專利名稱：水處理用無機復(fù)合絮凝劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是用于工業(yè)廢水、生活污水等水處理的無機復(fù)合絮凝劑及其制備方法。
隨著工業(yè)的發(fā)展，為保護環(huán)境免受污染，對各種工業(yè)廢水及生活污水排放的標準不斷提高，對各種工業(yè)用水及生活用水的供水水質(zhì)要求也越來越高。這都對水處理也提出了越來越高和越來越迫切的要求。在各種水處理材料和方法中，使用最久，制造簡單方便，成本低廉因而最易大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)和使用的仍是無機型材料，其中以含堿式氯化鋁為主要有效成份的絮凝劑最為普遍。如中國專利90106151.4對此已有所介紹，并且也提供了一種由鋁酸鈣、鹽酸、氧化劑與水反應(yīng)所成的一種含堿式氯化鋁成分的絮凝劑。使用中發(fā)現(xiàn)該絮凝劑在COD、BOD及色度的脫除等方面仍有待提高，生產(chǎn)過程也有尚需改進之處。
本發(fā)明的目的在于提供一種水處理效果可進一步提高，生產(chǎn)更為簡單，因而成本更低的無機型復(fù)合絮凝劑。
本發(fā)明的水處理用復(fù)合絮凝劑仍以高分子聚合態(tài)的堿式氯化鋁為主要有效成分，同時還含有高分子聚合態(tài)的鐵、鈣、鎂化合物(包括堿式氯化物或/和堿式硫酸鹽)，并且特別還含有活性硅酸成分。其中各組分在絮凝劑中的含量(重量%)為聚合態(tài)堿式氯化鋁(以三氧化二鋁計)10～12，聚合態(tài)堿式多硫酸鐵(以氧化鐵計)1～2，聚合態(tài)堿式鈣鹽(以氧化鈣計)2～4，聚合態(tài)堿式鎂鹽(以氧鎂計)0.6～3，活性硅酸0.2～1，其余為水及少量可允許的雜質(zhì)。
本發(fā)明上述絮凝劑的制備，可以以鋁釩土、工業(yè)鹽酸，少量硫酸及水為原料，將20～30份(重量，以下同)鹽酸與2～6份硫酸混合后，將15～25份鋁釩土緩慢加入，攪拌，并不斷加入總量為50～70份的水，以防止暴沸沖釜，并用于控制該放熱反應(yīng)的溫度，保持不超過130℃為宜。攪拌反應(yīng)0.5～1.5小時后，繼續(xù)攪拌3～5小時，并可使其自然降溫，此為活性硅酸的活化處理階段。所得即為本發(fā)明所說的絮凝劑產(chǎn)品。鋁釩土原料中含有大量鋁、鈣、鐵、鎂成分及二氧化硅。經(jīng)過上述的酸處理過程，在形成具有絮凝劑作用的鋁、鈣、鐵、鎂的氯化物或/和硫酸鹽的高分子聚合物的同時，還形成了膠體狀的活性硅酸，這是本發(fā)明絮凝劑的重要特點之一。研究表明，延長活化階段的攪拌時間有利于提高活性硅酸的活化程度，同時為保持該活性硅酸在產(chǎn)品中的長期穩(wěn)定性，防止其水解生成硅酸鹽，應(yīng)盡可能減少溶液中鈉、鉀等堿金屬離子，尤其是在反應(yīng)階段減少這些離子的引入對增加其活化程度和提高活化穩(wěn)定性是十分有益的。
本發(fā)明絮凝劑中的活性硅酸在水處理時的絮凝過程中，由于其結(jié)構(gòu)中的羥基鏈能充分伸展，增強了吸附搭橋能力，對增大已形成的絮凝體體積有直接和重要的影響。試驗觀察表明，有此活性硅酸存在，可使絮凝體體積增大約10倍，即其直徑可由一般絮凝劑時的0.05～0.1毫米增大至0.8～1毫米，并且絮凝體顆粒堅實，可明顯加快沉降速度，沉降完全。如果能與聚丙烯酰胺等高分子助凝劑配合使用，可進一步使絮凝體體積直徑達3～5毫米。這對于處理如城市污水、自來水上水等高濁度水是有特別顯著的意義的。
除活性硅酸外，實驗結(jié)果還表明，本發(fā)明絮凝劑中其它成分含量的改變，也可改變某些方面的處理性能，因而可使其在處理某些特定的污水中有更強的針對性，例如，提高原料中的鋁釩土用量，增加產(chǎn)品中的鋁溶出率后，對處理造紙中段廢水和啤酒釀造廢水有較好的效果;增加絮凝劑中鎂成分的含量，則對處理印染、化纖廢水有利，可達到減少用量而提高效果的目的。
