CN107324468A - 一种聚合硫酸铝钛的制备方法及应用 - Google Patents

一种聚合硫酸铝钛的制备方法及应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种聚合硫酸铝钛的制备方法及应用。浓度为0.01～0.05mol/L的硫酸铝溶液与浓度为0.001～0.01mol/L的硫酸钛溶液按照0.1～0.6：1的Ti/Al的摩尔比混合恒温水浴搅拌制得的硫酸钛与硫酸铝的混合溶液，硫酸钛与硫酸铝的混合溶液按照n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比混合恒温水浴搅拌制得聚合硫酸铝钛无机复合高分子混凝剂，聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂的n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比为0.1～1.0，加入1mol/L的氢氧化钠或碳酸钠恒温水浴搅拌后熟化即得。本发明制备的无机复合高分子混凝剂混凝效果好，工艺简单，成本低，添加量小，应用广泛。

Description

一种聚合硫酸铝钛的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种聚合硫酸铝钛的制备方法及应用，属于水处理技术领域。
背景技术
工农业的迅速发展，人口剧增，人类赖以生存的水资源日渐贫乏，水资源危机日趋加剧，水污染以及缺水问题已经成为制约经济发展的重要因素。为了节约水资源，提高水的利用率，减轻和消除水污染对人类和环境造成的危害，必须加强水处理工作。在水污染控制、给水净化处理、污(废)水深度处理回用以及污泥脱水处理工艺技术中，混凝技术是应用最普遍的处理技术单元。混凝过程的行为和效果决定着后续水和废水处理流程的运行工况、出水水质和成本费用。
混凝技术因其工艺简单，经济高效，操作方便而被广泛应用于城市污水和工业废水处理中。
混凝过程是指在水处理过程中向水中投加药剂，进行水与药剂的混合，使水中稳定分散的胶体和其他细微的污染物质通过压缩双电层、吸附电中和作用、吸附架桥、网捕或卷扫作用而脱稳并且聚集沉淀与水分离的过程。
天然水体中存在的无机盐离子或者在水处理中作为混凝剂加入水中的无机盐可以通过数种方式影响微粒的稳定性。一是提供反离子而达到压缩双电子层厚度并降低ζ电位的作用；二是溶解产生的各种离子与微粒表面发生专属化学作用而达到电中和作用；三是由水解金属盐类生成的沉淀物发挥卷扫网捕作用使微粒转入沉淀。无机高分子混凝剂的优点在于它比传统混凝剂效能更优异，比有机高分子混凝剂价格低廉。传统的无机混凝剂和无机高分子混凝剂都是Al、Fe盐类水解时趋向氢氧化物沉淀的中间产物。铝盐和铁盐一直是水和废水处理中广泛应用的无机混凝剂，其产品主要有硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁、聚合氯化铝和聚合硫酸铁等。这些产品及水解聚合产物带有正电荷，主要是通过吸附电中和及卷扫作用机理对水体中的负电荷的胶体污染物质发生凝聚作用，但其对水体中的胶体污染物质的吸附架桥能力较弱，往往需要较高的投加量才能取得良好的混凝效果。为了进一步提高无机混凝剂的混凝效果和降低产品用量，通过大量研究和应用实践发现：若把铝盐和铁盐在一定条件下通过共聚反应，通过形成具有更高分力量的产品或者协同增效作用可制备出具有更好混凝效果的无机高分子混凝剂产品。
现有的硫酸铝(SA)作为一种无机混凝剂，当单独使用时，药剂的投量大，污水处理的效果不明显，矾花小而密、沉降速度慢、残余铝对人体健康存在较大威胁等问题。
发明内容
本发明针对现有的硫酸铝(SA)无机混凝剂作为污水处理药剂时，药剂投加量大，污水处理的效果不明显，产生的絮体较脆弱，在水体受到扰动时容易破碎，沉降速度较小、残余铝对人体健康存在较大威胁等问题，提供一种聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂及其制备与应用，制备具有良好混凝效果的无机复合高分子混凝剂。
为实现上述发明目的，本发明的一种聚合硫酸铝钛的制备方法，其为以下步骤：
(1)称取一定质量的硫酸铝加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，控制硫酸铝溶液的浓度为0.01～0.05mol/L，称取一定质量的硫酸钛加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，控制硫酸钛溶液的浓度为0.001～0.01mol/L；
