CN103204574B - 纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法及应用 - Google Patents

纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法及应用 Download PDF

Info

Publication number
CN103204574B
CN103204574B CN201310095307.XA CN201310095307A CN103204574B CN 103204574 B CN103204574 B CN 103204574B CN 201310095307 A CN201310095307 A CN 201310095307A CN 103204574 B CN103204574 B CN 103204574B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flocculation agent
preparation
aluminum
containing boron
solution
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201310095307.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN103204574A (zh
Inventor
田晓薇
张丽丹
韩春英
李增和
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Beijing University of Chemical Technology
Original Assignee
Beijing University of Chemical Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Beijing University of Chemical Technology filed Critical Beijing University of Chemical Technology
Priority to CN201310095307.XA priority Critical patent/CN103204574B/zh
Publication of CN103204574A publication Critical patent/CN103204574A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103204574B publication Critical patent/CN103204574B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)

Abstract

本发明公开了一种纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法及应用，该絮凝剂以硅酸钠、铝盐、铁盐为主要原料，在酸性条件下聚合制备聚硅酸铝铁，并添加硼元素进行改性得到含硼聚硅酸铝铁，然后引入纤维素接枝，得到纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂。本发明所制备的絮凝剂主要用于印染废水的处理，无需调节废水pH，脱色率和CODCr去除率高、沉降速度快、污泥量少。

