CN113292091A - 一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，属于水处理技术领域，包括如下步骤：S1：取一定量碳酸钠溶液于反应釜内，将明矾水溶液倒入反应釜内与碳酸钠溶液反应后加入一定量热水多次洗涤，将所得氢氧化铝沉淀物悬浮于适量蒸馏水中即可配制氢氧化铝凝胶；S2：取一定量氯化铝溶于水中制得结晶氯化铝，然后沸腾热解熟化聚合即可制得聚合氯化铝；S3：将盐酸和硫酸溶液按一定比例混合，然后将步骤1所制得的氢氧化铝凝胶和步骤2所制得的聚合氯化铝按配比加入混酸中，搅拌加热聚合即可制得聚硫氯化铝。该种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺所用原料来源广泛，操作简便，原料利用率高，适宜于工业大规模推广。
Description
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体地，涉及一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺。
背景技术
随着工业的快速发展，水的污染越来越严重，而水资源有限，因此对污水的回收处理近些年也得到快速发展，无机净水剂对污水的处理效果好，而且操作简便，因此无机净水剂是一种新型的经济实用产品。水在低温高浊下，水中杂质布朗运动动能减小，水的粘滞系数增大，不利于杂质颗粒形成絮团，使污水处理较为困难。
聚合铝的净水混凝性好，絮凝体大，用量少，效率高，沉降快，适用范围广，对于低温高浊污水处理具有较好的净化作用。聚硫氯化铝(简称PACS)的分子通式为[Al2(OH)nCl(6-n)]·(SO4)x,分子中含有数量不等的羟基。生产聚硫氯化铝的原料多种多样，现有技术中多以廉价的铝渣、铝灰为主，因铝灰中含有较多的杂质而逐渐被涛涛，铝渣在反应过程中会有部分原料没有参与反应而浪费。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，该种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺所用原料来源广泛，操作简便，原料利用率高，适宜于工业大规模推广。
为了达到上述目的，本发明通过以下技术方案来实现：一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，包括如下步骤：
S1：取一定量碳酸钠溶液于反应釜内，将一定量的明矾溶于温水中，将明矾水溶液倒入反应釜内与碳酸钠溶液反应至无气泡产生，然后继续加入一定量热水，继续搅拌0.5-1h，反应釜内温度保持在45-60℃，反应结束后静置0.5h，加入一定量热水多次洗涤溶液中的水溶性杂质，将所得氢氧化铝沉淀物悬浮于适量蒸馏水中即可配制氢氧化铝凝胶；明矾与碳酸钠在反应过程中会生产二氧化碳气体，无气泡产生则说明明矾反应完全，继续加热水，可使反应液中的未反应的明矾继续反应，提高原料反应率。
S2：取一定量氯化铝溶于水中制得结晶氯化铝，然后将结晶氯化铝于165-175℃下沸腾热解，加水熟化聚合即可制得聚合氯化铝；
S3：将盐酸和硫酸溶液按一定比例混合，然后将步骤1所制得的氢氧化铝凝胶和步骤2所制得的聚合氯化铝按配比加入混酸中，搅拌反应3.5-4h，反应温度设为100±5℃即可制得聚硫氯化铝。采用明矾制备氢氧化铝凝胶，来源广泛，原料价格便宜；采用氢氧化铝凝胶和聚合氯化铝来制备聚硫氯化铝絮凝剂反应操作简便，只需控制好原料配比及反应过程，聚合度高，原料利用率高，便于工业大规模生产。
进一步地，所述步骤1中的碳酸钠溶液的质量浓度为5-10％。
进一步地，所述步骤1中明矾水溶液的质量浓度为5-10％。
进一步地，所述碳酸钠与明矾质量比为2:1。保证明矾完全反应。
进一步地，所述步骤1中氢氧化铝凝胶中氧化铝含量为3.6-4.4％。
进一步地，所述步骤3中各种物质的质量配比如下：
氢氧化铝凝胶20-30％；
聚合氯化铝20-25％；
盐酸14-23％；
硫酸10-15％；
水8-35％；
以上各物质质量总和为100％。
进一步地，所述混酸中氯离子与硫酸根离子的摩尔质量比为4:1。采用此种配比可使聚硫氯化铝的结晶量最大。