(2)按照Ti/Al的摩尔比为0.1～0.6，将步骤(1)所得硫酸铝溶液和硫酸钛溶液混合，恒温水浴搅拌1～2h，恒温温度为30-80℃，得到硫酸铝钛溶液；
(3)按照n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比为0.1～1.0，向硫酸铝钛溶液逐滴加入浓度为1mol/L的氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3)溶液，滴加完毕后，恒温水浴持续搅1～2h，恒温温度为30-80℃，得聚合硫酸铝钛溶液；
(4)将步骤(3)所得聚合硫酸铝钛溶液放置于室温的环境下，熟化12～24h，即得到成品聚合硫酸铝钛(PTAS)。
所述硫酸铝的纯度≥99％，硫酸钛的含量≥96％。
所述步骤(2)中硫酸铝钛溶液制备过程搅拌速度为200-400r/min；步骤(3)中聚合硫酸铝钛溶液制备过程搅拌速度为100-300r/min，氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠Na2CO3)溶液加入时间为30-90min，滴加完毕终点pH为5-6.5。
聚合硫酸铝钛的应用，聚合硫酸铝钛为无机复合高分子混凝剂，应用于给水、城市污水、造纸废水和纺织印染废水领域。用于给水、城市污水的水处理药剂，聚合硫酸铝钛无机复合高分子混凝剂投加量为5～20mg/L，适用的pH值为6～9；用于造纸废水和纺织印染废水的水处理药剂，聚合硫酸铝钛无机复合高分子混凝剂投加量为15-30mg/L，适用的pH值为5～9。
在处理给水、城市污水，预先用酸碱将废水调节pH为6～9，将聚合硫酸铝钛均匀加入废水中并搅拌，搅拌速度为50-300r/min，维持温度为5-65℃，停留时间15-45min；在处理造纸废水和纺织印染废水时，预先用酸碱将废水调节pH为5～9，将聚合硫酸铝钛均匀加入废水中并搅拌，搅拌速度为50-400r/min，维持温度为5-65℃，停留时间15-45min。
为克服硫酸钛(ST)本身呈现强酸性导致混凝出水的pH值较低的缺点，本发明采用滴加氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3)的方法，使硫酸钛(ST)预水解，从而在一定的程度上缓解其强烈的水解作用，并在此基础上引入硫酸铝(SA)增强其电中和与吸附架桥能力，在提高其混凝效果的同时也提高的出水的pH值。
钛盐极易水解，具有一定吸附架桥与卷扫网捕作用，作为水处理药剂能有效降低出水的浊度，去除水体中的有机污染物，且在低温水体环境下混凝效果优于传统的铝盐和铁盐混凝剂。钛离子添加到铝盐中可以取代一部分的铝离子，且钛离子可以水解聚合为多核高分子聚合产物，能够和Al3+离子一起产生良好的吸附电中和作用，改善了单独Al3+离子为主体混凝剂的不足，增强混凝剂的分子量和混凝能力。据报道钛盐混凝剂处理后水中钛的残留量极低，且无生物毒性，具有环境友好的优点。因此，在一定条件下，将硫酸铝(SA)、硫酸钛(ST)进行复合，据协同增效的原理，应具备更强的吸附电中和与吸附架桥网捕能力，则可得到混凝性能更为优良且能满足水处理领域要求的无机复合高分子混凝剂聚合硫酸铝钛(PTAS)。
本发明的聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂与现有的技术相比具有如下的优良效果：
(1)本发明的聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂，是以硫酸铝(SA)、硫酸钛(ST)为原料，采用将氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3)滴加到硫酸铝(SA)与硫酸钛(ST)混合的水溶液中的方法制备聚合硫酸铝钛(PTAS)。该复合高分子混凝剂产品具有稳定性能好，对胶体颗粒吸附架桥能力强、混凝效果好、适用范围广、出水pH接近中性方便后续处理等优点。
(2)本发明的聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂与硫酸铝(SA)混凝剂相比，引入了硫酸钛(ST)，钛离子水解产生的四价络合物[TiO4]n中所含的Ti-O-Ti键，使得形成更多的链网状结构，从而提高混凝过程中的卷扫网捕作用，使得复合高分子混凝剂对污染物有更好的电中和、吸附架桥作用，混凝效果更佳。
