CN108128864A - 一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法 - Google Patents
一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108128864A CN108128864A CN201711390548.1A CN201711390548A CN108128864A CN 108128864 A CN108128864 A CN 108128864A CN 201711390548 A CN201711390548 A CN 201711390548A CN 108128864 A CN108128864 A CN 108128864A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- polyaluminium
- zirconium
- raw water
- preparation
- flocculant
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
- C02F1/52—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
- C02F1/5236—Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities using inorganic agents
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
- C01G25/006—Compounds containing, besides zirconium, two or more other elements, with the exception of oxygen or hydrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G25/00—Compounds of zirconium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Separation Of Suspended Particles By Flocculating Agents (AREA)
Abstract
一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法属于给水处理技术领域。本发明针对无机低分子锆盐絮凝剂适应原水pH值变化能力较差的问题,通过同时对铝盐和锆盐进行预水解,共聚后生成的铝盐水解产物可拓宽适用的原水pH值范围宽,锆盐水解产物尺寸大强化了网捕卷扫作用可对水中有机污染物高效去除。本发明特别适用于pH值非中性的高有机物含量的原水强化混凝处理。
Description
技术领域
本发明属给水处理领域,特别涉及一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法。
背景技术
混凝是给水处理工艺中的重要单元,其对污染物的去除效果直接决定着后续工艺的运行负荷及最终出水水质。有研究表明,混凝单元对有机物的去除效果与后续加氯消毒步骤中生成的消毒副产物的多少呈正比关系。即有机物去除效果佳,消毒副产物的生成量少。这些消毒副产物已被证实可致癌,其形成应予以最大限度地限制。为此,如何提高混凝单元对有机物的去除效能受到业内的广泛关注,并成为综合优化混凝效果的重要目标之一。
铝盐絮凝剂在过去的近百年的工程应用中发挥了重要作用。而其对有机物的去除效果有限,尤其是对小分子有机物的去除效果不佳。为了提高有机物的去除效果,增加铝盐絮凝剂的投加量是常用手段。而这一操作会使得出水中的残余铝含量增加,长期饮用高铝含量的水不利于人体健康,并会增加患心脑疾病的风险。为此,研制新型絮凝剂以提高有机物(特别是小分子有机物)的去除效果是当前研究的热点问题。无机低分子锆盐絮凝剂可实现对有机物的高效去除,特别是相比于铝盐絮凝剂对小分子有机物的去除效果有显著提升。然而,无机低分子锆盐絮凝剂对原水pH值变化适应能力较差,因而,始终未能在工程中使用。
为此,制备出能够适应原水pH值变化并具备对有机物较高去除率的高效锆盐絮凝剂是水处理领域研究人员进一步开发利用锆盐絮凝剂的需要攻克的技术难题。为此,本案发明人针对该问题,提出了一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法,以克服无机低分子锆盐絮凝剂在较低或较高的pH值原水中对有机污染物去除效果差的缺点。
发明内容
本发明的目的是针对无机低分子锆盐在较低或较高的pH值原水中对有机污染物去除效果差的问题,提供一种适用于较宽原水pH值范围的高分子锆盐絮凝剂的制备方法,特别涉及一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法。
本发明的技术原理在于:同时对Zr和Al离子进行预水解,生成的预水解产物分子量显著增加且分子链较长,其在投加后的形态稳定性强受原水pH值变化的影响较小,主要以聚合氯化锆铝的预水解产物发挥网捕卷扫和吸附架桥的协同作用实现对有机物的高效去除。
为实现上述目的,本发明提供的一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂,可以通过如下方法得到:
