CN104761030A - 印染废水专用高效聚合氯化铝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种废水处理用剂，尤其是涉及一种印染废水专用高效聚合氯化铝及其制备方法。其主要是解决现有技术所存在的聚合氯化铝由于存在加药量大，且COD的去除率低，限制了聚合氯化铝的用途，一些复合的聚合氯化铝也得到一些应用，还是存在COD去除率不高、使用成本不低的缺陷等的技术问题。本发明是在盐酸中加入含铝原材料，搅拌充分反应后，得到盐基度为60-90%的盐以及浓度为4-16%的三氧化铝的聚合氯化铝液体；在搅拌罐中向聚合氯化铝液体添加足量无机酸，充分反应，最终制备得到印染废水专用高效聚合氯化铝。

Description

印染废水专用高效聚合氯化铝及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种废水处理用剂，尤其是涉及一种印染废水专用高效聚合氯化铝及其制备方法。
背景技术
在印染废水处理中，混凝沉降是去除废水中胶体悬浮杂质、COD、色度的重要单元操作步骤，混凝沉降的效果决定最终废水水处理效果和废水水处理的成本、以及产泥量。目前大多印染废水处理企业由于添加硫酸亚铁产生大量污泥而改用聚合氯化铝作为混凝剂。中国专利公开了一种高铝含量的聚合氯化铝的制备方法（公开号：CN1718543），其原料为氢氧化铝与盐酸，在反应釜中先加入盐酸溶液，搅拌条件下，加入工业品的结晶氢氧化铝，氢氧化铝与盐酸的摩尔比例为0.4-1∶2，并有催化剂A参与反应过程，氢氧化铝与A的摩尔比为2-50，在蒸汽压力为1-8Kgf/cm2的条件下，反应温度为90-180℃，反应时间2小时以上，反应结束后，生成的聚合氯化铝反应物，放入沉淀槽中，陈化2小时以上，陈化后上面清夜即为聚合氯化铝成品，该聚合氯化铝结构有无定形特征；催化剂A为无机含磷化合物。但用这种方法制备出来的聚合氯化铝由于存在加药量大，且COD的去除率低，限制了聚合氯化铝的用途。一些复合的聚合氯化铝也得到一些应用，还是存在COD去除率不高、使用成本不低的缺陷。
发明内容
本发明是提供一种印染废水专用高效聚合氯化铝及其制备方法，其主要是解决现有技术所存在的聚合氯化铝由于存在加药量大，且COD的去除率低，限制了聚合氯化铝的用途，一些复合的聚合氯化铝也得到一些应用，还是存在COD去除率不高、使用成本不低的缺陷等的技术问题。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：
本发明的印染废水专用高效聚合氯化铝，其特征在于所述的聚合氯化铝的组成及质量百分比为：3-16%的三氧化二铝，40-80%的盐，其余为水，其密度 1.10-1.38克/毫升，pH值为 1-4。
一种印染废水专用高效聚合氯化铝的制备方法，所述的方法包括：
a．在盐酸中加入含铝原材料，搅拌充分反应后，得到盐基度为60-90%的盐以及浓度为4-16%的三氧化二铝的聚合氯化铝液体；
b．在搅拌罐中向聚合氯化铝液体添加足量无机酸，充分反应，最终制备得到印染废水专用高效聚合氯化铝。
添加无机酸，一是适当降低聚合氯化铝的盐基度，但又不破坏原来的铝离子结构形态；二是使部分溶解在聚合氯化铝中二氧化硅析出，形成胶黏状，增强聚合氯化铝的絮凝效果。
本发明是进行分段制备，并不是传统工艺的混合在一起制备。本发明是在先生产高盐基度的聚合氯化铝，来增加聚合铝中的二氧化硅和氯化钙的量，又降低单位耗酸量；再在上述聚合氯化铝中添加无机酸，既降低产品的盐基度以适合于大部分印染废水为碱性，以及生化后的出水碱度高的特点，又使原来溶解于聚合氯化铝中二氧化硅部分析出，形成聚合硅酸，增强产品的絮凝效果。从而提高产品中在印染废水中的电中和能力和絮凝架桥能力。
用铝酸钙粉调盐基度,既要得到低盐基度的产品,又要使得钙粉中的硅部分溶于产品中并酸化,直接做低盐基度的产品,出现废渣膨化和产品本身难以澄清达到国家标准,通过先做普通聚合氯化铝,不仅渣量小,而且产品本身也清澈透明,再加酸调低产品的盐基度就避免出现上述两个问题.
用酸回调PH值，如回调得过少，产品中的硅酸化效应不明显，产品在使用过程中的絮凝效果提高不多，一般需要盐基度降低15%以上。
作为优选，所述的含铝原材料为氢氧化铝、铝矾土、铝酸钙粉。
作为优选，所述的无机酸为任意浓度的盐酸、磷酸。
作为优选，所述的步骤a中的盐酸浓度为10-31%。
作为优选，所述的步骤a中的搅拌时间为1－4小时。
作为优选，所述的步骤b中添加无机酸时的温度为10-800C，反应时间为1-4小时。
因此，本发明比普通聚合氯化铝及其一些复合产品在处理印染废水时具备更为优良COD去除率，并大幅降低混凝剂的投加量和减少混凝沉降的污泥量。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：本例的印染废水专用高效聚合氯化铝，其制备方法为：
称100克浓度31%的盐酸，加入22克氢氧化铝，该氢氧化铝含Al2O3%为 64%（m/m），100-1200C搅拌反应2小时，得到含Al2O3为11.5%（m/m）的氯化铝液体，在上述氯化铝液体中加铝酸钙粉41克，该钙粉的Al2O3%为50%（m/m），总钙为32%（m/m），水137克，保持在80-1200C反应1小时，得到含Al2O3为10.1%（m/ m）；盐基度为85%；密度 1.24克/毫升聚合氯化铝；再上述聚合氯化铝液体中加入196克稀盐酸，该盐酸浓度为7.5%（m/m），保持在20-800C反应1小时得到含Al2O3为6.1%（m/ m）；盐基度为63%；密度 1.18克/毫升的高效印染废水专用聚合氯化铝。
化学反应式为：
1、3HCl+Al(OH)3→AlCl3+3H2O；
2、AlCl3+ Al2O3.CaO+H2O →Al(OH)2.55Cl0.45+CaCl2 ；
3、Al(OH)2.55Cl0.45+ HCl→Al(OH)1.89Cl1.11+H2O。
实施例2：本例的印染废水专用高效聚合氯化铝，其制备方法为：
称100克浓度15%的电子副产盐酸，该盐酸中Al2O3%为 3%，总酸度为15%，加热到500C，加入16克铝酸钙粉，该铝酸钙粉含Al2O3%为50%（m/ m），含总钙为32%（ m/m），搅拌反应2小时，得到含Al2O3为8.4%（m/ m），盐基度为70%；密度 1.20克/毫升的聚合氯化铝液体，在上述液体中加盐酸13.5克，该盐酸浓度为31%，保持在20-800C反应2小时，得到含Al2O3为7.5%（m/ m）；，盐基度为55%、密度 1.18克/毫升的高效印染废水专用聚合氯化铝。
化学反应式为：
1、HCl+ AlCl3+ Al2O3.CaO+H2O→Al(OH)2.25Cl0.75+CaCl2；
2、Al(OH)2.25Cl0.75+ HCl→Al(OH)1.5Cl1.5+H2O。
实施例3：本例的印染废水专用高效聚合氯化铝，其制备方法为：
称100克浓度31%的盐酸，加入22克氢氧化铝，该氢氧化铝含Al2O3%为 64%（m/m），100-1200C搅拌反应2小时，得到含Al2O3为11.5%（m/m）的氯化铝液体，在上述氯化铝液体中加铝酸钙粉30.5克，该钙粉的Al2O3%为50%（m/m），总钙为32%（m/m），水73克，保持在80-1200C反应1-2小时，得到含Al2O3为10.5%（m/ m）；盐基度为75%；密度 1.23克/毫升聚合氯化铝；再上述聚合氯化铝液体中加入33克稀磷酸，该磷酸浓度为40%（m/m），保持在20-800C反应4小时得到含Al2O3为9.1%（m/ m）；盐基度为45%；密度 1.22克/毫升的高效印染废水专用聚合氯化铝
化学反应式为：
1、3HCl+Al(OH)3→AlCl3+3H2O；
2、AlCl3+ Al2O3.CaO+H2O →Al(OH)2.55Cl0.45+CaCl2；
3、Al(OH)2.55Cl0.45+ H3PO4→Al(OH)1.35Cl0.45(PO4)0.4+H2O。
将以上实施例1、实施例2、实施例3产品用于嘉兴某印染厂的废水预处理和生化池出水的终沉池混凝处理去除COD、色度以及产生的污泥量试验，同时和聚合氯化铝做对比。处理结果见下表：
下表为高效印染废水专用聚合氯化铝的印染废水预处理COD去除效果，以及污泥量：
染整污水:  CODcr=951.4 mg/Kg
染整终沉池出水:  PH=7.40   CODcr=96.87mg/L
从以上结果可见，高效印染废水专用聚合氯化铝效果明显改良。在达到同样的水处理效果的基础上，使用高效印染废水专用聚合氯化铝比普通聚合铝可以节省投加量40-50%,污泥量大幅减少。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。