(3)本发明的聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂，由于在硫酸铝(SA)与硫酸钛(ST)的混合溶液中加入了氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3)，对硫酸钛(ST)进行了碱化，使硫酸钛(ST)预水解，从而在一定程度上缓解其强烈的水解作用，在提高混凝效果的同时也使出水pH值有略微提高，对混凝出水的后续处理具有重要意义。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
一种聚合硫酸铝钛的制备方法，其为以下步骤：
(1)称取一定质量的硫酸铝加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，控制硫酸铝溶液的浓度为0.01～0.05mol/L，称取一定质量的硫酸钛加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，控制硫酸钛溶液的浓度为0.001～0.01mol/L；
(2)按照Ti/Al的摩尔比为0.1～0.6，将步骤(1)所得硫酸铝和硫酸钛溶液溶液混合，恒温水浴搅拌1～2h，恒温温度为30-80℃，得到硫酸铝钛溶液；
(3)按照n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比为0.1～1.0，向硫酸铝钛溶液逐滴加入浓度为1mol/L的氢氧化钠(NaOH)溶液或碳酸钠(Na2CO3)溶液，滴加完毕后，恒温水浴持续搅1～2h，恒温温度为30-80℃，得聚合硫酸铝钛溶液；
(4)将步骤(3)所得聚合硫酸铝钛溶液放置于室温的环境下，熟化12～24h，即得到成品聚合硫酸钛铝。
所述硫酸铝的纯度≥99％，硫酸钛的含量≥96％。
所述步骤(2)中硫酸铝钛溶液制备过程搅拌速度为200-400r/min，步骤(3)中聚合硫酸铝钛溶液制备过程搅拌速度为100-300r/min，氢氧化钠溶液或碳酸钠溶液加入时间为30-90min，滴加完毕终点pH为5-6.5。
聚合硫酸铝钛的应用，聚合硫酸铝钛为无机复合高分子混凝剂，应用于给水、城市污水、造纸废水和纺织印染废水领域，用于给水、城市污水的水处理药剂，聚合硫酸铝钛无机复合高分子混凝剂投加量为5～20mg/L，适用的pH值为6～9，用于造纸废水和纺织印染废水的水处理药剂，聚合硫酸铝钛无机复合高分子混凝剂投加量为15-30mg/L，适用的pH值为5～9。
在处理给水、城市污水，预先用酸碱将废水调节pH为6～9，将聚合硫酸铝钛均匀加入废水中并搅拌，搅拌速度为50-300r/min，维持温度为5-65℃，停留时间15-45min，在处理造纸废水和纺织印染废水时，预先用酸碱将废水调节pH为5～9，将聚合硫酸铝钛均匀加入废水中并搅拌，搅拌速度为50-400r/min，维持温度为5-65℃，停留时间15-45min。
实施例1
(1)称取3.3321g硫酸铝(SA)白色晶体溶解于约20mL的去离子水中，充分搅拌使其溶解得到无色透明的硫酸铝(SA)溶液。
(2)称取0.9600g硫酸钛(ST)白色晶体溶解于约20mL的去离子水中，充分搅拌使其溶解得到无色透明的硫酸钛(ST)溶液。
(3)按照Ti/Al的摩尔比为0.4，将(1)、(2)中的溶液混合，然后置于60℃恒温水浴搅拌1.0h，得到Ti/Al的摩尔比为0.4的硫酸铝钛溶液(SAT)。
(4)按照n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比为0.3，逐滴向(3)中的混合溶液加入浓度为1mol/L的氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3)溶液，滴加完毕后，60℃恒温水浴持续搅拌2h，得聚合硫酸铝钛(PTAS)溶液。
(5)将步骤(4)所得聚合硫酸铝钛(PTAS)溶液放置于室温的环境下，熟化24h，即得到成品聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂。
实施例2
一种聚合硫酸铝钛的制备方法，其为以下步骤：
(1)称取一定质量的硫酸铝加去离子水充分搅拌溶解得到浓度为0.03mol/L的硫酸铝溶液，称取一定质量的硫酸钛加去离子水充分搅拌溶解得到浓度为0.004mol/L的硫酸钛溶液；
