一種混凝劑的制備方法及其應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于絮凝劑制備技術(shù)領(lǐng)域，設(shè)及一種混凝劑的制備方法及其應(yīng)用，具體設(shè) 及一種用于水體中重金屬處理的混凝劑的制備方法及其應(yīng)用。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003] 混凝法是一種被廣泛使用的水處理方法，其具有高效、低廉、使用方便等優(yōu)點(diǎn)?；?凝劑是混凝法的核屯、，其質(zhì)量的優(yōu)劣將很大程度上決定水處理效果的好壞?；炷齽┲饕?為無機(jī)混凝劑、有機(jī)絮凝劑、微生物絮凝劑。而無機(jī)混凝劑又分為傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑和無機(jī)高 分子混凝劑。目前，普遍使用的無機(jī)高分子混凝劑主要為聚合侶鹽類混凝劑和聚合鐵鹽類 混凝劑。
[0004] 聚合氯化侶是一種應(yīng)用十分廣泛的無機(jī)高分子混凝劑。它主要通過吸附電中和、 壓縮雙電層、吸附架橋、網(wǎng)捕等作用，使水體中難W沉降的膠體顆粒脫穩(wěn)、碰撞、聚集、沉淀， W達(dá)到凈化水體的目的。其具有用量少、凈化水質(zhì)優(yōu)、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。聚合氯化侶的合成 方法按生產(chǎn)工藝的不同，可W分為酸溶法、堿溶法、中和法、熱解法、加壓反應(yīng)法、電滲析法、 電解法等?，F(xiàn)主要采用酸溶法來制備聚合氯化侶。
[000引 中國專利申請?zhí)朇N201210426527,發(fā)明名稱為"一種聚合氯化侶的生產(chǎn)方法"，公 開了一種W侶孤上和侶酸巧粉為原料，制備聚合氯化侶的方法。該方法具有生產(chǎn)過程簡單、 方便的特點(diǎn)。但其在反應(yīng)蓋中加熱至120°C左右，能耗較大，且容易對反應(yīng)蓋造成腐蝕；且 其還需加入雙氧水，增加了生產(chǎn)成本；侶孤±和侶酸巧粉往往含雜質(zhì)較多，生產(chǎn)過程中需考 慮除雜的問題；且其反應(yīng)時(shí)間需要4小時(shí)左右，耗費(fèi)了大量時(shí)間成本。
[0006] 中國專利申請?zhí)朇N02120932,發(fā)明名稱為"生產(chǎn)聚合氯化侶的方法和裝置"。公開 了一種W鹽酸和氨氧化侶為原料生產(chǎn)聚合氯化侶的方法。其在反應(yīng)過程中吹入氯氣，使得 鹽酸和氨氧化侶在接近常溫和常壓的條件迅速發(fā)生反應(yīng)，生產(chǎn)聚合氯化侶。但此過程需引 入氯氣，會(huì)造成操作、保存、檢漏上的麻煩，而且氯氣成本較高，對設(shè)備腐蝕性較大。
[0007]中國專利申請?zhí)朇N201410101932，發(fā)明名稱為"一種聚合氯化侶混凝劑的制備方 法"。公開了一種W工業(yè)級氨氧化侶為原料，使其分步與氨氧化鋼、巧樣酸、鹽酸反應(yīng)制備聚 合氯化侶的方法。雖然該制備方法具有對設(shè)備腐蝕性小的特點(diǎn)，但在制備過程中加入了巧 樣酸。其增加了生產(chǎn)成本，而且在實(shí)際飲用水、污水處理過程中，如使用不當(dāng)，易造成處理水 體中COD反而升高，影響處理效果。
[0008] 因此，研發(fā)一種能耗較低、對設(shè)備腐蝕性較小、雜質(zhì)含量較低、生產(chǎn)方便、生產(chǎn)安全 性大的聚合氯化侶十分必要。另外，目前水體中重金屬污染問題引起的社會(huì)的廣泛關(guān)注。其 處理方法雖多，但往往處理成本較高，有的更存在二次污染問題。如果能研發(fā)一種混凝劑對 其有較好的去除效果，將對污染控制產(chǎn)生積極作用。
[0009]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種能耗低、對設(shè)備腐蝕性 小、穩(wěn)定性好、對重金屬具有較好去除效果的混凝劑的制備方法。
[0011] 本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述混凝劑的應(yīng)用。