其制备步骤如下:
(1)称取原料,配制溶液;
(2)将四氯化锆溶液与氯化铝溶液按照Zr/Al摩尔比为2~5:1进行复配并充分混合;
(3)将氢氧化钠溶液逐滴加入到步骤(2)中的复配混合液中,调节碱化度B为0.5~2.0,室温20~25℃下以500~600rpm持续搅拌至溶液呈无色透明后,静置熟化10~12小时,得到聚合氯化锆铝溶液。
所述方法中,步骤(2)中Zr/Al摩尔比,当原水中有机物含量TOC≥7mg/L时,应选自3~5:1范围;当原水中有机物含量TOC<7mg/L时,应选自2~3:1范围。
所述方法中,步骤(3)中碱化度(B),是指[OH]/[Zr+Al]的摩尔比值;当原水中有机物含量TOC≥7mg/L时,应选自0.5~1.5范围;当原水中有机物含量TOC<7mg/L时,应选自1.5~2.0范围。
本发明的技术优势、可取得如下预期的技术效果:
(1)在较宽原水pH值范围内,聚合氯化锆铝絮凝剂可对有机物高效去除,形成的絮体尺寸较大、密实且沉降性能良好。
(2)在保证总体污染物去除率的前提下,由于相对减少了铝盐的投量,出水中余铝含量较单独投加铝盐絮凝剂显著降低。
(3)聚合氯化锆铝新型絮凝剂稳定性好,可储存2~3个月。
(4)操作方法简单易行,原料易得,成本低廉,实际应用的可能性较大。
具体实施方式
实施例1
取北京市内某河水作为试验用原水,原水浊度为21.8NTU,TOC为12.3mg/L,pH值为7.3,水温为13.8℃。
使用本发明的方法制备的絮凝剂对上述河水进行混凝试验。试验开始前,使用质量浓度为30%的盐酸将原水的pH值调至5.5。此试验的过程为混凝试验开始时投加絮凝剂,同时以500rpm进行1min快速搅拌,然后以50rpm进行15min的慢速搅拌,最后静沉15min后测沉后水的水质。
当原水中有机物含量TOC≥7mg/L时,Zr/Al摩尔比应选自3~5:1范围;碱化度B,指[OH]/[Zr+Al]的摩尔比值应选自0.5~1.5范围,具体的制备过程如下:
(1)配制0.4mol/L(以锆计)的四氯化锆溶液和0.1mol/L(以铝计)的氯化铝溶液;
(2)将配制好的100mL四氯化锆溶液与100mL氯化铝溶液按照Zr/Al摩尔比为4:1进行复配并充分混合;
(3)取50mL的0.5mol/L氢氧化钠溶液使用注射泵以0.1mL/min的速度逐滴加入到步骤(2)中的50mL的复配混合液中,室温25℃下以600rpm持续搅拌至溶液呈无色透明后,静置熟化12小时,得到碱化度B,即[OH]/[Zr+Al]的摩尔比值为1.0,聚合氯化锆铝絮凝剂。
试验结果如下:
注:聚合氯化锆铝的投量是以Zr+Al的摩尔计。
说明采取本案的发明方法制备得到聚合氯化锆铝絮凝剂较单独使用氯化铝作为絮凝剂而言,可对pH值为5.5的原水中的浊度和有机物的高效去除,且出水残余铝含量显著降低。证明了本案提出的新方法制备的聚合氯化锆铝絮凝剂在pH值较低的原水中混凝作用的高效性。
实施例2
取北京某公园湖水作为试验用水,原水浊度为5.8NTU,TOC为4.3mg/L,pH值为7.7,水温为12.5℃。
使用本发明的方法制备的絮凝剂对上述河水进行混凝试验。试验开始前,使用质量浓度为0.5mol/L的NaOH溶液将原水的pH值调至8.5。此试验的过程为混凝试验开始时投加絮凝剂,同时以500rpm进行1min快速搅拌,然后以50rpm进行15min的慢速搅拌,最后静沉15min后测沉后水的水质。
当原水中有机物含量TOC<7mg/L时,Zr/Al摩尔比应选自2~3:1范围;碱化度B,指[OH]/[Zr+Al]的摩尔比值应选自1.5~2.0范围,具体的制备过程如下:
(1)配制0.2mol/L(以锆计)的四氯化锆溶液和0.1mol/L(以铝计)的氯化铝溶液;
(2)将配制好的100mL四氯化锆溶液与100mL氯化铝溶液按照Zr/Al摩尔比为2:1进行复配并充分混合;
(3)取50mL的0.6mol/L氢氧化钠溶液使用注射泵以0.1mL/min的速度逐滴加入到步骤(2)中的50mL的复配混合液中,室温25℃下以600rpm持续搅拌至溶液呈无色透明后,静置熟化12小时,得到碱化度B,即[OH]/[Zr+Al]的摩尔比值为2.0,聚合氯化锆铝絮凝剂。
试验结果如下:
注:聚合氯化锆铝的投量是以Zr+Al的摩尔计。
说明采取本案的发明方法制备得到聚合氯化锆铝絮凝剂较单独使用氯化铝作为絮凝剂而言,可对pH值为8.5的原水中的浊度和有机物的高效去除,且沉后水中残余铝含量显著降低,充分证明了本案提出的新方法制备的聚合氯化锆铝絮凝剂可在pH值较高的原水中发挥混凝效能的高效性。
Claims (3)
1.一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法,其特征在于:所用原料:氯化铝;四氯化锆和氢氧化钠;
其制备步骤如下:
(1)称取原料,配制溶液;
(2)将四氯化锆溶液与氯化铝溶液按照Zr/Al摩尔比为2~5:1进行复配并充分混合;
(3)将氢氧化钠溶液逐滴加入到步骤(2)中的复配混合液中,调节碱化度B为0.5~2.0,碱化度B是指[OH]/[Zr+Al]的摩尔比值;室温20~25℃下以500~600rpm持续搅拌至溶液呈无色透明后,静置熟化10~12小时,得到聚合氯化锆铝溶液。
2.根据权利要求1所述的聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法,其特征在于,步骤(2)中Zr/Al摩尔比,当原水中有机物含量TOC≥7mg/L时,应选自3~5:1范围;当原水中有机物含量TOC<7mg/L时,应选自2~3:1范围。