(2)按照Ti/Al的摩尔比为0.35，将将步骤(1)所得硫酸铝和硫酸钛溶液溶液混合，恒温水浴搅拌1.5h，恒温温度为60℃，得到硫酸铝钛溶液；
(3)按照n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比为0.4，向硫酸铝钛溶液逐滴加入浓度为1mol/L的氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3)溶液，滴加完毕后，恒温水浴持续搅1.5h，恒温温度为60℃，得聚合硫酸铝钛溶液；
(4)将步骤(3)所得聚合硫酸铝钛溶液放置于室温的环境下，熟化20h，即得到成品聚合硫酸铝钛。
所述硫酸铝的纯度≥99％，硫酸钛的含量≥96％。
所述步骤(2)中硫酸铝钛溶液制备过程搅拌速度为200r/min，聚合硫酸铝钛溶液制备过程搅拌速度为200r/min，氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3)溶液的加入时间为70min，滴加完毕终点pH为6.23。
实施例3
一种聚合硫酸铝钛的制备方法，其为以下步骤：
(1)称取一定质量的的硫酸铝加去离子水充分搅拌溶解得到浓度为0.04mol/L的硫酸铝溶液，称取一定质量的硫酸钛加去离子水充分搅拌溶解得到浓度为0.004mol/L的硫酸钛溶液；
(2)按照Ti/Al的摩尔比为0.4，将步骤(1)所得硫酸铝和硫酸钛溶液溶液混合，恒温水浴搅拌2.0h，恒温温度为60℃，得到硫酸铝钛溶液；
(3)按照n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比为0.3，向硫酸铝钛溶液逐滴加入浓度为1mol/L的氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3)溶液，滴加完毕后，恒温水浴持续搅2.0h，恒温温度为60℃，得聚合硫酸铝钛溶液；
(4)将步骤(3)所得聚合硫酸铝钛溶液放置于室温的环境下，熟化24h，即得到成品聚合硫酸铝钛。
所述硫酸铝的纯度≥99％，硫酸钛的含量≥96％。
所述步骤(2)中硫酸铝钛溶液制备过程搅拌速度为300r/min，聚合硫酸铝钛溶液制备过程搅拌速度为150r/min，氢氧化钠(NaOH)或碳酸钠(Na2CO3)溶液的加入时间为80min，滴加完毕终点pH为6.35。
实施例4
将聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂处理高岭土模拟水样的处理并分析处理结果。
高岭土模拟水样水样配置方法如下：称取6.0～8.0g的高岭土，加入900mL的纯水，磁力搅拌40min，将所得混合液倾倒入1L量筒，添加纯水至1L刻度处，40min静沉后，虹吸法吸取600～800mL上清液，得到高岭土储备液。混凝实验时，利用高岭土储备液调节水水样的初始浊度，即得到高岭土模拟水样。
模拟水样的水质指标为：原水浊度117.0±1.00NTU，pH值在7.00±0.05。混凝效果以剩余浊度表示。
表1为水浴温度为30～80℃搅拌；Ti/Al的摩条件尔比为0.3；n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比为0.2的条件下制备聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂对高岭土模拟水样的处理效果。(混凝剂投加量:10mg/L)
表1
由以上处理结果可见，出水的剩余浊度随着水浴恒定温度的增加先减小后增大，在水浴恒定温度为60℃的时候达到最低。由此可见，水浴恒定温度对混凝效果具有重要影响，一定的水浴恒定温度可优化混凝效果。当水浴温度为60℃时，对浊度去除效果最好。这是由于Al3+和Ti4+的水解速度极快，且为吸热反应，所以适当提高反应水浴温度可加快Al3+和Ti4+水解的速度，使Al3+和Ti4+形成配合物中的羟基增多，提高盐基度，而且可促进Al3+和Ti4+朝着深层水解的方向顺利进行，形成高聚合度的羟基配合物。当温度高于60℃时，Al3+和Ti4+形成的高聚合度配合物相对稳定性降低，这是由于水浴恒温过高时，配合物分解速率加快，羟基配合物上结合的羟基数量减少，降低了盐基度，从而使产物性能降低。
实施例5
将聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂处理高岭土模拟水样并分析处理结果。