进一步地，所述氢氧化铝凝胶与聚合氯化铝的摩尔质量比为2:1。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明提供的一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，该种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺所用原料来源广泛，操作简便，原料利用率高，适宜于工业大规模推广。
附图说明
图1是本发明所述的一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面结合以下具体实施例，进一步阐述本发明。
实施例1
一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，如图1所示，包括
如下步骤：
S1：取一定量质量浓度为5％的碳酸钠溶液于反应釜内，将一定量的明矾溶于温水中，明矾水溶液的质量浓度为5％，碳酸钠与明矾质量比为2:1，将明矾水溶液倒入反应釜内与碳酸钠溶液反应至无气泡产生，然后继续加入一定量热水，继续搅拌0.5h，反应釜内温度保持在45℃，反应结束后静置0.5h，加入一定量热水多次洗涤溶液中的水溶性杂质，将所得氢氧化铝沉淀物悬浮于适量蒸馏水中即可配制氢氧化铝凝胶，氢氧化铝凝胶中氧化铝含量为3.6-4.4％；
S2：取一定量氯化铝溶于水中制得结晶氯化铝，然后将结晶氯化铝于165℃下沸腾热解，加水熟化聚合即可制得聚合氯化铝；
S3：将盐酸和硫酸溶液按一定比例混合，然后将步骤1所制得的氢氧化铝凝胶和步骤2所制得的聚合氯化铝按配比加入混酸中，搅拌反应3.5h，反应温度设为100±5℃即可制得聚硫氯化铝，各种物质的质量配比如下：
氢氧化铝凝胶23.4％；
聚合氯化铝20％；
盐酸14.9％；
硫酸10％；
水31.7％；
以上各物质质量总和为100％，所述混酸中氯离子与硫酸根离子的摩尔质量比为4:1；所述氢氧化铝凝胶与聚合氯化铝的摩尔质量比为2:1。
实施例2
一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，包括如下步骤：
S1：取一定量质量浓度为10％的碳酸钠溶液于反应釜内，将一定量的明矾溶于温水中，明矾水溶液的质量浓度为10％，碳酸钠与明矾质量比为2:1，将明矾水溶液倒入反应釜内与碳酸钠溶液反应至无气泡产生，然后继续加入一定量热水，继续搅拌1h，反应釜内温度保持在60℃，反应结束后静置0.5h，加入一定量热水多次洗涤溶液中的水溶性杂质，将所得氢氧化铝沉淀物悬浮于适量蒸馏水中即可配制氢氧化铝凝胶，氢氧化铝凝胶中氧化铝含量为3.6-4.4％；
S2：取一定量氯化铝溶于水中制得结晶氯化铝，然后将结晶氯化铝于175℃下沸腾热解，加水熟化聚合即可制得聚合氯化铝；
S3：将盐酸和硫酸溶液按一定比例混合，然后将步骤1所制得的氢氧化铝凝胶和步骤2所制得的聚合氯化铝按配比加入混酸中，搅拌反应4h，反应温度设为100±5℃即可制得聚硫氯化铝，各种物质的质量配比如下：
氢氧化铝凝胶29.2％；
聚合氯化铝25％；
盐酸22.3％；
硫酸15％；
水8.5％；
以上各物质质量总和为100％，所述混酸中氯离子与硫酸根离子的摩尔质量比为4:1；所述氢氧化铝凝胶与聚合氯化铝的摩尔质量比为2:1。
实施例3
一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，包括如下步骤：
S1：取一定量质量浓度为7.5％的碳酸钠溶液于反应釜内，将一定量的明矾溶于温水中，明矾水溶液的质量浓度为7.5％，碳酸钠与明矾质量比为2:1，将明矾水溶液倒入反应釜内与碳酸钠溶液反应至无气泡产生，然后继续加入一定量热水，继续搅拌0.75h，反应釜内温度保持在52℃，反应结束后静置0.5h，加入一定量热水多次洗涤溶液中的水溶性杂质，将所得氢氧化铝沉淀物悬浮于适量蒸馏水中即可配制氢氧化铝凝胶，氢氧化铝凝胶中氧化铝含量为3.6-4.4％；
S2：取一定量氯化铝溶于水中制得结晶氯化铝，然后将结晶氯化铝于170℃下沸腾热解，加水熟化聚合即可制得聚合氯化铝；
