃乾燥，製成半結晶狀白色固體。該絮凝劑具有加藥量低、礬花大且密實、沉降速度快、鋁金屬離子殘留少的優點，穩定時間達1年。本發明所製備的絮凝劑可用作飲用水、原水、廢水處理的絮凝劑使用，無毒副作用。本發明生產工藝簡單、生產設備簡單、生產成本低、絮凝效果好、投資成本小等特點。
【專利說明】一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑的製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及環境與化學【技術領域】，具體涉及一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑的製備方法。
【背景技術】
[0002]無機高分子絮凝劑是1960年代後發展起來的新一代絮凝劑，以其比傳統無機鹽絮凝劑硫酸鋁、氯化鐵等更優異的性能，比有機高分子絮凝劑聚丙烯醯胺等更低廉價格，逐漸成為主流絮凝劑。
[0003]同時，隨著絮凝技術的不斷發展，高效複合型絮凝劑的研製與開發逐步成為當前絮凝劑研究的熱點:不僅要求絮凝劑除具有優良的絮凝性能外，而且還應該具有殺菌、脫色、緩蝕等多種功能。為解決上述問題，需要研究和開發各種複合型無機高分子絮凝劑，其中多核聚鋁複合型絮凝劑成為一個研究熱點。它是在聚鋁的基礎上引入高電荷離子等，依據金屬離子間的協同增效作用，提高其絮凝效果。金屬鹽之間的相互影響聚合，除具有單核無機高分子絮凝劑的共同優點外，因異核金屬離子的交錯排列能形成更長、更穩定的分子鏈，一方面增加其聚合度和分枝程度，提高其網捕作用；另一方面金屬離子的引入增加所帶電荷，增加其吸附電中和能力，因而在加入的試劑量少於現用常規試劑的時候，卻比常規試劑具有更聞的效率。
[0004]水處理中常以鋁鹽做混凝劑，但殘留鋁會對人體有害，導致出現鋁中毒病症，對水生生物、植物也有毒性效應 。經有關食品衛生監督所檢驗，含鋅類絮凝劑屬無毒劑。含鋅類絮凝劑產品用於水處理，殘留的鋅不會超標，更不會對人體有害，而是對人體有益的微量元素。因此，在水處理系統中，鋅鹽又是一種常用的、極好的緩蝕劑，它成膜迅速、成本低。因此，近年出現的新型含鋅絮凝劑 ，具有安全無毒、無腐蝕等優點，成為研究的一個熱點。
【發明內容】
[0005]本發明採用在鋁鹽與鋅鹽水溶液中加pH調節劑的方法製備無機高分子絮凝劑，目的在於所製備的絮凝劑可用作飲用水、原水、廢水處理的絮凝劑使用，無毒副作用，且發明的生產工藝簡單、生產設備簡單、生產成本低、絮凝效果好、投資成本小。
[0006]本發明通過以下方案實現:
一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑的製備方法:室溫下分別將硫酸鋁和硫酸鋅配置成水溶液，得到硫酸鋁水溶液和鋅鹽水溶液，混合，在磁力加熱攪拌器上滴加pH調節劑水溶液，攪拌15~30 min，靜置0.5tT6h得到穩定的聚合鋁鋅複合絮凝劑水溶液；絮凝劑水溶液為澄清透明液體，於50°C乾燥，製成半結晶狀白色固體，即所述聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑。
[0007]進一步改進的，所述鋁鹽水溶液中鋁的質量百分比濃度為3%~15% ;所述鋅鹽水溶液中鋅的質量百分比濃度為0.1%~1.0%。
[0008]進一步改進的，所述pH調節劑水溶液的質量濃度為45%~55%.進一步改進的，所述的pH調節劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。[0009]進一步改進的，所述的複合絮凝劑水溶液是由鋅鹽水溶液、鋁鹽水溶液、pH調節劑水溶液組成，各組分加入量按重量份數計為:鋅鹽水溶液30-50份，鋁鹽水溶液40-60份，pH調節劑水溶液10-40份。
[0010]相對於現有產品，本發明具有如下優點:
本發明通過上述經研究得出的關鍵工藝條件和參數製備的複合絮凝劑，是一種高效新型無機高分子絮凝劑，在所述的工藝參數下製得的絮凝劑處理水質PH在8-11範圍內均具有很好的絮凝效果，而且形成的絮凝體大而密實，沉降速度快，投加量少，而且保質期更長。與傳統的聚合鋁鹽絮凝劑相比，採用上述製備工藝得到的絮凝劑具有更高的COD去除率和更低的餘鋁含量，從處理廢水成本來看，具有較好的經濟效益。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0011]圖1為實施例製備產品掃描電鏡圖。