高岭土模拟水样水样配置方法如下：称取6.0～8.0g的高岭土，加入900mL的纯水，磁力搅拌40min，将所得混合液倾倒入1L量筒，添加纯水至1L刻度处，40min静沉后，虹吸法吸取600～800mL上清液，得到高岭土储备液。混凝实验时，利用高岭土储备液调节水水样的初始浊度，即得到高岭土模拟水样。
模拟水样的水质指标为：原水浊度125.0±1.00NTU，pH值在7.30±0.05上下。混凝效果以剩余浊度表示。
表2为水浴温度为60℃搅拌条件下，Ti/Al的摩条件尔比为0.1～0.6；n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比为0.2的条件下制备聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂对高岭土模拟水样的处理效果。(混凝剂投加量:10mg/L)
表2
由以上处理结果可见，出水的剩余浊度随着Ti/Al的摩尔比的增加先减小后增大，在Ti/Al的摩尔比为0.4的时候达到最低。由此可见，Ti/Al的摩尔比对混凝效果具有重要影响，一定的Ti/Al的摩尔比可优化混凝效果。当Ti/Al摩尔比由0.1变为0.4时，余浊由1.11(NTU)降低至0.59(NTU)。当继续增加Ti/Al摩尔比变为0.6时，余浊升高至1.13(NTU)。这是由于随着Ti/Al摩尔比的增加，产物所携带的Ti4+的增多会形成更多的链网状结构，从而提高混凝过程中的桥联卷扫网捕作用，但当Ti/Al摩尔比过高时，由于Ti4+水解性较强，过高含量的Ti4+会使水体pH下降，从而不利于混凝过程的进行，导致除浊效果降低。应用实例的结果表明，在Ti/Al摩尔比为0.4时，聚合硫酸铝钛(PTAS)中Ti4+和Al3+的混凝协同作用最佳，对浊度的去除效果最优。
实施例6
将聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂处理高岭土模拟水样并分析处理结果。
高岭土模拟水样水样配置方法如下：称取6.0～8.0g的高岭土，加入900mL的纯水，磁力搅拌40min，将所得混合液倾倒入1L量筒，添加纯水至1L刻度处，40min静沉后，虹吸法吸取600～800mL上清液，得到高岭土储备液。混凝实验时，利用高岭土储备液调节水水样的初始浊度，即得到高岭土模拟水样。
模拟水样的水质指标为：原水浊度127.0±1.00NTU，pH值在7.20±0.05上下。混凝效果以剩余浊度表示。
表3为水浴温度为60℃搅拌条件下，Ti/Al的摩条件尔比为0.4；n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比为0.1～0.6的条件下制备聚合硫酸铝钛(PTAS)无机复合高分子混凝剂对高岭土模拟水样的处理效果。(混凝剂投加量:10mg/L)
表3
由以上处理结果可见，出水的剩余浊度随着n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比的增加先减小后增大，在n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比为0.3的时候达到最低。由此可见，n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比对混凝效果具有重要影响，一定的n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比可优化混凝效果。随着n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比的增加，Al3+水解产物以中等程度的聚合物为主，该类成分不仅保留了较高的正电荷，单个粒子正电荷高，具有良好的吸附电中和能力，而且具有相对的稳定性，保证了混凝作用的有效发挥。当n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比不断增大，混凝剂中的Ti4+水解形态逐渐从单体向聚合态转化，当n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比进一步增大，Ti4+的水解形态则进一步从聚合态向高聚物转化，但是部分高聚合度的钛配合物不稳定，会出现一定程度的分解。因此，随着n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比的增大，Ti4+的水解是一个先聚合后分解的过程。综上所述，n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比＝0.3时，对浊度去除效果最好。
