CN116969535A - 一种含聚合氯化铝的污水处理剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种含聚合氯化铝的污水处理剂及其制备方法，属于污水处理剂领域。所述含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，由以下步骤组成：一次处理、二次处理、制剂；所述一次处理，由以下步骤组成：预混、等离子体改性、阳离子改性。本发明的含聚合氯化铝的污水处理剂，能够在低的水温环境下实现良好的污水处理效果，含聚合氯化铝的污水处理剂在低温水中的分散效果好，污水处理效率高；同时，还能够有效提高污水处理剂对酸性或碱性污水的适应能力及处理效果，能够对酸性或碱性污水中保持良好的污水处理效果及处理效率；以及提高聚合氯化铝污水处理剂在湿热环境下的储存稳定性。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理剂领域，尤其是涉及一种含聚合氯化铝的污水处理剂及其制备方法。
背景技术
随着工业化和城市化进程的不断推进，用水量和污水排放量都急剧增加，水污染已经成为不可忽视的问题，水污染已经成为制约一个地区经济发展的重要因素，为实现资源的长期持续利用，污水处理已受到各方面的高度重视。现有污水的成分主要包括有：有机污染物、毒性污染物、放射性污染物和油类污染物。从来源来看，污水可以分为：工业污水、农业污水和城市污水。其中工业污水具有污染范围广，污染物种类多、浓度大、危害大、防治难等特点。现有技术中，针对污水处理的方法有化学法、物理法、生物法等。
现有的污水处理工艺中，混凝过程（混合、凝聚、絮凝）是污水处理的重要环节，它决定着后续污水处理流程的运行工况、最终出水质量和总处理成本，聚合氯化铝是一种高效絮凝剂、净水剂、除磷剂，其水处理活性好，适用范围广，还可用于净化饮用水、自来水给水等特殊水质的处理中，具有除铁、除镉、除氟、除放射性污染物、除浮油等功能。
聚合氯化铝对水中胶体颗粒或胶体污染物的混凝是通过Al3+盐水解-聚合产物对其产生电性中和、脱稳和吸附架桥作用，生成粗颗粒絮凝体进而实现去除的目的。Al3+盐水解-聚合产物是由一些不同聚合度的聚合阳离子所组成，其不仅可用于处理生活污水，也可用于处理工业污水。聚合氯化铝在污水处理过程中的作用可概括为：（1）对污水中胶体颗粒污染物进行电性中和脱稳的凝聚作用；（2）对污水中已凝聚的次生粗大颗粒进行吸附架桥的絮凝作用；（3）除去污水中有害离子的吸附和络合作用。目前，聚合氯化铝针对造纸废水、洗涤废水、机械加工废水等工业污水均具有好的处理效果。
但是，现有的聚合氯化铝污水处理剂在实际应用过程中，受水温影响较大，较低的水温环境下，水的粘度增大，布朗运动减弱，聚合氯化铝胶体颗粒与水中杂质颗粒的碰撞次数大幅减少；同时水的剪切力增大，也阻碍混凝絮体的相互粘合。因此，较低的水温环境会影响聚合氯化铝污水处理剂的分散效果、水解速度及矾花形成的结构及速度，导致聚合氯化铝污水处理剂分散效果差，水解速度慢，形成的矾花速度慢且结构松散，污水处理效果不理想。为提高低温环境下的污水处理效果，往往需要采用提高水温、增加污水处理剂用量等手段，但其又会导致污水处理综合能耗和处理成本的增加。进一步的，污水pH值对聚合氯化铝污水处理剂也存在较大影响，虽然聚合氯化铝能够适应较大范围pH值的污水，但是发明人经研究发现，聚合氯化铝仅在pH值为6.5-7.5时，才具有理想的污水处理性能，在酸度或碱度较大的污水环境下，聚合氯化铝污水处理剂对污水的处理效果及处理效率衰退显著。为提高酸性或碱性污水的处理效果，往往需要采用加酸或加碱中和调节pH，增加污水处理剂用量等手段，但其也会导致污水处理综合成本的增加。同时，聚合氯化铝污水处理剂需保存在干燥、防潮、阴凉环境下，聚合氯化铝污水处理剂在湿热环境下的储存稳定性也有待进一步提高。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种含聚合氯化铝的污水处理剂及其制备方法，能够在低的水温环境下实现良好的污水处理效果，含聚合氯化铝的污水处理剂在低温水中的分散效果好，污水处理效率高；同时，还能够有效提高污水处理剂对酸性或碱性污水的适应能力及处理效果，能够对酸性或碱性污水中保持良好的污水处理效果及处理效率；进一步的，提高聚合氯化铝污水处理剂在湿热环境下的储存稳定性。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，由以下步骤组成：一次处理、二次处理、制剂。