[0012] 實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：一種混凝劑的制備方法，W工業(yè)級氨氧 化侶為主要原料，在高溫條件下與氨氧化鋼溶液反應(yīng)，形成透明溶液；待透明溶液冷卻至室 溫后，向其中加入鹽酸溶液，使反應(yīng)溶液的鹽基度（0H/A1比值）控制在2. 4~2. 7,并快速攬 拌，得到含有活性氨氧化侶凝膠的高鹽基度的聚合氯化侶混合溶液；待上述含有活性氨氧 化侶凝膠的高鹽基度的聚合氯化侶混合溶液混合均勻后，進(jìn)行加熱和陳化處理，得所述混 凝劑； 進(jìn)一步，上述混凝劑的制備方法，具體步驟包括： (1) 準(zhǔn)確稱取氨氧化侶與氨氧化鋼置于反應(yīng)容器中，并加入水，在攬拌的條件下，將反 應(yīng)體系升溫至微沸，完全反應(yīng)25~35min;其中，氨氧化侶與氨氧化鋼的質(zhì)量比為1. 5~1. 8 : 1，控制氨氧化鋼溶液的質(zhì)量濃度在50%~60%; (2) 待步驟（1)反應(yīng)后的溶液冷卻至室溫后，加入體積濃度為199(^28%的鹽酸溶液，控 制反應(yīng)溶液的鹽基度在2. 4~2. 7,并進(jìn)行攬拌，得到含有活性氨氧化侶凝膠的高鹽基度的聚 合氯化侶混合溶液； (3) 待步驟（2)所得氨氧化侶凝膠-聚合氯化侶混合溶液混合均勻后，在60~80°C下， 加熱0. 5~1小時(shí)；并在加熱后進(jìn)行陳化處理，陳化S天后，即得所述混凝劑。
[0013]采用上述方法制得的混凝劑用于水體中重金屬去除的應(yīng)用。
[0014]相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下有益效果： (1)本發(fā)明通過實(shí)驗(yàn)研究，限定使用體積濃度為199(^28%的鹽酸溶液進(jìn)行反應(yīng)，既避免 了當(dāng)鹽酸濃度大于28%時(shí)，酸堿反應(yīng)產(chǎn)生大量的熱量，導(dǎo)致所產(chǎn)生的氨氧化侶凝膠老化而 吸附活性降低；又避免了當(dāng)鹽酸濃度小于19%時(shí)，所得產(chǎn)品體積較大，不利于儲(chǔ)存和生產(chǎn)的 問題。
[0015] (2)本發(fā)明在綜合考慮當(dāng)加熱溫度大于80°C時(shí)，同樣需要加熱30min,但容易導(dǎo)致 所產(chǎn)生的氨氧化侶凝膠老化；而加熱溫度小于60°C時(shí)，反應(yīng)時(shí)間則延長至3小時(shí)，能耗較大 的基礎(chǔ)上，通過大量創(chuàng)造性的試驗(yàn)研究，優(yōu)選60~80°C的加熱溫度，在減小能耗的同時(shí)，避免 了氨氧化侶凝膠老化的問題，制備出具有更優(yōu)重金屬去除效果的混凝劑。
[0016] (3)本發(fā)明通過研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)加熱時(shí)間大于1小時(shí)，產(chǎn)品中侶形態(tài)發(fā)生較大轉(zhuǎn)化，最 具有混凝活性的Alb(或A1i3)的含量開始明顯減少；當(dāng)加熱時(shí)間小于0. 5小時(shí)，鹽酸與氨 氧化侶凝膠反應(yīng)不充分，高鹽基度的聚合氯化侶中Alb和A113未充分形成；并在此研究發(fā)現(xiàn) 之上，輔W試驗(yàn)限定了本發(fā)明的最優(yōu)的加熱時(shí)間為0.5~1小時(shí)，制得了對水體中重金屬和 COD都有較好的去除效果的混凝劑。
[0017] (4)本發(fā)明制備的混凝劑中所具有的氨氧化侶凝膠對水體中重金屬具有較好的吸 附作用，從而可W大大促進(jìn)水體中重金屬的去除；所具有的高鹽基度的聚合氯化侶具有較 好的混凝效率，進(jìn)一步使本發(fā)明混凝劑綜合處理效果更好。
[0018] (5)本發(fā)明制得的混凝劑可廣泛用于水體中重金屬的處理，對水體中重金屬、濁度 和COD都有較好的去除效果，去除率局。
[0019] (6)本發(fā)明混凝劑穩(wěn)定性較好，侶形態(tài)在6個(gè)月內(nèi)不發(fā)生較大的改變，使本發(fā)明有