Description

纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法及应用
技术领域
本发明属于水处理领域，具体涉及一种纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法及应用。
背景技术
随着我国经济的腾飞，环境污染问题日益严重，国家也开始重视对污染的治理。水资源的保护及废水处理是亟待解决的环境问题，絮凝是水处理技术中最重要的操作过程之一。其中染料废水具有成分复杂、浓度高、色度高、难降解等特点，是我国主要的有害废水之一。处理该类废水，首先要解决脱色问题。其中脱色率、COD去除率是衡量絮凝剂性能的重要指标。
聚硅酸金属盐是一类新型无机高分子絮凝剂，是在聚硅酸(即活化硅酸)与传统的铝盐、铁盐絮凝剂进行复合而发展起来的复合絮凝剂。由于该絮凝剂同时具有电中和及吸附架桥作用，絮凝性能优良，且易于制备，价格便宜，成为絮凝剂研究的热点。聚硅酸盐类絮凝剂主要分为以下三类：含单种金属的聚合硅酸盐，含两种金属的聚合硅酸盐，以及含多种金属的聚合硅酸盐。
但是聚硅酸金属盐絮凝剂稳定性较差，易自行聚合形成不溶于水的沉淀或凝胶，失去絮凝功效，尤其是聚硅酸浓度越高越容易形成凝胶。有研究表明将四硼酸钠加入聚硅酸盐絮凝剂中能阻碍硅酸的聚合。为了提高絮凝剂的稳定性以及絮凝性能，笔者将聚硅酸和铝盐、铁盐进行复合，并加入稳定助剂四硼酸钠，并与活化后的甲基纤维素胶体溶液进行复合，制备了一种纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂（MC-B-PSAF）。
发明内容
本发明提供了一种纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法。该絮凝剂的合成以甲基纤维素、九水硅酸钠、铝盐、铁盐、四硼酸钠为原料，在酸性体系中合成含硼聚硅酸铝铁絮凝剂，并将糊化后的甲基纤维素与之复配，得到纤维素接枝聚硅酸盐复合絮凝剂。
结果表明，该新型絮凝剂（MC-B-PSAF）是一种处理效果优异，用量少的新型无机高分子复合絮凝剂，具有良好的实际应用前景。具体制备过程如下：
（1）硅酸活化：配制浓度为0.3~0.6mol/L的硅酸钠溶液，将其加入2mol/L硫酸溶液中，调节pH为3.5~5.5，常温下搅拌至溶液出现淡蓝色时，用硫酸溶液调节pH=1.5，继续聚合1~2h即得到聚硅酸溶液。
（2）含硼聚硅酸铝铁合成：按摩尔比Al／Si=0.5~2.0，Fe／Si=0.5~2.0取铝盐、铁盐溶液依次加入聚硅酸溶液中，搅拌聚合2h后加入按摩尔比B／Si=0.05~0.2加入溶解后的四硼酸钠，继续搅拌聚合2h以上。
（3）甲基纤维素接枝：按纤维素：Si质量比=0.5~2.0称取纤维素，在90℃下糊化2h，待糊化后的纤维素冷却后加入含硼聚硅酸铝铁中，搅拌至溶液完全混合不分层，静置熟化24h得到纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂。合成的絮凝剂可直接使用，或将熟化完成的絮凝剂于70℃固化后研磨，得到浅黄色粉末状固体。
进一步，步骤（2）中，铝盐溶液、铁盐溶液滴加速度为1~5滴/s。
进一步，步骤（3）所述纤维素为甲基纤维素或羟丙基纤维素等纤维素衍生物。
本发明所述的纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂主要适用于碱性印染废水的处理，也可用于其余色度高、金属离子含量较多的工业废水。
 本发明合成的纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂使用方法如下：取碱性印染废水或调节酸性印染废水至碱性，每50ml废水中加入1mL液态絮凝剂或10mg固态絮凝剂，先快速搅拌1min，再慢速搅拌10min，静置30min后取1~2cm处上清液测定CODCr去除率和脱色率。CODCr去除率达80%以上，脱色率达94%以上。
本发明的优点：
本发明合成的絮凝剂可用于碱性印染废水处理，成本低，用量少，相比同类产品，CODCr去除率和色度去除率高、絮凝沉降速度快。硼元素的引入增加了絮凝剂稳定性，延长了絮凝剂寿命。纤维素的引入，延长了絮凝剂分子链，增加了吸附网捕能力，与铝盐、铁盐电中和协同作用，提高絮凝剂絮凝能力；
具体实施方式
实施例1
（1）配制0.4mol/L硅酸钠溶液，加入2mol/L硫酸溶液中，调节pH=5.0，快速搅拌至溶液出现淡蓝色，调节pH=1.5，继续搅拌聚合2h，得到聚硅酸溶液；
（2）按摩尔比Fe/Si=1.0，Al/Si=1.0，往聚硅酸溶液中依次滴加1mol/LAl3+溶液与 1mol/LFe3+溶液混合液，滴加完成后继续搅拌聚合2h，得到聚硅酸铝铁。
（3）按B/Si摩尔比=0.05称取四硼酸钠，加去离子水溶解后加入聚硅酸铝铁中，继续搅拌2h，得到含硼聚硅酸铝铁。
（4）按甲基纤维素：Si质量比为=1:1称取甲基纤维素，加入去离子水中，加热至90℃糊化2h。待糊化后的纤维素冷却后加入含硼聚硅酸铝铁中，快速搅拌2h后，静置熟化24h，得到纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂。
（5）在500mL托拉司红模拟废水中加入1mL絮凝剂，先快速搅拌1min，再慢速搅拌10min，静置30min取1~2cm处上清液测定CODCr和脱色率，CODCr去除率为98.97%，脱色率97.66%。
实施例2
（1）配制0.4mol/L硅酸钠溶液，加入2mol/L硫酸溶液中，调节pH=5.0，快速搅拌至溶液出现淡蓝色，调节pH=1.5，继续搅拌聚合2h，得到聚硅酸溶液；
（2）按摩尔比Fe/Si=1.0，Al/Si=1.0，往聚硅酸溶液中依次滴加1mol/LAl3+溶液与 1mol/LFe3+溶液混合液，滴加完成后继续搅拌聚合2h，得到聚硅酸铝铁。
（3）按B/Si摩尔比=0.1称取四硼酸钠，加去离子水溶解后加入聚硅酸铝铁中，继续搅拌2h，得到含硼聚硅酸铝铁。
（4）按甲基纤维素：Si质量比为=1:1称取甲基纤维素，加入去离子水中，加热至90℃糊化2h。待糊化后的纤维素冷却后加入含硼聚硅酸铝铁中，快速搅拌2h后，静置熟化24h，得到纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂。
（5）在500mL托拉司红模拟废水中加入1mL絮凝剂，先快速搅拌1min，再慢速搅拌10min，静置30min取1~2cm处上清液测定CODCr和脱色率，CODCr去除率为99.37%，脱色率98.46%。
实施例3
（1）配制0.5mol/L硅酸钠溶液，加入2mol/L硫酸溶液中，调节pH=5.0，快速搅拌至溶液出现淡蓝色，调节pH=1.5，继续搅拌聚合2h，得到聚硅酸溶液；
（2）按摩尔比Fe/Si=1.5，Al/Si=2.0，往聚硅酸溶液中依次滴加1mol/LAl3+溶液与 1mol/LFe3+溶液混合液，滴加完成后继续搅拌聚合2h，得到聚硅酸铝铁。
（3）按B/Si摩尔比=0.15称取四硼酸钠，加去离子水溶解后加入聚硅酸铝铁中，继续搅拌2h，得到含硼聚硅酸铝铁。
（4）按甲基纤维素：Si质量比为=1.5:1称取甲基纤维素，加入去离子水中，加热至90℃糊化2h。待糊化后的纤维素冷却后加入含硼聚硅酸铝铁中，快速搅拌2h后，静置熟化24h，得到纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂。将熟化完成的絮凝剂于70℃固化后研磨，得到浅黄色粉末状固体。
（5）在500mL托拉司红模拟废水中加入10mg絮凝剂，先快速搅拌1min，再慢速搅拌10min，静置30min取1~2cm处上清液测定CODCr和脱色率，CODCr去除率为95.90%，脱色率97.69%。
实施例4
（1）配制0.5mol/L硅酸钠溶液，加入2mol/L硫酸溶液中，调节pH=5.0，快速搅拌至溶液出现淡蓝色，调节pH=1.5，继续搅拌聚合2h，得到聚硅酸溶液；
（2）按摩尔比Fe/Si=1.5，Al/Si=2.0，往聚硅酸溶液中依次滴加1mol/LAl3+溶液与 1mol/LFe3+溶液混合液，滴加完成后继续搅拌聚合2h，得到聚硅酸铝铁。
（3）按B/Si摩尔比=0.2称取四硼酸钠，加去离子水溶解后加入聚硅酸铝铁中，继续搅拌2h，得到含硼聚硅酸铝铁。
（4）按甲基纤维素：Si质量比为=1.5:1称取甲基纤维素，加入去离子水中，加热至90℃糊化2h。待糊化后的纤维素冷却后加入含硼聚硅酸铝铁中，快速搅拌2h后，静置熟化24h，得到纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂。将熟化完成的絮凝剂于70℃固化后研磨，得到浅黄色粉末状固体。
（5）在500mL托拉司红模拟废水中加入8mg絮凝剂，先快速搅拌1min，再慢速搅拌10min，静置30min取1~2cm处上清液测定CODCr和脱色率，CODCr去除率为90.69%，脱色率96.05%。

