CN101698484A

CN101698484A - 多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法

Info

Publication number: CN101698484A
Application number: CN200910233336A
Authority: CN
Inventors: 刘希邈; 李昌科; 张丽; 范志伟
Original assignee: NANTONG LIYUAN WATER INDUSTRY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: NANTONG LIYUAN WATER INDUSTRY TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Priority date: 2009-10-27
Filing date: 2009-10-27
Publication date: 2010-04-28

Abstract

本发明公开了多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法，其特征是包括如下步骤：将4-9重量份的硅酸钠，加到58-62重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件下，将所述的硅酸钠溶液加入到18-22重量份的质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，反应完全后生成pH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液，然后再将14-18重量份的无机盐和0.2-0.8重量份的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，静止熟化，即可制得多核式聚硅盐高效絮凝剂。该絮凝剂溶解迅速，在反应器中可以与水快速成分的混合，由于火山灰的比重较大，因此可以带动矾花的沉降，缩短了反应时间，大大提高了反应效率。

Description

多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种聚硅盐絮凝剂的制备方法，尤其涉及一种富含多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法。

背景技术

化学药剂絮凝沉淀是水处理技术中普遍使用的方法。该方法具有投资少、占地小、时间短、运行费用低、适应性广等特点。在水处理絮凝沉淀技术中，形成大而密实的矾花，并能促使矾花迅速沉降，是絮凝沉淀的关键技术之一。目前，絮凝剂存在的主要问题是：投药量大，造成药剂的大量浪费，形成的矾花不均匀，导致很多细小的矾花难以沉降，影响出水水质，沉降速度不均影响处理效率。因此应该提供一种新的技术方案来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种投药量小、节约资源，并且能够提高出水水质和系统的运行效率的絮凝剂的制备方法。

本发明采用的技术方案是：将4-9重量份的硅酸钠，加到58-62重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件下，将所述的硅酸钠溶液加入到18-22重量份质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，反应完全后生成pH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液，然后将14-18重量份的无机盐和0.2-0.8重量份的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，静止熟化，即可制得多核式聚硅盐高效絮凝剂。

进一步的，所述火山灰的粒径范围为0.01-0.5mm。火山灰即细微的火山碎屑物。由岩石、矿物、火山玻璃碎片组成，火山爆发时，岩石或岩浆被粉碎成细小颗粒，从而形成火山灰，常呈深灰、黄、白等色，质地坚硬，不溶于水。

更进一步的，所述无机盐包括：硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铝、氯化铁、聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁盐其中之一或两种或者两种以上任意比例的混合物。无机盐的含量与聚硅酸粒子的关系为：SiO₃ ^2-∶硅酸盐离子＝1∶1-1∶5，

制备硅酸的过程中，要控制硅酸的pH值为3.5-6.5，以有利于后续反应的顺利进行。

本发明制备的多核式聚硅盐高效絮凝剂呈果冻状，颜色因不同的无机盐而呈现不同的颜色，一般呈现为乳白色、黄褐色、橘红色等颜色，火山灰均匀的分布在果冻状液体中。与传统絮凝剂相比，本发明的优点是：在搅拌作用下，含有火山灰的絮凝剂均匀的分布在水中，起到助凝作用，使矾花快速形成，增加了矾花的密实度，矾花大小均一，有利于矾花的沉降，提高了絮体的沉降速度。避免了常规絮凝剂小矾花不沉降或沉降时间长的缺点。

具体实施方式

实施例1

将4重量份的硅酸钠，加到58重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件下，将所述的硅酸钠溶液加入到18重量份质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，反应完全后生成pH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液，然后再将14重量份的硫酸铝和0.2重量的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，其中火山灰的粒径为0.01mm，静止熟化，即可制得多核式聚硅盐高效絮凝剂。

实施例2

将6重量份的硅酸钠，加到60重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件下，将所述的硅酸钠溶液加入到20重量份质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，反应完全后生成pH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液，然后再将15重量份的硫酸铝和0.6重量的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，其中火山灰的粒径为3mm，静止熟化，即可制得多核式聚硅盐高效絮凝剂。

实施例3

将9重量份的硅酸钠，加到62重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件下，将所述的硅酸钠溶液加入到22重量份质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，反应完全后生成pH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液，然后再将18重量份的硫酸铝和0.8重量的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，其中火山灰的粒径为5mm，静止熟化，即可制得多核式聚硅盐高效絮凝剂。

实施例4

将6重量份的硅酸钠，加到60重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件下，将所述的硅酸钠溶液加入到20重量份质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，反应完全后生成pH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液，然后再将15重量份的硫酸铁和0.6重量的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，其中火山灰的粒径为3mm，静止熟化，即可制得多核式聚硅盐高效絮凝剂。

