CN103011358B - 聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂（PTS）及其制备方法与应用。以硫酸钛溶液和氢氧化钠为原料，采用将氢氧化钠滴入到硫酸钛溶液中的方法制备而成，预定的碱化度0.1~5.0，滴加完毕后持续搅拌1.5~5h。该絮凝剂具有产品稳定性好、对胶体物质的吸附架桥能力强、絮凝效果好、适用范围广、产生的污泥量少等优点，可广泛适用于给水、废水处理，造纸、纺织印染、日用化工等领域，并具有良好的水处理效果。本发明方法具有生产工艺简捷、经济、快速等特点。

Description

聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂及其制备方法与应用
（一）技术领域
本发明涉及聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂（PTS）及其制备工艺，属于环境与化学技术领域。
（二）背景技术
混凝沉淀是应用最普遍、最广泛、并且成本较低的关键技术环节，混凝处理效果的好坏在很大程度上取决于絮凝剂的品质，因此，新型、高效水处理药剂成为水处理环保技术领域中重点发展的支柱产业，也是水工业与水污染治理工程技术与设备创新发展的基础产业。无机有机复合水处理剂的研制和开发将会给给水工业、水污染治理与节水净化带来深刻地变化，为我国开创一个高效、低耗、低投入的水处理局面。
近年来，硫酸钛作为一种水处理剂得到人们的广泛关注。研究发现，硫酸钛与传统絮凝剂一样能够有效的去除水体中的有机污染物，降低水体浊度，且在低温条件下的混凝效果优于传统铝盐和铁盐絮凝剂，这在实际应用中具有重要的现实意义，特别适合于我国西北及东北地区冬季水的处理。硫酸钛与传统絮凝剂相比，形成的絮体粒径大，生长速度快，且絮体沉降速度明显优于传统絮凝剂。另外，硫酸钛用作絮凝剂，混凝过程结束后，所得污泥经高温煅烧后，可得到具有广泛应用价值的二氧化钛材料和纳米二氧化钛材料。二氧化钛，俗称钛白粉，多用于光触媒、化妆品，能靠紫外线消毒及杀菌，也被用来制造耐火玻璃，釉料，珐琅、陶土、耐高温的实验器皿等，具有重要的应用价值。因此，硫酸钛作为一种水处理剂，不仅可以取得与传统絮凝剂一样的水处理效果，而且通过高温煅烧回收利用污泥，解决了混凝过程中所产生的大量污泥的处理处置问题，达到水质净化和污泥回用的双重功效。但是，由于硫酸钛本身呈现强酸性，而且在用作絮凝剂时，Ti4+的水解作用释放出大量的H+，这些因素导致了混凝出水的pH较低，这一缺点对其出水的后续利用或进一步处理产生一定的影响。
（三）发明内容
针对现有硫酸钛作为水处理剂的，本发明提供一种聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂及其制备方法，制备出具有稳定贮存特性和良好絮凝效果的无机高分子絮凝剂。
本发明的技术方案如下：
聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂（PTS），按如下方法制备：
取一定量20-25wt%的硫酸钛溶液，在持续搅拌条件下滴加浓度为180～200g/L的氢氧化钠溶液至预定的碱化度（B）0.1~5.0，滴加完毕后持续搅拌1.5~5h，即为聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂溶液（PTS）。
根据本发明优选的，预定碱化度为1.5~2。
根据本发明优选的，所述的氢氧化钠溶液滴加时间1~60min,优选滴加时间20~40min。
根据本发明优选的，所述的搅拌速率为600-800rpm。
根据本发明优选的，所述的滴加完毕后持续搅拌时间为3h。
本发明的原料硫酸钛为市售产品。
本发明制备的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂外观为无色透明溶液，质量浓度为35.40g/L~61.95g/L，密度为1.23~1.38g/mL。优选的，本发明制备的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂碱化度为1.5~2，质量浓度为41.54~50.25g/L，密度为1.25~1.27g/mL。
本发明的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂的应用，作为一种高效水处理药剂，应用于给水、废水处理，石油开采、造纸、采矿、纺织印染、日用化工等领域。
聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂用于给水、废水处理的水处理药剂，所述聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂投加量一般在6~16mg/L，投加量10~12mg/L效果较佳，投加量10mg/L效果最佳。在用于给水、废水处理中，聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂适用pH值为5~10，优选，pH值为6~9。
为了克服硫酸钛本身呈现强酸性导致混凝出水的pH较低这一缺点，本发明采用滴碱法，使硫酸钛预水解，从而在一定程度上缓解其强烈的水解作用，在提高絮凝效果的基础上也提高了出水pH值。本发明的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂与现有技术相比具有如下优良效果：