所述一次处理，由以下步骤组成：预混、等离子体改性、阳离子改性。
所述预混，将活性炭、纳米二氧化硅、稀盐酸投入至球磨机内，然后加入去离子水调节球磨机内球料水比至4-5:1:0.6-0.7，控制球磨转速为200-300rpm，球磨时间20-40min，制得球磨料；将球磨料投入至4-5倍重量份的乙醇溶液中，搅拌40-60min后分离出固体物，采用7-10倍体积的去离子水洗涤2-3次，干燥，制得预混物。
所述预混中，稀盐酸浓度为13-15wt%；
活性炭、纳米二氧化硅、稀盐酸的重量份比值为1-2:3-3.5:1.8-2.2；
乙醇溶液的体积浓度为90-95%。
所述等离子体改性，将预混物平铺于等离子体处理装置中，通入氩气和氢气的混合气体，进行介质阻挡放电等离子体处理；控制等离子体处理装置的处理电压为35-45kV，处理频率为13-15kHz，处理功率为200-300W，进行介质阻挡放电等离子体处理20-40min，制得改性物。
所述等离子体改性中，氩气和氢气的体积比为1:0.9-1；
混合气体的通入速率为0.7-0.8L/min。
所述阳离子改性，将改性物投入至5-6倍重量份的乙醇溶液中，分散均匀后，继续加入十六烷基三甲基氯化铵，升温至40-50℃，保温搅拌1-2h，停止保温；采用乙酸调节pH值至4-5，然后以0.7-1mL/min的滴加速率，滴入硅烷偶联剂kH-550，滴加完成后，搅拌40-60min后，分离出固体物，采用8-10倍去离子水洗涤2-3次后，投入至4-5倍重量份的改性液中，搅拌条件下，升温至50-60℃，采用浓度为20-25wt%的氢氧化钠溶液调节pH值至9-10，保温搅拌1-2h，分离出固体物并水洗至中性，干燥并研磨均匀，制得阳离子化粉体。
所述阳离子改性中，乙醇溶液的体积浓度为90-95%；
改性物、十六烷基三甲基氯化铵、硅烷偶联剂kH-550的重量份比值为1:0.04-0.05:0.1-0.12；
所述改性液为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液。改性液中，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的浓度为6.5-7.5wt%。
所述二次处理，将阳离子化粉体投入至6-8倍重量份的浸渍液中，超声分散均匀后，搅拌条件下，升温至40-50℃，保温回流搅拌5-6h，自然冷却至常温，静置3-4h后，分离出固体物，采用8-10倍体积的去离子水洗涤后，置于110-120℃温度环境下，干燥6-7h后，转入至焙烧炉内，在氮气保护下，升温至250-300℃，保温焙烧1-2h，自然冷却至常温，粉碎并研磨均匀，制得负载物。
所述二次处理中，浸渍液为氯化铈、氯化镧的去离子水溶液。浸渍液中，氯化铈浓度为3-4wt%，氯化镧浓度为4-5wt%。
所述制剂，将氯化铝和负载物投入至去离子水中，搅拌均匀，升温至60-70℃，控制搅拌转速为400-500rpm，保温搅拌5-10min后，采用浓度为4.5-5mol/L的氢氧化钠溶液调节碱化度至60-70%，继续保温搅拌40-80min，保温静置2-3h，喷雾干燥，制得含聚合氯化铝的污水处理剂。
所述制剂中，氯化铝、负载物、去离子水的重量份比值为1:0.25-0.35:3-4。
一种含聚合氯化铝的污水处理剂，采用前述的制备方法制得。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明的含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，通过对活性炭和纳米二氧化硅进行预混处理后，对预混物进行介质阻挡等离子体改性，然后经阳离子改性，制得阳离子化粉体；然后将阳离子化粉体对浸渍液中的氯化铈、氯化镧进行负载吸附，制得负载物后，将氯化铝和负载物结合制剂，制得含聚合氯化铝的污水处理剂，能够在低的水温环境下实现良好的污水处理效果，含聚合氯化铝的污水处理剂在低温水中的分散效果好，污水处理效率高；还能够有效提高污水处理剂对酸性或碱性污水的适应能力及处理效果，能够在酸性或碱性的低温污水中保持良好的污水处理效果；以及提高聚合氯化铝污水处理剂在湿热环境下的储存稳定性。