S3：将盐酸和硫酸溶液按一定比例混合，然后将步骤1所制得的氢氧化铝凝胶和步骤2所制得的聚合氯化铝按配比加入混酸中，搅拌反应3.7h，反应温度设为100±5℃即可制得聚硫氯化铝，各种物质的质量配比如下：
氢氧化铝凝胶25.7％；
聚合氯化铝22％；
盐酸17.9％；
硫酸12％；
水22.4％；
以上各物质质量总和为100％，所述混酸中氯离子与硫酸根离子的摩尔质量比为4:1；所述氢氧化铝凝胶与聚合氯化铝的摩尔质量比为2:1。
性能测试
为了验证本发明所述的制备工艺所制备的聚硫氯化铝絮凝剂对低温高浊水具有较好的污水处理作用，将各实施例所制备的絮凝剂用于处理江苏某高浊水的污水处理，具体处理过程为取高浊水于低温(5±2℃)下直接投加聚硫氯化铝，投样前先检测该污水的浊度N1，投入量为1.3g/L，然后搅拌30min，转速为250r/min，静置10min后取上层水样检测处理水的浊度N2，除浊率＝(N1-N2)/N1×100％，具体实验结果如下表1所示。
表1性能测试结果
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | |
| N1 | 571 | 528 | 489 |
| N2 | 56.5 | 40.7 | 30.3 |
| 除浊率/％ | 90.1 | 92.3 | 93.8 |
由以上结果可知，该种工艺所制备的聚硫氯化铝对低温高浊水在短时间内的污水去除率在90％以上，具有较好的污水处理作用。
以上所述仅是本发明的几个实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1：取一定量碳酸钠溶液于反应釜内，将一定量的明矾溶于温水中，将明矾水溶液倒入反应釜内与碳酸钠溶液反应至无气泡产生，然后继续加入一定量热水，继续搅拌0.5-1 h，反应釜内温度保持在45-60 ℃，反应结束后静置0.5 h，加入一定量热水多次洗涤溶液中的水溶性杂质，将所得氢氧化铝沉淀物悬浮于适量蒸馏水中即可配制氢氧化铝凝胶；
S2：取一定量氯化铝溶于水中制得结晶氯化铝，然后将结晶氯化铝于165-175 ℃下沸腾热解，加水熟化聚合即可制得聚合氯化铝；
S3：将盐酸和硫酸溶液按一定比例混合，然后将步骤1所制得的氢氧化铝凝胶和步骤2所制得的聚合氯化铝按配比加入混酸中，搅拌反应3.5-4 h，反应温度设为100±5 ℃即可制得聚硫氯化铝。
2.根据权利要求1所述的一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，其特征在于：所述步骤1中的碳酸钠溶液的质量浓度为5-10 %。
3.根据权利要求2所述的一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，其特征在于：所述步骤1中明矾水溶液的质量浓度为5-10 %。
4.根据权利要求3所述的一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，其特征在于：所述碳酸钠与明矾质量比为2:1。
5.根据权利要求1所述的一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，其特征在于：所述步骤1中氢氧化铝凝胶中氧化铝含量为3.6-4.4 %。
6.根据权利要求1所述的一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，其特征在于：所述步骤3中各种物质的质量配比如下：
氢氧化铝凝胶 20-30 %；
聚合氯化铝 20-25 %；
盐酸 14-23 %；
硫酸10-15 %；
水8-35%；
以上各物质质量总和为100 %。
7.根据权利要求6所述的一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，其特征在于：所述混酸中氯离子与硫酸根离子的摩尔质量比为4:1。
8.根据权利要求6所述的一种低温高浊水处理用聚硫氯化铝絮凝剂的制备工艺，其特征在于：所述氢氧化铝凝胶与聚合氯化铝的摩尔质量比为2:1。
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