本发明的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂，是以硫酸钛为原料，采用将NaOH引入到硫酸钛溶液中的方法制备而成。该絮凝剂产品具有稳定性好、对胶体物质的吸附架桥能力强、絮凝效果好、适用范围广、产生的污泥量少等优点。与硫酸钛絮凝剂相比，聚合硫酸钛作为一种新型高分子絮凝剂能够在提高絮凝效果的基础上有效的提高出水pH值，这对混凝出水的后续处理具有重要意义。本发明以硫酸钛和NaOH为主要生产原料，制备得到了聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂，具有生产工艺简捷、经济、适用等特点。此絮凝剂可广泛适用于给水、废水处理，石油开采、造纸、采矿、纺织印染、日用化工等领域，并有良好的水处理效果。
（四）具体实施方式
下面结合实施例和应用例对本发明作进一步说明。但不限于此。
实施例1-10：
分别量取24wt%的硫酸钛溶液25.0ml，共10份，在搅拌速率为600rpm的搅拌条件下逐滴滴加200g/L的NaOH溶液，滴加NaOH溶液体积分别为：0.666mL，1.998mL，3.33mL，6.66mL，9.90mL，13.32mL，16.65mL，19.98mL，26.91mL，33.3mL；滴加时间分别是:1min，3min，7min，15min，20min，25min，30min，35min，40min，50min。
滴加完毕后继续搅拌1.5~5h，分别得到碱化度分别为0.1，0.3，0.5，1.0，1.5，2.0，2.5，3.0，4.0，5.0的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂，制备的产品分别以No.1,No.2,No.3,No.4,No.5,No.6,No.7,No.8,No.9,No.10表示。
应用实例之一：
将以上实施例制备的No.1、2、3、4、5、6、7、8、9、10聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂应用于腐植酸模拟水样的处理，水样制备方法（见徐秀明等：聚合氯化铝中Alb形态去除腐殖酸的效果及机制研究，山东大学环境科学与工程学院，环境科学，2008，29(11)：3064-3070）：称取1g腐殖酸，以少量去离子水调和，并加入一定量的NaOH调节溶液pH，促进溶解，磁力搅拌0.5h后定容到1L，配制成1g/L的模拟水样贮备液。混凝实验时，以去离子水调和，配成浓度为10mg/L腐殖酸模拟水样。原水浊度为5.0±0.5NTU，在波长为254nm下的吸光度为0.337±0.006，溶解性有机碳DOC为5.43±0.07mg/L。混凝效果以剩余浊度，UV254和DOC的去除率（%）和出水pH值表示，同时与硫酸钛（B=0）做对比，以NO.0表示。处理结果列于如下表1。
表1不同B值的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂对腐植酸模拟水样的处理效果
（絮凝剂投加量：10mg-Ti/L）
Figure BDA00002622249000031
Figure BDA00002622249000041
由以上处理结果可见，对剩余浊度来说，随着B值的增大，剩余浊度呈现先降低后增大的趋势，当B值为1.5时，剩余浊度达到最低2.2NTU，当B>2.5时，剩余浊度明显增大（>20NTU）。对UV254和DOC的去除率来说，B<2.5时，去除率与B=0相当，但是当B>2.5时，UV254和DOC的去除率呈现明显的下降趋势。对出水pH来说，随着B值的增大，出水pH逐渐增大，这表明，硫酸钛的预聚合可以有效的提高出水pH值，这对混凝出水的后续处理有重要意义。
应用实例之二：
将以上实施例制备的NO.5、B=1.5聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂应用于腐植酸模拟水样的处理，研究在不用絮凝剂投加量条件下聚合硫酸钛的混凝效果，同时与NO.0、B=0的硫酸钛的混凝效果进行对比。混凝效果以剩余浊度，UV254和DOC的去除率（%）和出水pH值表示，处理结果列于如下表2。
表2在不同絮凝剂投加量条件下聚合硫酸钛高分子絮凝剂与硫酸钛对腐植酸的
处理效果对比
Figure BDA00002622249000042
由以上处理结果可见，在所研究的投加量范围内，当投加量大于8mg/L时，与硫酸钛相比，聚合硫酸钛能够有效的降低出水浊度，当聚合硫酸钛和硫酸钛投加量分别为10mg/L和8mg/L时，剩余浊度达到最低，分别为：1.9NTU和3.1NTU。对UV254去除率来说，当投加量大于8mg/L，去除率和硫酸钛相当，当投加量大于10mg/L时，聚合硫酸钛对DOC去除率略高于硫酸钛。对出水pH来说，聚合硫酸钛用作絮凝剂能够明显的提高出水pH值。
应用实例之三：
将以上实施例制备的NO.5、B=1.5聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂应用于腐植酸模拟水样的处理，研究在不用水样pH值条件下聚合硫酸钛的混凝效果，同时与NO.0、B=0的硫酸钛的混凝效果进行对比。混凝效果以剩余浊度，UV254和DOC的去除率（%）和出水pH值表示，处理结果列于如下表3。
表3不同水样pH条件下聚合硫酸钛高分子絮凝剂与硫酸钛对腐植酸的
处理效果对比（絮凝剂投加量：10mg/L）
Figure BDA00002622249000051
从以上处理结果可见，与硫酸钛（B=0）相比，聚合硫酸钛能够有效降低剩余浊度，但是在pH=10时，剩余浊度高于硫酸钛（B=0）。当pH<9时，聚合硫酸钛对UV254的去除率与硫酸钛相当，对DOC的去除率略高于硫酸钛，但当水样pH=10时，聚合硫酸钛对UV254去除率和DOC的去除率呈现明显的下降趋势。对出水pH来说，当pH<7时，两种絮凝剂出水pH相当，但是随着pH的增大，聚合硫酸钛作为絮凝剂，其出水pH值明显高于硫酸钛。

