CN109160586A - 一种污水处理用改良性聚合氯化铝及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种污水处理用改良性聚合氯化铝及其制备方法，包括以下原料：聚合氯化铝本体，氯酸钠，工业盐、苏打粉、羟乙基纤维素、玉米低聚肽粉和聚醚改性有机硅氧烷；所述羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷的比例为(10‑16)：(4‑8)：(2‑4)；制备方法是反应、聚合、混合等步骤制得。本发明通过采用羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷为补强体系，提高污水处理用改良性聚合氯化铝的絮凝能力和和重金属离子去除率。

Description

一种污水处理用改良性聚合氯化铝及其制备方法
技术领域
本发明涉及废水处理领域，尤其涉及一种污水处理用改良性聚合氯化铝及其制备方法。
背景技术
聚合氯化铝(以下简称PAC)是一种常用的高效水处理添加剂，铝酸钙粉或铝土矿等含铝原料是其重要的生产原料。聚合氯化铝是一种新兴净水材料，无机高分子混凝剂，又被简称为聚铝，英文缩写为PAC，由于氢氧根离子的架桥作用和多价阴离子的聚合作用而生产的分子量较大、电荷较高的无机高分子水处理药剂。
申请号为201410576854.4的中国专利公开了一种污水处理用改良性聚合氯化铝，所述的改良性聚合氢化铝是由聚合氯化铝本体，氯酸钠，工业盐和苏打粉组合而成，其中，所述的聚合氯化铝本体占所述的一种污水处理用改良性聚合氯化铝的质量百分比的42％-56％，所述的氯酸钠占所述的一种污水处理用改良性聚合氯化铝的质量百分比的20％-26％，所述的工业盐占所述的一种污水处理用改良性聚合氯化铝的质量百分比的10％-13％，所述的苏打粉占所述的一种污水处理用改良性聚合氯化铝的质量百分比的14％-19％。通过上述方式，该发明能够使得聚合氯化铝在废水处理过程中，废物的沉降速度更快，效果更好，但是该发明提供改良性聚合氯化铝的絮凝能力有限，且对重金属离子去除效果不佳。
发明内容
本发明的目的是提供一种污水处理用改良性聚合氯化铝及制备方法，以在专利申请文献“一种污水处理用改良性聚合氯化铝(公开号：CN104973669A)”公开的基础上，优化组分、用量、方法等，进一步提高污水处理用改良性聚合氯化铝的絮凝能力和重金属离子去除率。
为了解决以上技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种污水处理用改良性聚合氯化铝，包括以下原料：聚合氯化铝本体，氯酸钠，工业盐、苏打粉、羟乙基纤维素、玉米低聚肽粉和聚醚改性有机硅氧烷；
所述羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷的比例为(10-16)：(4-8)：(2-4)。
进一步地，所述羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷的比例为13：6：3。
进一步地，所述污水处理用改良性聚合氯化铝以重量份为单位，包括以下原料：聚合氯化铝本体42-56份，氯酸钠20-26份，工业盐10-13份、苏打粉14-19份、羟乙基纤维素份10-16份、玉米低聚肽粉4-8份和聚醚改性有机硅氧烷份2-4份。
进一步地，所述污水处理用改良性聚合氯化铝以重量份为单位，包括以下原料：聚合氯化铝本体49份，氯酸钠23份，工业盐11.5份、苏打粉16份、羟乙基纤维素份13份、玉米低聚肽粉6份和聚醚改性有机硅氧烷份3份。
一种上述的污水处理用改良性聚合氯化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)将盐酸至于反应釜，同时加入铝矾土，反应10-20min，然后将反应釜补充加热至95-105℃反应3-5小时，加入氯酸钠继续保温2-4小时，经沉淀或过滤收集聚合氯化铝本体；(2)将聚合氯化铝本体，工业盐、苏打粉、羟乙基纤维素、玉米低聚肽粉和聚醚改性有机硅氧烷充分混合，研磨至200目以上即可。
进一步地，所述铝矾土的用量为盐酸的15-20％。
进一步地，所述盐酸的浓度为20-30％。
进一步地，步骤1中将盐酸至于反应釜，同时加入铝矾土，反应15min，然后将反应釜补充加热至100℃反应4小时，加入氯酸钠继续保温3小时，经沉淀或过滤收集聚合氯化铝本体。
本发明具有以下有益效果：
