CN101712477A - 吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂的制备方法 - Google Patents

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刘希邈
李昌科
张丽
范志伟
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Abstract

本发明提供了吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂的制备方法，其特征是其步骤如下：首先将4-8重量份的硅酸钠加入到55-65重量份的水中制成硅酸钠溶液；其次在搅拌的条件下将所述硅酸钠溶液加入到18-24重量份的质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，得到pH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液；然后向所述聚合硅酸溶液中一并加入12-18重量份的无机盐和0.6-1.5重量份的活性炭，最后经搅拌、静止熟化后即得到吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂。本发明制备的吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂应用范围广，使用条件缓和，反应速度快、去除效果彻底，该絮凝剂具有很强的吸附能力，形成的矾花大而密实，沉降效果好且用量少，卷扫作用明显，脱色成果显著，成本低等优点。

Description

吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种聚硅酸盐絮凝剂的制备方法，尤其涉及一种富含活性催化剂的聚硅酸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。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，沉降速度不均一，影响处理效率。
发明内容
本发明的目的是提供一种新的制备方法制备出一种具有吸附和助凝作用的高效絮凝剂以弥补上述不足。
本发明的技术方案是：
吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂的制备方法，其步骤如下：首先将4-8重量份的硅酸钠加入到55-65重量份的水中制成硅酸钠溶液；其次在搅拌的条件下将所述硅酸钠溶液加入到18-24重量份的质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，得到PH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液；然后向所述聚合硅酸溶液中一并加入12-18重量份的无机盐和0.6-1.5重量份的活性炭，最后经搅拌、静止熟化后即得到吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂。
所述无机盐为硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铝、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁盐、或两者或多者的任意比例混合物。
所述活性炭颗粒的直径为5um-3mm。
该絮凝剂呈液态，当药剂投加到水中时可以迅速的和水中的污染物质融合，并围绕个体活性炭为核心，在活性炭的强大的吸附能力下，迅速形成大小相近的矾花，同时活性炭具有极好的沉降性能，提高了矾花的沉降性能，从而提高了处理效率和出水水质。采用的无机盐包括：硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铝、氯化铁、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，其中无机盐的含量与聚硅酸粒子的关系为：其SiO3 2-∶硅酸盐离子＝1∶1-1∶5；活性炭的百分比含量为0.2％-1％，粒径范围为5um-3mm；控制硅酸的pH值为3.5-6.5。
本发明的优点如下：
1、该絮凝剂溶解迅速，在反应器中可以与水快速成分的混合，提高了反应的效率。
2、在搅拌作用下，活性炭均匀的分布在水中，可以形成以活性炭为核心的矾花，缩短了矾花的形成时间。
3、活性炭具有很强的吸附能力，有利于促进矾花的生长增大，并且形成的矾花密实不易破碎。
4、矾花大小均一，有利于矾花的沉降，避免了常规絮凝剂小矾花不沉降或沉降时间长的缺点。
5、由于活性炭的比重较大，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。
6、活性炭对原水中颜色的去除也有很好的效果，拓宽了该絮凝剂的应用领域。
7、该絮凝剂适应范围广，尤其适宜于低温低浊水的处理。
8、该技术投加设备使用简单、方便，投资小、见效快。
具体实施方式
实施例1
首先将4重量份的硅酸钠加入到55重量份的水中制成硅酸钠溶液；其次在搅拌的条件下将所述硅酸钠溶液加入到18重量份的质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，得到PH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液；然后向所述聚合硅酸溶液中一并加入12重量份的硫酸铝和0.6重量份的活性炭颗粒，活性炭颗粒的直径为5um，最后经搅拌、静止熟化后即得到吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂。
实施例2
首先将6重量份的硅酸钠加入到60重量份的水中制成硅酸钠溶液；其次在搅拌的条件下将所述硅酸钠溶液加入到21重量份的质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，得到PH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液；然后向所述聚合硅酸溶液中一并加入15重量份的硫酸铝和1重量份的活性炭颗粒，活性炭颗粒的直径为1mm，最后经搅拌、静止熟化后即得到吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂。
实施例3
首先将8重量份的硅酸钠加入到65重量份的水中制成硅酸钠溶液；其次在搅拌的条件下将所述硅酸钠溶液加入到24重量份的质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，得到PH值为6.5聚合硅酸溶液；然后向所述聚合硅酸溶液中一并加入18重量份的硫酸铝和1.5重量份的活性炭颗粒，活性炭颗粒的直径为3mm，最后经搅拌、静止熟化后即得到吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂。
实施例4
首先将6重量份的硅酸钠加入到60重量份的水中制成硅酸钠溶液；其次在搅拌的条件下将所述硅酸钠溶液加入到21重量份的质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，得到PH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液；然后向所述聚合硅酸溶液中一并加入15重量份的硫酸铁和1重量份的活性炭颗粒，活性炭颗粒的直径为1mm，最后经搅拌、静止熟化后即得到吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂。
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，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中的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11
将实施例4中的15重量份的硫酸铁替换为6重量份的硫酸铁和9重量份的硫酸亚铁，其余同实施例4。
实施例12
将实施例4中的15重量份的硫酸铁替换为3重量份的硫酸亚铁、4重量份的氯化铝、3重量份的氯化铁、5重量份的聚合氯化铝，其余同实施例4。
实施例13
制备1kg吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂，硅酸钠0.05kg，水0.595kg，HCl0.2kg，调节溶液pH为4.5，加入硫酸铝0.15kg，活性炭2g，搅拌反应呈均匀黑色果冻状时止。
对于北方某城市2万吨/天的给水处理厂中低温地浊水的处理，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0.25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14
制备1kg吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂，硅酸钠0.05kg，水0.595kg，HCl0.2kg，调节溶液pH为5.0，加入硫酸铁0.15kg，活性炭5g，搅拌反应呈均匀黑色果冻状时止。
将本实施方式制备的絮凝剂用于处理浊度为114～156NTU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。
实施例15
制备1kg吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂，硅酸钠0.05kg，水0.595kg，HCl0.2kg，调节溶液pH为5.0，加入硫酸铁和硫酸铝各0.075kg，活性炭5g，搅拌反应呈均匀黑色果冻状时止。
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，而不含活性炭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16
制备1kg吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂，硅酸钠0.05kg，水0.595kg，HCl0.2kg，调节溶液pH为4.5，加入氯化铝0.15kg，活性炭2g，搅拌反应呈均匀黑色果冻状时止。
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；而不含活性炭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17
制备1kg吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂，硅酸钠0.05kg，水0.595kg，HCl0.2kg，调节溶液pH为4.5，加入氯化铝和硫酸铁各0.075kg，活性炭2g，搅拌反应呈均匀黑色果冻状时止。
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％；而不含活性炭的聚硅酸盐絮凝剂在投量40mg/L时，石油去除率为22％。

Claims (3)

1.吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂的制备方法，其特征是其步骤如下：
首先将4-8重量份的硅酸钠加入到55-65重量份的水中制成硅酸钠溶液；其次在搅拌的条件下将所述硅酸钠溶液加入到18-24重量份的质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，得到PH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液；然后向所述聚合硅酸溶液中一并加入12-18重量份的无机盐和0.6-1.5重量份的活性炭，最后经搅拌、静止熟化后即得到吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂。
2.根据权利要求1所述的吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂的制备方法，其特征是所述无机盐为硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铝、氯化铁、聚合氯化铝、聚合硫酸铁盐、或两者或多者的任意比例混合物。
3.根据权利要求1所述的吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂的制备方法，其特征是所述活性炭颗粒的直径为5um-3mm。
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