Claims (1)

1.一种用于水处理的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂的制备方法，步骤如下：
取一定量20-25wt%的硫酸钛溶液，在持续搅拌条件下滴加浓度为180～200g/L的氢氧化钠溶液至预定的碱化度（B）0.1~5.0，所述的氢氧化钠溶液滴加时间控制在1~60 min；滴加完毕后持续搅拌1.5~5h，搅拌速率为600-800 rpm；即为聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂溶液。
2.根据权利要求1所述的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于预定碱化度为1.5~2。
3.根据权利要求1所述的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于所述的氢氧化钠溶液滴加时间控制在20~40 min。
4.根据权利要求1所述的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于所述的滴加完毕后持续搅拌时间为3h。
5.根据权利要求1所述的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于该聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂碱化度为1.5~2，质量浓度为41.54~50.25 g/L，密度为1.25~1.27 g/mL。
6.根据权利要求1所述的聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于该聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂用作给水、废水处理的水处理药剂，投加量在6~16mg/L。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103011358B (zh) * 2012-12-20 2014-03-05 山东大学 聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂及其制备方法与应用
CN103342406B (zh) * 2013-07-02 2014-07-30 山东大学 聚合硅酸聚合硫酸钛无机高分子复合絮凝剂及其制备方法与应用
CN107324468B (zh) * 2017-08-11 2020-08-28 湖南科技大学 一种聚合硫酸铝钛的制备方法及应用
CN108499541B (zh) * 2018-04-08 2019-10-18 山东建筑大学 一种硫酸钛-壳聚糖复配助滤剂及其制备方法
CN110697854A (zh) * 2019-10-25 2020-01-17 天津德源环保科技有限责任公司 索林硅酸钛润粉的配方及其生产工艺
CN112661248A (zh) * 2020-11-30 2021-04-16 四川辰恒环保科技有限公司 一种聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102666920A (zh) * 2009-11-25 2012-09-12 杰富意钢铁株式会社 表面处理组合物及表面处理钢板

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3694813B2 (ja) * 1995-12-20 2005-09-14 テイカ株式会社 上水処理用凝集剤
JPH1133562A (ja) * 1997-07-23 1999-02-09 Teika Corp 廃水中のリン酸イオンの除去方法
CN101870512B (zh) * 2010-07-28 2011-11-16 南京师范大学 利用含钛高炉渣制备混凝剂的方法
CN103011358B (zh) * 2012-12-20 2014-03-05 山东大学 聚合硫酸钛无机高分子絮凝剂及其制备方法与应用

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102666920A (zh) * 2009-11-25 2012-09-12 杰富意钢铁株式会社 表面处理组合物及表面处理钢板

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