（2）经试验，本发明的含聚合氯化铝的污水处理剂，对水温为5℃，pH值为8.9的污水进行处理，化学需氧量CODcr去除率为97.7-98.5%，氨氮去除率为75.6-76.1%，悬浮物去除率为89.0-89.7%，总磷去除率为83.4-84.0%，总铬去除率为97.0-97.5%；污水处理过程中，矾花大、紧实，出现速度快，沉降速度快。
（3）经试验，本发明的含聚合氯化铝的污水处理剂，对水温为5℃，pH值为3.5的活性橙模拟污水进行处理，色度去除率为89.5-90.1%；对水温为5℃，pH值为7的活性橙模拟污水进行处理，色度去除率为95.7-96.4%；对水温为5℃，pH值为10.5的活性橙模拟污水进行处理，色度去除率为90.9-91.3%。
（4）经试验，本发明的含聚合氯化铝的污水处理剂在温度为38℃，相对湿度为65%的光照环境下，静置储存240天后，对水温为5℃，pH值为8.9的污水进行处理，CODcr去除率为91.9-93.1%，氨氮去除率为70.0-70.9%，悬浮物去除率为84.1-85.0%，总磷去除率为77.0-78.3%，总铬去除率为89.2-90.8%。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，具体为：
1、一次处理
1）预混
将活性炭、纳米二氧化硅、稀盐酸投入至球磨机内，然后加入去离子水调节球磨机内球料水比至4:1:0.6，控制球磨转速为200rpm，球磨时间20min，制得球磨料；将球磨料投入至4倍重量份的乙醇溶液中，搅拌40min后分离出固体物，采用7倍体积的去离子水洗涤2次，干燥，制得预混物。
其中，稀盐酸浓度为13wt%。
活性炭、纳米二氧化硅、稀盐酸的重量份比值为1:3:1.8。
乙醇溶液的体积浓度为90%。
2）等离子体改性
将预混物平铺于碳化硅反应器底部，然后将碳化硅反应器转入至具有双电极的等离子体处理装置内，设置于等离子体处理装置内两个平行设置的电极之间；通入氩气和氢气的混合气体，控制混合气体的通入速率为0.7L/min；同时控制等离子体处理装置的处理电压为35kV，处理频率为13kHz，处理功率为200W，进行介质阻挡放电等离子体处理20min，制得改性物。
其中，氩气和氢气的体积比为1:0.9。
3）阳离子改性
将改性物投入至5倍重量份的乙醇溶液（体积浓度90%）中，分散均匀后，继续加入十六烷基三甲基氯化铵，升温至40℃，保温搅拌1h，停止保温；采用乙酸调节pH值至4，然后以0.7mL/min的滴加速率，滴入硅烷偶联剂kH-550，滴加完成后，搅拌40min后，分离出固体物，采用8倍去离子水洗涤2次后，投入至4倍重量份的改性液中，搅拌条件下，升温至50℃，采用浓度为20wt%的氢氧化钠溶液调节pH值至9，保温搅拌1h，分离出固体物并水洗至中性，干燥并研磨均匀，制得阳离子化粉体。
其中，改性物、十六烷基三甲基氯化铵、硅烷偶联剂kH-550的重量份比值为1:0.04:0.1。
所述改性液为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液。改性液中，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的浓度为6.5wt%。
2、二次处理
将阳离子化粉体投入至6倍重量份的浸渍液中，超声分散均匀后，搅拌条件下，升温至40℃，保温回流搅拌5h，自然冷却至常温，静置3h后，分离出固体物，采用8倍体积的去离子水洗涤后，置于110℃温度环境下，干燥6h后，转入至焙烧炉内，在氮气保护下，升温至250℃，保温焙烧1h，自然冷却至常温，粉碎并研磨均匀，制得负载物。
其中，浸渍液为氯化铈、氯化镧的去离子水溶液。浸渍液中，氯化铈浓度为3wt%，氯化镧浓度为4wt%。
3、制剂