(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3制得的污水处理用改良性聚合氯化铝的絮凝能力和和重金属离子去除率显著高于对比例5制得的汽车钣金件的絮凝能力和和重金属离子去除率；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-4的数据可见，羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷在制备污水处理用改良性聚合氯化铝中起到了协同作用，协同提高了污水处理用改良性聚合氯化铝的絮凝能力和和重金属离子去除率；这是：
本发明以聚合氯化铝本体为絮凝剂，当添加一定量的氯酸钠，工业盐、苏打粉能一定程度改善絮凝能力，但是由对比例1可知，只添加上述的组分不能实现令人满意的絮凝能力和和重金属离子去除率效果，因此申请人通过反复试验，发现添加了羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷在制备污水处理用改良性聚合氯化铝中起到了协同作用。
推测其可能机理为羟乙基纤维素每一个纤维基环上含有羟基，本身非离子型可与大范围内的其他水溶性聚合物，表面活性剂、盐共存，对悬浮颗粒具有很好的吸附性，并能够鳌和重金属离子，从而增强絮凝能力和重金属吸附能力；玉米低聚肽粉作为玉米蛋白经过酶降解而获得的多种小肽的混合物，除具有肽类物质的优良特性，在大范围的pH值下均能完全溶于水、稳定性强，能够与羟乙基纤维素络合成丝状络合物，作为团聚核心，并且天然蛋白质的空隙和多肽的氨基具有吸附重金属离子的效果，从而增强絮凝能力和重金属吸附能力；聚醚改性有机硅氧烷可很好地改善这些羟乙基纤维素和玉米低聚肽粉的分子间的应力，增强絮凝剂在使用时更加快速的分散在污水中，提高絮凝速率，增加絮凝能力。
(3)由对比例6-8的数据可见，羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷的重量比不在(10-16)：(4-8)：(2-4)范围内时，制得的聚合氯化铝絮凝剂的絮凝能力和和重金属离子去除率数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值，与现有技术(对比例5)的数值相当。本发明羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷作为补强体系，实施例1-3控制制备污水处理用改良性聚合氯化铝时通过添加羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷的重量比为(10-16)：(4-8)：(2-4)，实现在补强体系中利用羟乙基纤维素对悬浮颗粒具有很好的吸附性，并能够鳌和重金属离子；玉米低聚肽粉能够与羟乙基纤维素络合成丝状络合物，作为团聚核心；聚醚改性有机硅氧烷提高絮凝速率，增加絮凝能力，从而实现了羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷在污水处理中起到了协同增强絮凝能力和重金属吸附能力的技术效果。
具体实施方式
为便于更好地理解本发明，通过以下实例加以说明，这些实例属于本发明的保护范围，但不限制本发明的保护范围。
在实施例中，一种污水处理用改良性聚合氯化铝，包括以下原料：聚合氯化铝本体42-56份，氯酸钠20-26份，工业盐10-13份、苏打粉14-19份、羟乙基纤维素份10-16份、玉米低聚肽粉4-8份和聚醚改性有机硅氧烷份2-4份。
一种上述的污水处理用改良性聚合氯化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)将盐酸至于反应釜，同时加入铝矾土，反应10-20min，然后将反应釜补充加热至95-105℃反应3-5小时，加入氯酸钠继续保温2-4小时，经沉淀或过滤收集聚合氯化铝本体；(2)将聚合氯化铝本体，工业盐、苏打粉、羟乙基纤维素、玉米低聚肽粉和聚醚改性有机硅氧烷充分混合，研磨至200目以上即可。
所述铝矾土的用量为盐酸的15-20％。所述盐酸的浓度为20-30％。
下面通过更具体的实施例进行说明。
实施例1
一种污水处理用改良性聚合氯化铝，包括以下原料：聚合氯化铝本体49份，氯酸钠23份，工业盐11.5份、苏打粉16份、羟乙基纤维素份13份、玉米低聚肽粉6份和聚醚改性有机硅氧烷份3份。
一种上述的污水处理用改良性聚合氯化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)将盐酸至于反应釜，同时加入铝矾土，反应15min，然后将反应釜补充加热至100℃反应4小时，加入氯酸钠继续保温3小时，经沉淀收集聚合氯化铝本体；(2)将聚合氯化铝本体，工业盐、苏打粉、羟乙基纤维素、玉米低聚肽粉和聚醚改性有机硅氧烷充分混合，研磨至200目以上即可。