3.根据权利要求1所述的聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法,其特征在于,步骤(3)中当原水中有机物含量TOC≥7mg/L时,碱化度B应选自0.5~1.5范围;当原水中有机物含量TOC<7mg/L时,碱化度B应选自1.5~2.0范围。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711390548.1A CN108128864A (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法 |
PCT/CN2017/118445 WO2019119477A1 (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-26 | 一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201711390548.1A CN108128864A (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN108128864A true CN108128864A (zh) | 2018-06-08 |
Family
ID=62391968
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201711390548.1A Pending CN108128864A (zh) | 2017-12-21 | 2017-12-21 | 一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN108128864A (zh) |
WO (1) | WO2019119477A1 (zh) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111704222A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-09-25 | 重庆工商大学 | 一种通过预水解强化酯类絮凝剂絮凝能力的方法 |
CN112093873A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-18 | 中山大学 | 一种复合絮凝剂及其制备方法和应用 |
CN114436385A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-06 | 南京大学 | 一种聚锆混凝剂及其应用 |
CN115893620A (zh) * | 2023-01-05 | 2023-04-04 | 济南大学 | 一种聚合铝锆混凝剂的制备方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101979333A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-02-23 | 杭州电子科技大学 | 聚硅钛复合絮凝剂的制备方法 |
CN102010045A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-04-13 | 杭州电子科技大学 | 一种含钛聚硅酸金属盐絮凝剂的制备方法 |
CN107151030A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-09-12 | 中国科学技术大学 | 一种聚合四氯化锆无机高分子混凝剂的制备方法及其应用 |
CN107324468A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-07 | 湖南科技大学 | 一种聚合硫酸铝钛的制备方法及应用 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1173893C (zh) * | 2000-12-22 | 2004-11-03 | 华南理工大学 | 一种聚合碱式铝硅絮凝剂及其制备方法 |
GB2371296A (en) * | 2001-01-22 | 2002-07-24 | Feralco Sa | Aluminium chloride and zirconium-containing coagulant compositions |
US20160175350A1 (en) * | 2013-07-31 | 2016-06-23 | Colgate-Palmolive Company | Aluminum chlorohydrate salts exhibiting high sec peak 3 |
KR20150103939A (ko) * | 2014-03-04 | 2015-09-14 | 주식회사 한 수 | 불소 제거를 위한 수처리용 무기응집제 및 그 제조방법 |
CN104944554A (zh) * | 2014-03-31 | 2015-09-30 | 株式会社韩水 | 用于去氟的水处理用无机凝结剂及其制造方法 |
MX368316B (es) * | 2014-09-26 | 2019-09-27 | Colgate Palmolive Co | Sales de clorhidrato de aluminio que exhiben un pico 1 sec alto. |