Claims (4)

1.一种纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法，其步骤如下：
（1）硅酸活化：配制浓度为0.3~0.6mol/L的硅酸钠溶液，将其加入2mol/L硫酸溶液中，调节pH为3.5~5.5，常温下搅拌至溶液出现淡蓝色时，用硫酸溶液调节pH=1.5，继续聚合1~2h即得到聚硅酸溶液；
（2）含硼聚硅酸铝铁合成：按摩尔比Al/Si=0.5~2.0，Fe/Si=0.5~2.0取铝盐溶液、铁盐溶液依次加入聚硅酸溶液中，搅拌聚合2h以上，按B/Si摩尔比=0.05~0.2加入溶解后的四硼酸钠，继续搅拌聚合2h；
（3）纤维素接枝：按纤维素/Si质量比=0.5~2.0称取纤维素，在90℃下糊化2h，待糊化后的纤维素冷却后加入含硼聚硅酸铝铁中，搅拌至溶液完全混合不分层，静置熟化24h得到纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂；合成的絮凝剂可直接使用，或将絮凝剂于70℃固化后研磨，得到浅黄色粉末状固体。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，铝盐溶液、铁盐溶液滴加速度为1~5滴/s。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（3）所述纤维素为甲基纤维素或羟丙基纤维素。
4.根据权利要求1所述制备方法制备的纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的应用，其特征在于：适用于碱性印染废水的处理。
CN201310095307.XA 2013-03-23 2013-03-23 纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法及应用 Expired - Fee Related CN103204574B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310095307.XA CN103204574B (zh) 2013-03-23 2013-03-23 纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法及应用