实施例7
将实施例2制备的聚合硫酸铝钛应用于城市污水处理，聚合硫酸铝钛无机复合高分子混凝剂投加量为15mg/L，预先用酸碱将废水调节pH为7.0，将聚合硫酸铝钛均匀加入废水中并搅拌，搅拌速度为50-300r/min，维持温度为40℃，停留时间30min，原始城市污水的浊度为200NTU，最终处理后的水的浊度为0.45NTU。
实施例8
将实施例3制备的聚合硫酸铝钛应用于造纸废水，用于造纸废水的水处理药剂，聚合硫酸铝钛无机复合高分子混凝剂投加量为25mg/L，预先用酸碱将废水调节pH为5.5，将聚合硫酸铝钛均匀加入废水中并搅拌，搅拌速度为165r/min，维持温度为62℃，停留时间41min，原始污水的浊度为220NTU，最终处理后的水的浊度为0.25NTU。
实施例9
将实施例3制备的聚合硫酸铝钛应用与某校湖水处理，用于地表湖水的水处理药剂，聚合硫酸铝钛无机复合高分子混凝剂投加量为10mg/L，将聚合硫酸铝钛均匀加入湖水水样中并搅拌，搅拌速度为210r/min条件下搅拌2min，搅拌速度为50r/min条件下搅拌10min，维持湖水水样的原始温度，停留时间为30min。湖水的水质指标为：原水浊度24.0±1.00NTU，在波长为254nm下的吸光度为0.043～0.056，化学需氧量(COD)为27.0±3.00mg/L左右，pH值在8.30±0.3，最终处理后的水的浊度为0.29NTU，化学需氧量(COD)去除率达到96％～99％。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种聚合硫酸铝钛的制备方法，其特征在于，为以下步骤：
(1)称取一定质量的硫酸铝加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，控制硫酸铝溶液的浓度为0.01～0.05mol/L，称取一定质量的硫酸钛加去离子水充分搅拌溶解得到无色透明溶液，控制硫酸钛溶液的浓度为0.001～0.01mol/L；
(2)按照Ti/Al的摩尔比为0.1～0.6，将步骤(1)所得硫酸铝和硫酸钛溶液溶液混合，恒温水浴搅拌1～2h，恒温温度为30-80℃，得到硫酸铝钛溶液；
(3)按照n(OH)/n(Al+Ti)的摩尔比为0.1～1.0，向硫酸铝钛溶液逐滴加入浓度为1mol/L的氢氧化钠或碳酸钠溶液，滴加完毕后，恒温水浴持续搅1～2h，恒温温度为30-80℃，得聚合硫酸铝钛溶液；
(4)将步骤(3)所得聚合硫酸铝钛溶液放置于室温的环境下，熟化12～24h，即得到成品聚合硫酸铝钛。
2.如权利要求1所述的一种聚合硫酸铝钛的制备方法，其特征在于，所述硫酸铝的纯度≥99％，硫酸钛的含量≥96％。
3.如权利要求1所述的一种聚合硫酸铝钛的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中硫酸铝钛溶液制备过程搅拌速度为200-400r/min，步骤(3)中聚合硫酸铝钛溶液制备过程搅拌速度为100-300r/min，氢氧化钠或碳酸钠溶液的加入时间为30-90min，滴加完毕终点pH为5-6.5。
4.如权利要求1所述的一种聚合硫酸铝钛的应用，其特征在于，聚合硫酸铝钛为无机复合高分子混凝剂，应用于给水、城市污水、造纸废水和纺织印染废水领域，用于给水、城市污水的水处理药剂，聚合硫酸铝钛无机复合高分子混凝剂投加量为5～20mg/L，适用的pH值为6～9，用于造纸废水和纺织印染废水的水处理药剂，聚合硫酸铝钛无机复合高分子混凝剂投加量为15-30mg/L，适用的pH值为5～9。
5.如权利要求4所述的一种聚合硫酸铝钛的应用，其特征在于：在处理给水、城市污水，预先用酸碱将废水调节pH为6～9，将聚合硫酸铝钛均匀加入废水中并搅拌，搅拌速度为50-300r/min，维持温度为室温，停留时间15-45min，在处理造纸废水和纺织印染废水时，预先用酸碱将废水调节pH为5～9，将废水与聚合硫酸铝钛均匀加入废水中并搅拌，搅拌速度为50-400r/min，维持温度为40-65℃，停留时间15-45min。
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