-
2017
- 2017-12-21 CN CN201711390548.1A patent/CN108128864A/zh active Pending
- 2017-12-26 WO PCT/CN2017/118445 patent/WO2019119477A1/zh active Application Filing
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101979333A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-02-23 | 杭州电子科技大学 | 聚硅钛复合絮凝剂的制备方法 |
CN102010045A (zh) * | 2010-11-19 | 2011-04-13 | 杭州电子科技大学 | 一种含钛聚硅酸金属盐絮凝剂的制备方法 |
CN107151030A (zh) * | 2017-06-20 | 2017-09-12 | 中国科学技术大学 | 一种聚合四氯化锆无机高分子混凝剂的制备方法及其应用 |
CN107324468A (zh) * | 2017-08-11 | 2017-11-07 | 湖南科技大学 | 一种聚合硫酸铝钛的制备方法及应用 |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111704222A (zh) * | 2020-07-27 | 2020-09-25 | 重庆工商大学 | 一种通过预水解强化酯类絮凝剂絮凝能力的方法 |
CN112093873A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-18 | 中山大学 | 一种复合絮凝剂及其制备方法和应用 |
CN114436385A (zh) * | 2022-03-03 | 2022-05-06 | 南京大学 | 一种聚锆混凝剂及其应用 |
CN115893620A (zh) * | 2023-01-05 | 2023-04-04 | 济南大学 | 一种聚合铝锆混凝剂的制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019119477A1 (zh) | 2019-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108128864A (zh) | 一种聚合氯化锆铝无机高效絮凝剂的制备方法 | |
CN103342406B (zh) | 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 | |
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 | |
CN104556331B (zh) | 一种聚合铝‑改性海藻酸钠无机有机复合絮凝剂及其制备方法 | |
CN108128863B (zh) | 一种聚合硅酸聚合氯化锆无机高分子絮凝剂的制备方法 | |
CN103232101B (zh) | 一种水处理絮凝剂 | |
CN101712477A (zh) | 吸附助凝式聚硅酸盐絮凝剂的制备方法 | |
CN108178262B (zh) | 一种高铝离子浓度的无机-有机复合高分子絮凝剂 | |
CN102408145A (zh) | 一种复合絮凝剂及应用 | |
CN104874294A (zh) | 一种环保型反渗透膜阻垢剂及其制备方法和应用 | |
CN107324466A (zh) | 一种河道水处理混凝剂的现场制备方法 | |
JP5753702B2 (ja) | 高速凝集沈澱池を立ち上げる際に行う初期母フロックの形成方法 | |
CN107473350A (zh) | 一种污水处理用沉淀剂 | |
CN102633335A (zh) | 一种污水处理方法 | |
JP2012075970A (ja) | 富栄養化防止方法 | |
CN101767809B (zh) | 一种用于饮用水强化混凝的高聚聚硫氯化铝混凝剂的制备方法 | |
CN114195238A (zh) | 一种同步除氟除硅药剂及其使用方法 | |
CN107986419A (zh) | 一种螯合-混凝协同去除重金属的方法 | |
CN103359835B (zh) | 一种用于去除地下水中硬度离子的专用药剂及其应用 | |
CN107399797B (zh) | 一种草木灰-火山灰天然絮凝剂及其制备方法和用途 | |
CN105174406B (zh) | 紫外光照射条件下壳聚糖改性胶原蛋白‑铁锰氧化物的制备方法及应用 | |
AU2005309336C1 (en) | Water treatment process | |
CN102531129A (zh) | 铝盐-海藻酸钠组合型膜前水处理剂及其制备与应用 | |
JP2007061749A (ja) | セメント含有廃液の処理方法 | |
CN103043763A (zh) | 多效海水絮凝剂制备方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180608 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |