CN103496771A

CN103496771A - 一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂的制备方法

Info

Publication number: CN103496771A
Application number: CN201310462846.2A
Authority: CN
Inventors: 吴彦瑜; 彭晓春
Original assignee: South China Institute of Environmental Science of Ministry of Ecology and Environment
Current assignee: South China Institute of Environmental Science of Ministry of Ecology and Environment
Priority date: 2013-09-30
Filing date: 2013-09-30
Publication date: 2014-01-08

Abstract

本发明涉及一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂的制备方法，属于环保工程絮凝剂合成领域。其制备方法是在室温下分别将铝盐和锌盐配置成一定浓度溶液，并按一定的锌铝质量百分比混合，在磁力加热搅拌器上缓慢滴加一定浓度的pH调节剂溶液，搅拌15~30min，得到稳定的澄清无色聚合铝锌复合絮凝剂，于50℃干燥，制成半结晶状白色固体。该絮凝剂具有加药量低、矾花大且密实、沉降速度快、铝金属离子残留少的优点，稳定时间达1年。本发明所制备的絮凝剂可用作饮用水、原水、废水处理的絮凝剂使用，无毒副作用。本发明生产工艺简单、生产设备简单、生产成本低、絮凝效果好、投资成本小等特点。

Description

一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂的制备方法

技术领域

本发明涉及环境与化学技术领域，具体涉及一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂的制备方法。

背景技术

无机高分子絮凝剂是1960年代后发展起来的新一代絮凝剂，以其比传统无机盐絮凝剂硫酸铝、氯化铁等更优异的性能，比有机高分子絮凝剂聚丙烯酰胺等更低廉价格，逐渐成为主流絮凝剂。

同时，随着絮凝技术的不断发展，高效复合型絮凝剂的研制与开发逐步成为当前絮凝剂研究的热点：不仅要求絮凝剂除具有优良的絮凝性能外，而且还应该具有杀菌、脱色、缓蚀等多种功能。为解决上述问题，需要研究和开发各种复合型无机高分子絮凝剂，其中多核聚铝复合型絮凝剂成为一个研究热点。它是在聚铝的基础上引入高电荷离子等，依据金属离子间的协同增效作用，提高其絮凝效果。金属盐之间的相互影响聚合，除具有单核无机高分子絮凝剂的共同优点外，因异核金属离子的交错排列能形成更长、更稳定的分子链，一方面增加其聚合度和分枝程度，提高其网捕作用；另一方面金属离子的引入增加所带电荷，增加其吸附电中和能力，因而在加入的试剂量少于现用常规试剂的时候，却比常规试剂具有更高的效率。

水处理中常以铝盐做混凝剂，但残留铝会对人体有害，导致出现铝中毒病症，对水生生物、植物也有毒性效应。经有关食品卫生监督所检验，含锌类絮凝剂属无毒剂。含锌类絮凝剂产品用于水处理，残留的锌不会超标，更不会对人体有害，而是对人体有益的微量元素。因此，在水处理系统中，锌盐又是一种常用的、极好的缓蚀剂，它成膜迅速、成本低。因此，近年出现的新型含锌絮凝剂，具有安全无毒、无腐蚀等优点，成为研究的一个热点。

发明内容

本发明采用在铝盐与锌盐水溶液中加pH调节剂的方法制备无机高分子絮凝剂，目的在于所制备的絮凝剂可用作饮用水、原水、废水处理的絮凝剂使用，无毒副作用，且发明的生产工艺简单、生产设备简单、生产成本低、絮凝效果好、投资成本小。

本发明通过以下方案实现：

一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂的制备方法：室温下分别将硫酸铝和硫酸锌配置成水溶液，得到硫酸铝水溶液和锌盐水溶液，混合，在磁力加热搅拌器上滴加pH调节剂水溶液，搅拌15~30 min，静置0.5h~6h得到稳定的聚合铝锌复合絮凝剂水溶液；絮凝剂水溶液为澄清透明液体，于50℃干燥，制成半结晶状白色固体，即所述聚硫酸铝锌复合絮凝剂。

进一步改进的，所述铝盐水溶液中铝的质量百分比浓度为3%~15%；所述锌盐水溶液中锌的质量百分比浓度为0.1%~1.0%。

进一步改进的，所述pH调节剂水溶液的质量浓度为45%~55%.