实施例5

将实施例4中的硫酸铁替换为硫酸亚铁，其余同实施例4。

实施例6

将实施例4中的硫酸铁替换为氯化铝，其余同实施例4。

实施例7

将实施例4中的硫酸铁替换为氯化铁，其余同实施例4。

实施例8

将实施例4中的硫酸铁替换为聚合氯化铝PAC，其余同实施例4。

实施例9

将实施例4中的硫酸铁替换为聚合硫酸铁盐，其余同实施例4。

实施例10

将实施例4中15重量份的硫酸铁替换为8重量份的硫酸铝和7重量份的硫酸铁，其余同实施例4。

实施例11

将实施例4中15重量份的硫酸铁替换为8重量份的氯化铝和7重量份的氯化铁，其余同实施例4。

实施例12

将实施例4中15重量份的硫酸铁替换为5重量份的硫酸铝、6重量份的硫酸铁和4重量份的硫酸亚铁，其余同实施例4。

实施例13

将实施例4中15重量份的硫酸铁替换为5重量份的氯化铝、6重量份的氯化铁和4重量份的聚合氯化铝PAC，其余同实施例4。

实施例14

将实施例4中15重量份的硫酸铁替换为4重量份的氯化铝、4重量份的氯化铁、4重量份的聚合氯化铝PAC和3重量份的聚合硫酸铁盐，其余同实施例4。

实施例15

制备1kg多核式聚硅盐絮凝剂，在搅拌的条件下，将0.05kg的硅酸钠，加到0.595kg的水中，然后将稀释好的硅酸钠溶液加入到0.2kg的质量浓度37％的盐酸中，调节混合液的pH值为4.5，生成聚合硅酸溶液，然后将0.15kg的硫酸铝和5g的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，搅拌反应呈乳白色果冻状时止。

对于3万吨/天的给水处理厂，将本实施方式制备的药剂溶解于溶药池中，有效浓度为1～10％搅拌。通过泵或流量计投加至待处理地表水中。投量根据源水水质情况控制在0.3公斤/吨水，反应5分钟，经混凝沉淀过滤消毒工艺。投加本药剂可以节省时间5分钟，并提高了系统的出水水质。

实施例16

制备1kg多核式聚硅盐絮凝剂，在搅拌的条件下，将0.05kg的硅酸钠，加到0.598kg的水中，然后将稀释好的硅酸钠溶液加入到0.2kg的质量浓度37％的盐酸中，调节混合液的pH值为5.0，生成聚合硅酸溶液，然后将0.15kg的硫酸铁和2g的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，搅拌反应呈乳橘红色果冻状时止。

将本实施方式制备的絮凝剂用于处理含有大量藻类的湖泊水(原水呈浅绿色，浊度为35NTU)，投量为25mg/L时出水浊度可达到1NTU以下，而不含火山灰的聚硅酸盐絮凝剂投量必须在35mg/L时才能将出水浊度降到1NTU以下，说明本实施方式的絮凝剂比普通聚硅酸盐絮凝剂更适于处理含藻水。

实施例17

制备1kg多核式聚硅盐絮凝剂，在搅拌的条件下，将0.05kg的硅酸钠，加到0.598kg的水中，然后将稀释好的硅酸钠溶液加入到0.2kg的质量浓度98％的硫酸中，调节混合液的pH值为5.0，生成聚合硅酸溶液，然后将重量分别为0.075kg的硫酸铁和硫酸铝连同2g的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，搅拌反应呈乳橘红色果冻状时止。

将本实施方式制备的絮凝剂用于处理含油废水(原水石油含量为2.6mg/L)，投量为40mg/L时，石油去除率为30％；而不含火山灰的聚硅酸盐絮凝剂在投量40mg/L时，石油去除率为22％。

实施例18

制备1kg多核式聚硅盐絮凝剂，在搅拌的条件下，将0.05kg的硅酸钠，加到0.598kg的水中，然后将稀释好的硅酸钠溶液加入到0.2kg的质量浓度98％的硫酸中，调节混合液的pH值为5.0，生成聚合硅酸溶液，然后将重量为0.15kg的氯化铝连同2g的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，搅拌反应呈乳白色果冻状时止。

将本实施方式制备的絮凝剂用于处理生活污水(原水CODcr为320mg/L，浊度为75NTU)，投量为60mg/L时出水浊度可达到3NTU，CODcr去除率为63％，并且产生的矾花颗粒较大，容易沉降；而不含火山灰的聚硅酸盐絮凝剂投量必须在75mg/L时才能将出水浊度降到3NTU以下，CODcr去除率为42％，产生的矾花颗粒细小，不易沉降。

实施例19

制备1kg多核式聚硅盐絮凝剂，在搅拌的条件下，将0.05kg的硅酸钠，加到0.598kg的水中，然后将稀释好的硅酸钠溶液加入到0.2kg的质量浓度98％的硫酸中，调节混合液的pH值为5.0，生成聚合硅酸溶液，然后将重量分别为0.075kg的氯化铁和硫酸铝连同2g的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，搅拌反应呈乳橘红色果冻状时止。

将本实施方式制备的絮凝剂用于处理浊度为156NTU的原水，投量为30mg/L时出水浊度可达到3NTU以下，而不含活性炭的聚硅酸盐絮凝剂投量必须在45mg/L时才能将出水浊度降到3NTU以下，说明本实施方式的絮凝剂比普通聚硅酸盐絮凝剂节省投药量。

Claims

1.多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法，其特征是包括如下步骤：

将4-9重量份的硅酸钠，加到58-62重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件下，将所述的硅酸钠溶液加入到18-22重量份质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，反应完全后生成pH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液，然后再将14-18重量份的无机盐和0.2-0.8重量的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，静止熟化，即可制得多核式聚硅盐高效絮凝剂。

2.根据权利要求1所述的多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法，其特征是所述火山灰的粒径范围为0.01-0.5mm。

3.根据权利要求1或2所述的多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法，其特征是所述无机盐包括：硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铝、氯化铁、聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁盐其中之一或两种、两种以上任意比例的混合物。