[0012]圖2為實施例製備產品的紅外光譜圖。
[0013]【具體實施方式】[0014]以下通過實施例對本發明作進一步說明。但本發明要求保護的範圍並不局限性於實施例表示的範圍。
[0015]實施例1:
室溫下分別將40份質量百分比濃度為0.5%的硫酸鋅水溶液和60份質量百分比濃度為10%的硫酸鋁水溶液混合，在磁力加熱攪拌器上滴加15份濃度為50%的氫氧化鈉水溶液，攪拌30 min，靜置0.5h得到澄清的聚合氯化鋁鋅複合絮凝劑，於50°C乾燥，製成半結晶狀白色固體，即一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑。
[0016]實施例2:
室溫下分別將50份質量百分比濃度為1%的硫酸鋅水溶液和60份質量百分比濃度為15%的硫酸鋁水溶液混合，在磁力加熱攪拌器上滴加25份濃度為50%的氫氧化鈉水溶液，攪拌30 min，靜置2.0h得到澄清透明的聚合硫酸鋁鋅複合絮凝劑，於50°C乾燥，製成半結晶狀白色固體，即一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑。
[0017]實施例3:
室溫下分別將40份質量百分比濃度為0.75%的硫酸鋅水溶液和50份質量百分比濃度為10%的硫酸鋁水溶液混合,在磁力加熱攪拌器上滴加40份濃度為50%的氫氧化鉀水溶液，攪拌30 min，靜置6.0h得到澄清透明的聚合硫酸鋁鋅複合絮凝劑，於50°C乾燥，製成半結晶狀白色固體，即一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑。
[0018]實施例4:
室溫下分別將30份質量百分比濃度為1%的硫酸鋅水溶液和60份質量百分比濃度為10%的硫酸鋁水溶液混合，在磁力加熱攪拌器上滴加15份質量濃度為50%的氫氧化鈉水溶液，攪拌30 min，靜置0.5h得到澄清的聚合氯化鋁鋅複合絮凝劑，於50°C乾燥，製成半結晶狀白色固體，即一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑。
[0019]上述實例製得的聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑(如實例2)的電鏡掃描圖如圖1所示，把該複合絮凝劑分別用於澱粉廠廢水、糖紙廠廢水和酒精發酵液，實驗結果見表1:
【權利要求】
1.一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑的製備方法，其特徵在於，室溫下分別將硫酸鋁和硫酸鋅配置成水溶液，得到硫酸鋁水溶液和鋅鹽水溶液，混合，在磁力加熱攪拌器上滴加pH調節劑水溶液，攪拌15~30 min，靜置0.5tT6h得到穩定的聚合鋁鋅複合絮凝劑水溶液；絮凝劑水溶液為澄清透明液體，於50°C乾燥，製成半結晶狀白色固體，即所述聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑。
2.根據權利要求1所述的一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑的製備方法，其特徵在於，所述鋁鹽水溶液中鋁的質量百分比濃度為3%~15% ;所述鋅鹽水溶液中鋅的質量百分比濃度為0.1%~1.0%。
3.根據權利要求1所述的一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑的製備方法，其特徵在於，所述PH調節劑水溶液的質量濃度為45%~55%。
4.根據權利要求1所述的一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑的製備方法，其特徵在於，所述的pH調節劑為氫氧化鈉或氫氧化鉀。
5.根據權利要求1-4任一項所述的一種聚硫酸鋁鋅複合絮凝劑的製備方法，其特徵在於所述的複合絮凝劑水溶液是由鋅鹽水溶液、鋁鹽水溶液、PH調節劑水溶液組成，各組分加入量按重量份數計為:鋅鹽水溶液30-50份，鋁鹽水溶液40-60份，pH調節劑水溶液10-40份。
【文檔編號】C02F1/52GK103496771SQ201310462846
【公開日】2014年1月8日 申請日期:2013年9月30日 優先權日:2013年9月30日
【發明者】吳彥瑜, 彭曉春 申請人:環境保護部華南環境科學研究所