所述铝矾土的用量为盐酸的17.5％。所述盐酸的浓度为25％。
实施例2
一种污水处理用改良性聚合氯化铝，包括以下原料：聚合氯化铝本体42份，氯酸钠26份，工业盐10份、苏打粉19份、羟乙基纤维素份10份、玉米低聚肽粉8份和聚醚改性有机硅氧烷份2份。
一种上述的污水处理用改良性聚合氯化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)将盐酸至于反应釜，同时加入铝矾土，反应20min，然后将反应釜补充加热至95℃反应5小时，加入氯酸钠继续保温2小时，经过滤收集聚合氯化铝本体；(2)将聚合氯化铝本体，工业盐、苏打粉、羟乙基纤维素、玉米低聚肽粉和聚醚改性有机硅氧烷充分混合，研磨至200目以上即可。
所述铝矾土的用量为盐酸的15％。所述盐酸的浓度为30％。
实施例3
一种污水处理用改良性聚合氯化铝，包括以下原料：聚合氯化铝本体56份，氯酸钠20份，工业盐13份、苏打粉14份、羟乙基纤维素份16份、玉米低聚肽粉4份和聚醚改性有机硅氧烷份4份。
一种上述的污水处理用改良性聚合氯化铝的制备方法，包括以下步骤：(1)将盐酸至于反应釜，同时加入铝矾土，反应10min，然后将反应釜补充加热至105℃反应3小时，加入氯酸钠继续保温4小时，经沉淀收集聚合氯化铝本体；(2)将聚合氯化铝本体，工业盐、苏打粉、羟乙基纤维素、玉米低聚肽粉和聚醚改性有机硅氧烷充分混合，研磨至200目以上即可。
所述铝矾土的用量为盐酸的20％。所述盐酸的浓度为20％。
对比例1
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备污水处理用改良性聚合氯化铝的原料中缺少羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷。
对比例2
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备污水处理用改良性聚合氯化铝的原料中缺少羟乙基纤维素。
对比例3
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备污水处理用改良性聚合氯化铝的原料中缺少玉米低聚肽粉。
对比例4
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备污水处理用改良性聚合氯化铝的原料中缺少聚醚改性有机硅氧烷。
对比例5
采用中国专利申请文献“一种污水处理用改良性聚合氯化铝的制备方法(公开号：CN104973669A)”中具体实施例1所述的方法制备改良性聚合氯化铝。
对比例6
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备污水处理用改良性聚合氯化铝的原料中羟乙基纤维素为18份、玉米低聚肽粉为2份、聚醚改性有机硅氧烷为1份。
对比例7
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备污水处理用改良性聚合氯化铝的原料中羟乙基纤维素为8份、玉米低聚肽粉为10份、聚醚改性有机硅氧烷为6份。
对比例8
与实施例1的制备工艺基本相同，唯有不同的是制备污水处理用改良性聚合氯化铝的原料中羟乙基纤维素为18份、玉米低聚肽粉为10份、聚醚改性有机硅氧烷为1份。
对实施例1-3和对比例1-8制得的产品，配置污水(添加定量的铜离子)，测试浊度去除率和重金属离子去除率，结果如下表所示。
由上表可知：(1)由实施例1-3和对比例5的数据可见，实施例1-3制得的污水处理用改良性聚合氯化铝的絮凝能力和和重金属离子去除率显著高于对比例5制得的汽车钣金件的絮凝能力和和重金属离子去除率；同时由实施例1-3的数据可见，实施例1为最优实施例。
(2)由实施例1和对比例1-4的数据可见，羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷在制备污水处理用改良性聚合氯化铝中起到了协同作用，协同提高了污水处理用改良性聚合氯化铝的絮凝能力和和重金属离子去除率；这是：
本发明以聚合氯化铝本体为絮凝剂，当添加一定量的氯酸钠，工业盐、苏打粉能一定程度改善絮凝能力，但是由对比例1可知，只添加上述的组分不能实现令人满意的絮凝能力和和重金属离子去除率效果，因此申请人通过反复试验，发现添加了羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷在制备污水处理用改良性聚合氯化铝中起到了协同作用。