用含有以Al2O3計～12%的聚合堿式氯化鋁的本發(fā)明上述絮凝劑處理造紙中段廢水的結(jié)果與前述中國專利文獻報道數(shù)據(jù)的對比見表1。由表可見，除在BOD5的脫除率方面略低于文獻報道值外，其它指標大多高于文獻值。
用含有以MgO計為3%的聚合態(tài)堿式鎂鹽的本發(fā)明上述絮凝劑處理漂煉、染色印染廢水的試驗結(jié)果見表2。
用含有活性硅酸約0.8%的本發(fā)明上述絮凝劑處理城市生活污水的試驗結(jié)果見表3。
以上結(jié)果均表明本發(fā)明絮凝劑對多種廢水和污水的凈化處理效果都令人滿意，對環(huán)境保護有顯著的意義。
以下介紹的是作為本發(fā)明絮凝劑的實例，但其不應(yīng)視為是對本發(fā)明范圍構(gòu)成的限制。
例1
將20份(重量)工業(yè)鹽酸與6份濃硫酸混合置于反應(yīng)釜中，加入15份鋁釩土粉末，攪拌反應(yīng)，逐漸加水65份，以防止暴沸沖釜及控制反應(yīng)溫度不超過130℃，保溫反應(yīng)1小時后，自然降溫攪拌活化4～5小時，得絮凝劑終產(chǎn)品。成分指標檢測，產(chǎn)品中含三氧化二鋁10%(均為重量)，氧化鐵1.5%，氧化鎂0.7%，氧化鈣3%，活性硅酸1%，其它雜質(zhì)～2%，其余為水。此例的鋁鹽聚合度高，活性硅酸含量高，適宜處理城市污水及高濁度的自來水上水。
例2將鋁釩土20份與18份工業(yè)鹽酸和5份濃硫酸的混合物在反應(yīng)釜中攪拌反應(yīng)，方法同上例，共加水62份。保溫反應(yīng)半小時后，自然隆溫繼續(xù)攪拌活化3小時，得絮凝劑終產(chǎn)品。其中含有氧化鋁12%，氧化鐵1.8%，氧化鎂0.8%，氧化鈣3.5%，活性硅酸0.5%及少量雜質(zhì)，其余為水。此例絮凝劑中的鋁、鐵成分溶出率高，適用于造紙中段廢水和黑液及啤酒廢水和釀造廢水等COD較高的廢水。
例3原料及操作方法同上例，僅在原料中再加入2份MgO。所得產(chǎn)品的成分為氧化鋁12%，氧化鐵1.8%，氧化鎂3%，氧化鈣3.5%，活性硅酸0.5%，其余為少量雜質(zhì)及水。本例絮凝劑中的鎂含量高，尤適宜處理印染，化纖及染料業(yè)廢水。
表權(quán)利要求
1.一種含有鋁、鈣、鐵離子的堿式氯化物的無機高分子化合物成分用于水處理的復(fù)合絮凝劑，其特征在于組成為(重量%)以三氧化二鋁計的聚合態(tài)堿式氯化鋁 10～12以氧化鐵計的聚合態(tài)堿式硫酸鐵 1～2以氧化鈣計的聚合態(tài)堿式鈣鹽2～4以氧化鎂計的聚合態(tài)堿式鎂鹽0.6～3活性硅酸 0.2～1水余量。
2.一種如權(quán)利要求1所述的復(fù)合絮凝劑的制備方法，其特征在于將15～25份(均為重量)鋁釩土粉末投入20～30份鹽酸與2～6份濃硫酸的混合物中，攪拌反應(yīng)，反應(yīng)中不斷加入總量為50～70份的水，防止暴沸并維持反應(yīng)溫度≤130℃，反應(yīng)0.5～1.5小時后，在其自然降溫過程中繼續(xù)攪拌3～5小時。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所說的鹽酸為工業(yè)鹽酸。
全文摘要
本發(fā)明提供的是含有鋁、鈣、鐵、鎂等離子的聚合態(tài)堿式鹽的水處理用無機高分子絮凝劑，特別是其中還含有活性硅酸成分，有利于增大絮凝體體積及堅實程度，加快沉降速度，提高沉降率，使對多種工業(yè)或生活廢水、污水的凈化處理效果更為滿意。
文檔編號B01D21/01GK1079945SQ9311186
公開日1993年12月29日 申請日期1993年6月25日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月25日
發(fā)明者張關(guān)德 申請人:四川省物資貿(mào)易中心應(yīng)用技術(shù)研究所