将氯化铝和负载物投入至去离子水中，搅拌均匀，升温至60℃，控制搅拌转速为400rpm，保温搅拌5min后，采用浓度为4.5mol/L的氢氧化钠溶液调节碱化度至60%，继续保温搅拌40min，保温静置2h，喷雾干燥，制得含聚合氯化铝的污水处理剂。
其中，氯化铝、负载物、去离子水的重量份比值为1:0.25:3。
实施例2
一种含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，具体为：
1、一次处理
1）预混
将活性炭、纳米二氧化硅、稀盐酸投入至球磨机内，然后加入去离子水调节球磨机内球料水比至4.5:1:0.65，控制球磨转速为250rpm，球磨时间30min，制得球磨料；将球磨料投入至4.5倍重量份的乙醇溶液中，搅拌50min后分离出固体物，采用9倍体积的去离子水洗涤3次，干燥，制得预混物。
其中，稀盐酸浓度为14wt%。
活性炭、纳米二氧化硅、稀盐酸的重量份比值为1.5:3.2:2。
乙醇溶液的体积浓度为92%。
2）等离子体改性
将预混物平铺于碳化硅反应器底部，然后将碳化硅反应器转入至具有双电极的等离子体处理装置内，设置于等离子体处理装置内两个平行设置的电极之间；通入氩气和氢气的混合气体，控制混合气体的通入速率为0.75L/min；同时控制等离子体处理装置的处理电压为40kV，处理频率为14kHz，处理功率为250W，进行介质阻挡放电等离子体处理30min，制得改性物。
其中，氩气和氢气的体积比为1:0.95。
3）阳离子改性
将改性物投入至5.5倍重量份的乙醇溶液（体积浓度92%）中，分散均匀后，继续加入十六烷基三甲基氯化铵，升温至45℃，保温搅拌1.5h，停止保温；采用乙酸调节pH值至4.5，然后以0.9mL/min的滴加速率，滴入硅烷偶联剂kH-550，滴加完成后，搅拌50min后，分离出固体物，采用9倍去离子水洗涤3次后，投入至4.5倍重量份的改性液中，搅拌条件下，升温至55℃，采用浓度为22wt%的氢氧化钠溶液调节pH值至9.5，保温搅拌1.5h，分离出固体物并水洗至中性，干燥并研磨均匀，制得阳离子化粉体。
其中，改性物、十六烷基三甲基氯化铵、硅烷偶联剂kH-550的重量份比值为1:0.045:0.11。
所述改性液为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液。改性液中，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的浓度为7wt%。
2、二次处理
将阳离子化粉体投入至7倍重量份的浸渍液中，超声分散均匀后，搅拌条件下，升温至45℃，保温回流搅拌5.5h，自然冷却至常温，静置3.5h后，分离出固体物，采用9倍体积的去离子水洗涤后，置于115℃温度环境下，干燥6.5h后，转入至焙烧炉内，在氮气保护下，升温至280℃，保温焙烧1.5h，自然冷却至常温，粉碎并研磨均匀，制得负载物。
其中，浸渍液为氯化铈、氯化镧的去离子水溶液。浸渍液中，氯化铈浓度为3.5wt%，氯化镧浓度为4.5wt%。
3、制剂
将氯化铝和负载物投入至去离子水中，搅拌均匀，升温至65℃，控制搅拌转速为450rpm，保温搅拌8min后，采用浓度为4.8mol/L的氢氧化钠溶液调节碱化度至65%，继续保温搅拌60min，保温静置2.5h，喷雾干燥，制得含聚合氯化铝的污水处理剂。
其中，氯化铝、负载物、去离子水的重量份比值为1:0.3:3.5。
实施例3
一种含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，具体为：
1、一次处理
1）预混
将活性炭、纳米二氧化硅、稀盐酸投入至球磨机内，然后加入去离子水调节球磨机内球料水比至5:1:0.7，控制球磨转速为300rpm，球磨时间40min，制得球磨料；将球磨料投入至5倍重量份的乙醇溶液中，搅拌60min后分离出固体物，采用10倍体积的去离子水洗涤3次，干燥，制得预混物。
其中，稀盐酸浓度为15wt%。
活性炭、纳米二氧化硅、稀盐酸的重量份比值为2:3.5:2.2。
乙醇溶液的体积浓度为95%。
2）等离子体改性