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201310095307.XA CN103204574B (zh) 2013-03-23 2013-03-23 纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法及应用

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103204574A CN103204574A (zh) 2013-07-17
CN103204574B true CN103204574B (zh) 2014-06-04

Family

ID=48752016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201310095307.XA Expired - Fee Related CN103204574B (zh) 2013-03-23 2013-03-23 纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法及应用

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN103204574B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104058489B (zh) * 2014-07-17 2016-08-10 厦门大学 一种纤维素复配水处理絮凝剂及其使用方法
CN104261530B (zh) * 2014-09-15 2017-02-22 内蒙古天晨科技有限责任公司 一种脱磷絮凝剂及其制备方法
CN105347636B (zh) * 2015-11-23 2018-09-21 中国科学院南京地理与湖泊研究所 一种河道重污染浮泥原位稳定化的生态修复方法
CN105502611A (zh) * 2016-01-29 2016-04-20 佛山市聚成生化技术研发有限公司 一种印染废水无机复合絮凝剂的制备方法和复合絮凝剂
CN106430487A (zh) * 2016-11-01 2017-02-22 吉林化工学院 一种环保型聚硅酸铝锌‑纤维素复合絮凝剂的制备方法
CN106379981A (zh) * 2016-11-18 2017-02-08 吉林化工学院 一种聚硅酸铝‑纤维素复合絮凝剂的制备方法
CN106396059A (zh) * 2016-11-18 2017-02-15 吉林化工学院 一种聚硅酸铝铁‑纤维素复合絮凝剂的制备方法
CN106517460A (zh) * 2016-11-18 2017-03-22 吉林化工学院 一种聚硅酸铝镁‑纤维素复合絮凝剂的制备方法
CN106587312B (zh) * 2016-11-22 2019-04-19 浙江赛维环保科技有限公司 一种硅酸钠改性疏水纤维素基絮凝剂的制备方法
CN106587301A (zh) * 2016-12-27 2017-04-26 吉林化工学院 一种聚硅酸铝钛‑纤维素复合絮凝剂的制备方法
CN108002504B (zh) * 2017-10-30 2022-03-29 郑州大学 一种硼聚硅酸铝铁-壳聚糖复合絮凝剂的制备方法
CN113912172A (zh) * 2021-06-18 2022-01-11 广东工业大学 一种利用过期淀粉和高铝废水制备高效絮凝剂的方法和应用
CN114409045A (zh) * 2022-02-26 2022-04-29 常州市五洲环保科技有限公司 一种改性混凝剂的制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101077803A (zh) * 2007-06-21 2007-11-28 北京科技大学 一种含硼聚合硅酸硫酸铝铁复合絮凝剂
CN101503239A (zh) * 2009-03-23 2009-08-12 中国科学院生态环境研究中心 多元复合絮凝沉降剂及在砷污染水体治理中的应用
CN101746868A (zh) * 2008-12-17 2010-06-23 沈阳工业大学 一种处理含油废水的复合絮凝剂
CN102227376A (zh) * 2008-11-26 2011-10-26 巴斯夫欧洲公司 含水聚硅酸盐组合物、其制备及其在造纸中的用途
CN102730885A (zh) * 2012-07-23 2012-10-17 中南大学 一种多金属矿选矿废水高效絮凝沉淀净化方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110006013A1 (en) * 2005-02-15 2011-01-13 Halosource, Inc. Method for the removal of submicron particulates from chlorinated water by sequentially adding a cationic polymer followed by adding an anionic polymer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101077803A (zh) * 2007-06-21 2007-11-28 北京科技大学 一种含硼聚合硅酸硫酸铝铁复合絮凝剂
CN102227376A (zh) * 2008-11-26 2011-10-26 巴斯夫欧洲公司 含水聚硅酸盐组合物、其制备及其在造纸中的用途
CN101746868A (zh) * 2008-12-17 2010-06-23 沈阳工业大学 一种处理含油废水的复合絮凝剂
CN101503239A (zh) * 2009-03-23 2009-08-12 中国科学院生态环境研究中心 多元复合絮凝沉降剂及在砷污染水体治理中的应用
CN102730885A (zh) * 2012-07-23 2012-10-17 中南大学 一种多金属矿选矿废水高效絮凝沉淀净化方法

