專利名稱：一種低殘留飲用水處理用絮凝劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種低殘留飲用水處理用絮凝劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
目前人們已經(jīng)認(rèn)識到過量的攝入鋁，可干擾人體大腦的記憶功能，造成老年性癡呆?。贿^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(tǒng)功能紊亂，妨礙正常的鈣、磷代謝，抑制機體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)，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(yán)格的要求。而我國自來水廠普遍應(yīng)用的是鋁鹽絮凝劑，飲用水中鋁的殘留量普遍大于我國制定的標(biāo)準(zhǔn)0. 2mg/L，對我國的居民身體健康構(gòu)成潛在的威脅。研究表明自來水中殘余鋁很大一部分來源于傳統(tǒng)鋁鹽絮凝劑的使用，且水中殘 余鋁主要以溶解性鋁為主，并外加少量的懸浮態(tài)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(xué)絮凝沉淀去除，甚至水處理后續(xù)處理工藝中的沉淀、過濾都難以將它們?nèi)コ鹘y(tǒng)鋁鹽絮凝劑因含有大量低分子量的鋁化合物，以至于絮凝處理水中含有較高的殘鋁量。復(fù)合絮凝劑是在聚鋁、鐵絮凝劑的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一類新型絮凝劑，其中一類聚硅酸鹽類復(fù)合絮凝劑，是將聚硅酸引入到聚鋁、鐵中，通過聚合反應(yīng)合成新的化合物而制得的一種無機高分子復(fù)合絮凝劑。聚硅酸的引入，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余鋁的來源；且聚硅酸所具有的空間網(wǎng)狀或支叉結(jié)構(gòu)，使得合成的聚硅酸鋁絮凝劑具有較強的網(wǎng)捕卷掃能力以及吸附架橋能力，對水中的懸浮態(tài)鋁也有很好的去除效果。另外，聚硅酸鋁對水的濁度去除效果高于傳統(tǒng)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余鋁的來源。專利CN1042340A公開了以鋁酸鈉、硅酸鈉和硫酸鋁為主要原料制備聚合堿式硅硫酸鋁，產(chǎn)物質(zhì)量穩(wěn)定，但是制備工藝復(fù)雜，且對反應(yīng)條件要求苛刻，反應(yīng)條件控制不當(dāng)極易發(fā)生凝膠事故，導(dǎo)致整個生產(chǎn)失敗。專利CN1049323A、CN1050708A、CN1067031A報道了以鋁礬土、廢鋁屑或工業(yè)廢渣
等為原料制備聚硅酸鹽類復(fù)合絮凝劑的方法，這些方法都是以含鋁廢料為生產(chǎn)原料，變廢為寶，成本低，生產(chǎn)方法簡單。但是原料成分不能控制，影響聚合反應(yīng)效果的因素眾多，產(chǎn)物
穩(wěn)定差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種低殘留飲用水處理用絮凝劑及其制備方法。本發(fā)明采取的技術(shù)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(chǎn)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制備方法，包括如下步驟
1)將原料分別溶于水，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(diào)節(jié)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，恒溫熟化，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(yōu)選的，制備過程中所用原料為水玻璃、氯化鎂、硫酸鋁、鋁酸鈉。優(yōu)選的，制備過程中所用原料為水玻璃、硫酸鎂、氯化鋁、鋁酸鈉。優(yōu)選的，步驟I)鋁酸鈉溶液的Al2O3含量為6. 2 19. 6wt%。優(yōu)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(zhì)量比為
4.3 4. 6 :1。優(yōu)選的，步驟3)強烈攪拌的攪拌速度為7000 lOOOOrpm。本發(fā)明制備的液體產(chǎn)品還可以通過濃縮干燥制成固體產(chǎn)品，需要使用時，再將固體產(chǎn)品稀釋成一定濃度的液體即可。本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明的絮凝劑綠色安全，處理后的水中殘余鋁的量低，能夠完全達到我國有關(guān)城市供水水質(zhì)的鋁含量標(biāo)準(zhǔn)要求，且投藥量小，出水濁度低，產(chǎn)品穩(wěn)定。本發(fā)明原料來源廣泛，原料質(zhì)量易于控制，更容易滿足工業(yè)化生產(chǎn)需要，產(chǎn)品質(zhì)量更容易得到保證，更能確保產(chǎn)品對水的處理效果。本發(fā)明的制備方法，反應(yīng)控制條件簡單，更利于工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明原料采用硫酸鋁或氯化鋁、硫酸鎂或氯化鎂，其中的氯離子對含硅聚合具有配位作用，增強了含硅類絮凝劑穩(wěn)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(zhì)量和大分子聚合物的穩(wěn)定性，實現(xiàn)兩者優(yōu)勢互補。本發(fā)明制備過程中，水玻璃與鎂鹽反應(yīng)得到大量白色懸浮物到最后聚合反應(yīng)時白色懸浮物又溶解，這一過程使硅酸與鋁鹽更好地結(jié)合，增大鋁、硅之間的結(jié)合量，同時減少絮凝劑中未與鋁鹽結(jié)合的游離硅的量，所得的產(chǎn)物更穩(wěn)定。
具體實施例方式下面結(jié)合具體的實施例對本發(fā)明作進一步的說明，但并不局限如此。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，其制備方法，包括如下步驟
1)分別將原料溶于水，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(yīng)釜中，加入33.8g水玻璃溶液，6. Og氯化鎂溶液，其中，SiO2 :MgO質(zhì)量比為4. 5 :1，攪拌均勻，調(diào)節(jié)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，恒溫熟化，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(zhì)量含量以及其物性參數(shù)見表I。
權(quán)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(chǎn)品含有Al2O3 7. 3 9. 2wt%，SiO2 0. 54 0. 68wt%，MgO 0. 12 ·0.15wt%0
2.權(quán)利要求I所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的制備方法，包括如下步驟 1)將原料分別溶于水，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(diào)節(jié)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，恒溫熟化，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(jù)權(quán)利要求2所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的制備方法，其特征在于制備過程中所用原料為水玻璃、氯化鎂、硫酸鋁、鋁酸鈉。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的制備方法，其特征在于制備過程中所用原料為水玻璃、硫酸鎂、氯化鋁、鋁酸鈉。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的制備方法，其特征在于步驟1)鋁酸鈉溶液的Al2O3含量為6.2 19. 6wt%。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的制備方法，其特征在于步驟2)水玻璃溶液中SiO2與硫酸鎂或氯化鎂溶液中MgO的質(zhì)量比為4.3 4. 6 :1。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的低殘留飲用水處理用絮凝劑的制備方法，其特征在于步驟3)強烈攪拌的攪拌速度為7000 lOOOOrpm。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種低殘留飲用水處理用絮凝劑及其制備方法，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(chǎn)品含有Al2O37.3～9.2wt%，SiO20.54～0.68wt%，MgO0.12～0.15wt%。本發(fā)明的絮凝劑綠色安全，絮凝出水中殘余鋁的量低，且殘鋁量明顯低于傳統(tǒng)絮凝劑，處理后的水達到我國有關(guān)城市供水水質(zhì)的鋁含量標(biāo)準(zhǔn)要求。本發(fā)明的絮凝劑投藥量小，出水濁度低，產(chǎn)品穩(wěn)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(yōu)先權(quán)日2012年6月7日
發(fā)明者張立武, 董永星, 蔣志飛, 譚銘卓 申請人:江門市慧信凈水材料有限公司