一種聚矽酸鋁鐵‑纖維素複合絮凝劑的製備方法與流程

2023-06-10 01:30:56 3

本發明涉及水處理淨水劑的技術領域，具體涉及一種聚矽酸鋁鐵-纖維素複合絮凝劑的製備方法。

背景技術：

絮凝沉澱法作為水處理領域最常用的方法，由於操作簡單、處理成本低等優勢備受青睞。絮凝的主要機制有電中和、吸附架橋、網捕卷掃等。無機絮凝劑電中和能力強，但投藥量大，有機絮凝劑吸附架橋能力強，但生物難降解。將無機絮凝劑和有機絮凝劑複合起來，結合兩者優勢，揚長避短。因此，複合絮凝劑的開發成了今後絮凝劑的發展趨勢。

本研究在聚矽酸中引入鋁鹽、鐵鹽、纖維素。加入適量鐵鹽可以加強絮凝劑的正電性，使Al和Fe的協同作用達到最佳。纖維素作為一種無毒無害的天然有機高分子物質，可以增大聚矽酸類絮凝劑的pH處理範圍，且不會造成二次汙染。兩者的引入減少了聚矽酸自聚現象的產生，增強了其穩定性。此外，聚矽酸和金屬元素可以通過工業水玻璃母液和煤灰粉中獲得，變廢為寶，採用了「以廢治廢」的治理汙染新思路。

技術實現要素：

針對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、鐵鹽、羧甲基纖維素鈉、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2%的羧甲基纖維素鈉水溶液在55-70℃條件下糊化1-2 h。

(3)將0.3-0.5 mol/L的鋁鹽、鐵鹽溶液以及纖維素水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，Fe/Si的摩爾比為0.04-0.1，纖維素/Si的質量比為0.15-0.3。

本發明的有益效果是:

纖維素是一種天然有機高分子物質，可完全降解，引入後使聚矽酸的pH處理範圍變大，加強了吸附架橋的能力，鐵的引入增強絮凝劑的正電性，提高沉降速度，適量的Zn和Al當協同作用達到最佳時，可大幅度提高絮凝性能。該製備方案的原材料獲取容易，可以通過工業廢料製備，綠色環保。

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5 h，製得聚矽酸溶液備用；配製0.4 mol/L的硫酸鋁、硫酸鐵水溶液備用；配製質量分數2%的羧甲基纖維素鈉水溶液，55℃下水浴攪拌糊化1小時備用；取7 ml硫酸鋁溶液、1 ml硫酸鐵溶液和2 ml羧甲基纖維素鈉溶液加到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10 h，製得聚矽酸溶液備用；配製0.4 mol/L的硫酸鋁、硫酸鐵水溶液備用；配製質量分數2%的羧甲基纖維素鈉水溶液，60℃下水浴攪拌糊化1小時備用；取6 ml硫酸鋁溶液、0.6 ml硫酸鐵溶液和0.4 ml羧甲基纖維素鈉溶液加到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。