进一步改进的，所述的pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。

进一步改进的，所述的复合絮凝剂水溶液是由锌盐水溶液、铝盐水溶液、pH调节剂水溶液组成，各组分加入量按重量份数计为：锌盐水溶液30-50份，铝盐水溶液40-60份，pH调节剂水溶液10-40份。

相对于现有产品，本发明具有如下优点：

本发明通过上述经研究得出的关键工艺条件和参数制备的复合絮凝剂，是一种高效新型无机高分子絮凝剂，在所述的工艺参数下制得的絮凝剂处理水质pH在8-11范围内均具有很好的絮凝效果，而且形成的絮凝体大而密实，沉降速度快，投加量少，而且保质期更长。与传统的聚合铝盐絮凝剂相比，采用上述制备工艺得到的絮凝剂具有更高的COD去除率和更低的余铝含量，从处理废水成本来看，具有较好的经济效益。

附图说明

图1为实施例制备产品扫描电镜图。

图2为实施例制备产品的红外光谱图。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步说明。但本发明要求保护的范围并不局限性于实施例表示的范围。

实施例1：

室温下分别将40份质量百分比浓度为0.5%的硫酸锌水溶液和60份质量百分比浓度为10%的硫酸铝水溶液混合，在磁力加热搅拌器上滴加15份浓度为50%的氢氧化钠水溶液，搅拌30 min，静置0.5h得到澄清的聚合氯化铝锌复合絮凝剂，于50℃干燥，制成半结晶状白色固体，即一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂。

实施例2：

室温下分别将50份质量百分比浓度为1%的硫酸锌水溶液和60份质量百分比浓度为15%的硫酸铝水溶液混合，在磁力加热搅拌器上滴加25份浓度为50%的氢氧化钠水溶液，搅拌30 min，静置2.0h得到澄清透明的聚合硫酸铝锌复合絮凝剂，于50℃干燥，制成半结晶状白色固体，即一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂。

实施例3：

室温下分别将40份质量百分比浓度为0.75%的硫酸锌水溶液和50份质量百分比浓度为10%的硫酸铝水溶液混合，在磁力加热搅拌器上滴加40份浓度为50%的氢氧化钾水溶液，搅拌30 min，静置6.0h得到澄清透明的聚合硫酸铝锌复合絮凝剂，于50℃干燥，制成半结晶状白色固体，即一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂。

实施例4：

室温下分别将30份质量百分比浓度为1%的硫酸锌水溶液和60份质量百分比浓度为10%的硫酸铝水溶液混合，在磁力加热搅拌器上滴加15份质量浓度为50%的氢氧化钠水溶液，搅拌30 min，静置0.5h得到澄清的聚合氯化铝锌复合絮凝剂，于50℃干燥，制成半结晶状白色固体，即一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂。

上述实例制得的聚硫酸铝锌复合絮凝剂（如实例2）的电镜扫描图如图1所示，把该复合絮凝剂分别用于淀粉厂废水、糖纸厂废水和酒精发酵液，实验结果见表1：

表1制备产品处理不同废水的试验结果

把该复合絮凝剂分别用于造纸废水、制革废水、啤酒厂废水和淀粉厂废水，并于传统的聚合氯化铝絮凝剂处理效果比较（聚合氯化铝，天津市光复精细化工研究所，Al₂O₃含量大于28.0%，碱度为70-75%）。具体的处理效果分别见表2-表4：

表2 制备产品与传统聚合氯化铝絮凝剂处理工业废水试验结果

表3 PAZC投加量对残留铝浓度的影响

由以上实验结果可知，与传统的聚合氯化铝絮凝剂比较，本发明制备的复合絮凝剂对各种工业废水的处理效果较好，不仅投药量低，而且产生的矾花大、沉降速度快，处理后出水的浊度低，残留铝含量少。

Claims

1.一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，室温下分别将硫酸铝和硫酸锌配置成水溶液，得到硫酸铝水溶液和锌盐水溶液，混合，在磁力加热搅拌器上滴加pH调节剂水溶液，搅拌15~30 min，静置0.5h~6h得到稳定的聚合铝锌复合絮凝剂水溶液；絮凝剂水溶液为澄清透明液体，于50℃干燥，制成半结晶状白色固体，即所述聚硫酸铝锌复合絮凝剂。

2.根据权利要求1所述的一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述铝盐水溶液中铝的质量百分比浓度为3%~15%；所述锌盐水溶液中锌的质量百分比浓度为0.1%~1.0%。

3.根据权利要求1所述的一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述pH调节剂水溶液的质量浓度为45%~55%。

4.根据权利要求1所述的一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述的pH调节剂为氢氧化钠或氢氧化钾。

5.根据权利要求1~4任一项所述的一种聚硫酸铝锌复合絮凝剂的制备方法，其特征在于所述的复合絮凝剂水溶液是由锌盐水溶液、铝盐水溶液、pH调节剂水溶液组成，各组分加入量按重量份数计为：锌盐水溶液30-50份，铝盐水溶液40-60份，pH调节剂水溶液10-40份。