推测其可能机理为羟乙基纤维素每一个纤维基环上含有羟基，本身非离子型可与大范围内的其他水溶性聚合物，表面活性剂、盐共存，对悬浮颗粒具有很好的吸附性，并能够鳌和重金属离子，从而增强絮凝能力和重金属吸附能力；玉米低聚肽粉作为玉米蛋白经过酶降解而获得的多种小肽的混合物，除具有肽类物质的优良特性，在大范围的pH值下均能完全溶于水、稳定性强，能够与羟乙基纤维素络合成丝状络合物，作为团聚核心，并且天然蛋白质的空隙和多肽的氨基具有吸附重金属离子的效果，从而增强絮凝能力和重金属吸附能力；聚醚改性有机硅氧烷可很好地改善这些羟乙基纤维素和玉米低聚肽粉的分子间的应力，增强絮凝剂在使用时更加快速的分散在污水中，提高絮凝速率，增加絮凝能力。
(3)由对比例6-8的数据可见，羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷的重量比不在(10-16)：(4-8)：(2-4)范围内时，制得的聚合氯化铝絮凝剂的絮凝能力和和重金属离子去除率数值与实施例1-3的数值相差甚大，远小于实施例1-3的数值，与现有技术(对比例5)的数值相当。本发明羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷作为补强体系，实施例1-3控制制备污水处理用改良性聚合氯化铝时通过添加羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷的重量比为(10-16)：(4-8)：(2-4)，实现在补强体系中利用羟乙基纤维素对悬浮颗粒具有很好的吸附性，并能够鳌和重金属离子；玉米低聚肽粉能够与羟乙基纤维素络合成丝状络合物，作为团聚核心；聚醚改性有机硅氧烷提高絮凝速率，增加絮凝能力，从而实现了羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷在污水处理中起到了协同增强絮凝能力和重金属吸附能力的技术效果。
以上内容不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (8)

1.一种污水处理用改良性聚合氯化铝，其特征在于，包括以下原料：聚合氯化铝本体，氯酸钠，工业盐、苏打粉、羟乙基纤维素、玉米低聚肽粉和聚醚改性有机硅氧烷；
所述羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷的比例为(10-16)：(4-8)：(2-4)。
2.根据权利要求1所述的污水处理用改良性聚合氯化铝，其特征在于，所述羟乙基纤维素，玉米低聚肽粉，聚醚改性有机硅氧烷的比例为13：6：3。
3.根据权利要求1所述的污水处理用改良性聚合氯化铝，其特征在于，所述污水处理用改良性聚合氯化铝以重量份为单位，包括以下原料：聚合氯化铝本体42-56份，氯酸钠20-26份，工业盐10-13份、苏打粉14-19份、羟乙基纤维素份10-16份、玉米低聚肽粉4-8份和聚醚改性有机硅氧烷份2-4份。
4.根据权利要求3所述的污水处理用改良性聚合氯化铝，其特征在于，所述污水处理用改良性聚合氯化铝以重量份为单位，包括以下原料：聚合氯化铝本体49份，氯酸钠23份，工业盐11.5份、苏打粉16份、羟乙基纤维素份13份、玉米低聚肽粉6份和聚醚改性有机硅氧烷份3份。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的污水处理用改良性聚合氯化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将盐酸至于反应釜，同时加入铝矾土，反应10-20min，然后将反应釜补充加热至95-105℃反应3-5小时，加入氯酸钠继续保温2-4小时，经沉淀或过滤收集聚合氯化铝本体；(2)将聚合氯化铝本体，工业盐、苏打粉、羟乙基纤维素、玉米低聚肽粉和聚醚改性有机硅氧烷充分混合，研磨至200目以上即可。
6.根据权利要求5所述的污水处理用改良性聚合氯化铝的制备方法，其特征在于，所述铝矾土的用量为盐酸的15-20％。
7.根据权利要求5所述的污水处理用改良性聚合氯化铝的制备方法，其特征在于，所述盐酸的浓度为20-30％。
8.根据权利要求5所述的污水处理用改良性聚合氯化铝的制备方法，其特征在于，步骤1中将盐酸至于反应釜，同时加入铝矾土，反应15min，然后将反应釜补充加热至100℃反应4小时，加入氯酸钠继续保温3小时，经沉淀或过滤收集聚合氯化铝本体。
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