Claims (7)

1.一种印染废水专用高效聚合氯化铝，其特征在于所述的聚合氯化铝的组成及质量百分比为：3-16%的三氧化二铝，40-80%的盐，其余为水，其密度 1.10-1.38克/毫升，pH值为 1-4。
2.一种印染废水专用高效聚合氯化铝的制备方法，其特征在于所述的方法包括：
a．在盐酸中加入含铝原材料，搅拌充分反应后，得到盐基度为60-90%的盐以及浓度为4-16%的三氧化二铝的聚合氯化铝液体；
b．在搅拌罐中向聚合氯化铝液体添加足量无机酸，充分反应，最终制备得到印染废水专用高效聚合氯化铝。
3.根据权利要求2所述的印染废水专用高效聚合氯化铝的制备方法，其特征在于所述的含铝原材料为氢氧化铝、铝矾土、铝酸钙粉。
4.根据权利要求2所述的印染废水专用高效聚合氯化铝的制备方法，其特征在于所述的无机酸为任意浓度的盐酸、磷酸。
5.根据权利要求2所述的印染废水专用高效聚合氯化铝的制备方法，其特征在于所述的步骤a中的盐酸浓度为10-31%。
6.根据权利要求2所述的印染废水专用高效聚合氯化铝的制备方法，其特征在于所述的步骤a中的搅拌时间为1－4小时。
7.根据权利要求2所述的印染废水专用高效聚合氯化铝的制备方法，其特征在于所述的步骤b中添加无机酸时的温度为10-800C，反应时间为1-4小时。
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