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
新型絮凝剂含硼聚硅铝铁的制备和性能研究;方月梅 等;《环境工程学报》;20081231;第2卷(第12期);1668页左栏1.2节至1669页右栏2.3节 *
方月梅 等.新型絮凝剂含硼聚硅铝铁的制备和性能研究.《环境工程学报》.2008,第2卷(第12期),
硼聚硅酸铝铁絮凝剂处理油气田采出水的研究;边伟 等;《化学工程》;20120831;第40卷(第8期);15页左栏1.2节至16页右栏2.5节 *
边伟 等.硼聚硅酸铝铁絮凝剂处理油气田采出水的研究.《化学工程》.2012,第40卷(第8期),

Also Published As

Publication number Publication date
CN103204574A (zh) 2013-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103204574B (zh) 纤维素接枝含硼聚硅酸铝铁复合絮凝剂的制备方法及应用
CN104261530B (zh) 一种脱磷絮凝剂及其制备方法
CN101628746B (zh) 聚合氯化铝铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂及其制备方法
CN102757119B (zh) 一种复合型无机高分子絮凝剂的制备方法及其应用
CN103420468B (zh) 用于印染、纺织废水处理的多元复合絮凝剂及制备方法
CN1654348A (zh) 用于印染废水处理的复合絮凝剂
CN107176661B (zh) 一种聚钛氯化铝-阳离子聚丙烯酰胺复合絮凝剂的制备方法及其应用
CN106430495A (zh) 一种用于废水处理的复合脱色絮凝剂的制备方法
CN105523620A (zh) 一种聚硅硫酸铁基无机-有机复合絮凝剂及其制备方法
CN103922453B (zh) 一种焦化废水絮凝剂及其制备方法与应用
CN104828918A (zh) 一种无机-有机共价型杂化絮凝剂及其制备方法
CN107720912A (zh) 聚硅酸铝铁‑二甲基二烯丙基氯化铵复合絮凝剂的制备方法
CN105198061A (zh) 一种絮凝剂组合物及其应用
CN101935094B (zh) 一种活性染料废水絮凝脱色剂的制备方法
CN102115238A (zh) 一种聚硅酸硫酸硼酸铁锌复合絮凝剂
CN102079565B (zh) 硫酸铝-氯化铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合混凝剂及其制备与应用方法
CN101979333B (zh) 聚硅钛复合絮凝剂的制备方法
CN108178262A (zh) 一种高铝离子浓度的无机-有机复合高分子絮凝剂
CN102689906A (zh) 一种利用铝箔酸、铁酸制备聚合硅酸氯化铝铁的方法
CN102115237A (zh) 一种含硼聚硅酸硫酸镁铁复合絮凝剂
CN104310545A (zh) 一种新型无机高分子絮凝剂的制备方法
CN102408145A (zh) 一种复合絮凝剂及应用
CN107324466A (zh) 一种河道水处理混凝剂的现场制备方法
CN103964554A (zh) 聚合硫酸钛-聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂及其制备与应用方法
CN102897884A (zh) 一种复合絮凝剂及其制备和在处理印染废水中的应用

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140604

Termination date: 20160323