将预混物平铺于碳化硅反应器底部，然后将碳化硅反应器转入至具有双电极的等离子体处理装置内，设置于等离子体处理装置内两个平行设置的电极之间；通入氩气和氢气的混合气体，控制混合气体的通入速率为0.8L/min；同时控制等离子体处理装置的处理电压为45kV，处理频率为15kHz，处理功率为300W，进行介质阻挡放电等离子体处理40min，制得改性物。
其中，氩气和氢气的体积比为1:1。
3）阳离子改性
将改性物投入至6倍重量份的乙醇溶液（体积浓度95%）中，分散均匀后，继续加入十六烷基三甲基氯化铵，升温至50℃，保温搅拌2h，停止保温；采用乙酸调节pH值至5，然后以1mL/min的滴加速率，滴入硅烷偶联剂kH-550，滴加完成后，搅拌60min后，分离出固体物，采用10倍去离子水洗涤3次后，投入至5倍重量份的改性液中，搅拌条件下，升温至60℃，采用浓度为25wt%的氢氧化钠溶液调节pH值至10，保温搅拌2h，分离出固体物并水洗至中性，干燥并研磨均匀，制得阳离子化粉体。
其中，改性物、十六烷基三甲基氯化铵、硅烷偶联剂kH-550的重量份比值为1:0.05:0.12。
所述改性液为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液。改性液中，3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的浓度为7.5wt%。
2、二次处理
将阳离子化粉体投入至8倍重量份的浸渍液中，超声分散均匀后，搅拌条件下，升温至50℃，保温回流搅拌6h，自然冷却至常温，静置4h后，分离出固体物，采用10倍体积的去离子水洗涤后，置于120℃温度环境下，干燥7h后，转入至焙烧炉内，在氮气保护下，升温至300℃，保温焙烧2h，自然冷却至常温，粉碎并研磨均匀，制得负载物。
其中，浸渍液为氯化铈、氯化镧的去离子水溶液。浸渍液中，氯化铈浓度为4wt%，氯化镧浓度为5wt%。
3、制剂
将氯化铝和负载物投入至去离子水中，搅拌均匀，升温至70℃，控制搅拌转速为500rpm，保温搅拌10min后，采用浓度为5mol/L的氢氧化钠溶液调节碱化度至70%，继续保温搅拌80min，保温静置3h，喷雾干燥，制得含聚合氯化铝的污水处理剂。
其中，氯化铝、负载物、去离子水的重量份比值为1:0.35:4。
对比例1
采用实施例2的技术方案，其不同在于：一次处理中，省略等离子体改性步骤。
对比例2
采用实施例2的技术方案，其不同在于：一次处理中，省略阳离子改性步骤。
对比例3
采用实施例2的技术方案，其不同在于：省略二次处理步骤，将一次处理的阳离子化粉体替代负载物，用于制剂步骤。
选取山东寿光某工业园区污水作为试验用水，试验用水的初始CODcr为5625mg/L，氨氮含量为1530mg/L，悬浮物含量为0.53g/L，总磷含量为0.49mg/L，总铬含量为1.4mg/L，pH值为8.9。分别采用实施例1-3、对比例1-3的含聚合氯化铝的污水处理剂对水温为5℃的试验用水进行处理，并控制含聚合氯化铝的污水处理剂的投加量为1g/L。
在对试验用水进行处理的过程中观察并记录混凝状态（包括矾花结构、出现速度及沉降情况）。在对试验用水处理完成后，检测处理后的试验用水中的各指标，计算相应指标的去除率。去除率的计算方法为：[（初始含量-处理后含量）/初始含量]×100%。具体结果如下：
可以看出，本发明的含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，通过对活性炭和纳米二氧化硅进行预混处理后，对预混物进行介质阻挡等离子体改性，然后经阳离子改性，制得阳离子化粉体；然后将阳离子化粉体对浸渍液中的氯化铈、氯化镧进行负载吸附，制得负载物后，将氯化铝和负载物结合制剂，制得含聚合氯化铝的污水处理剂，能够在低的水温环境下实现良好的污水处理效果，含聚合氯化铝的污水处理剂在低温水中的分散效果好，污水处理效率高；同时，根据前述试验结果还可以看出，本发明的含聚合氯化铝的污水处理剂对碱性废水的处理效果好。通过对比例1的试验结果可以看出，省略等离子体改性后，制得的污水处理剂对低温、碱性废水的处理效果衰退明显，相比于对比例1，本发明通过对预混物进行介质阻挡等离子体改性，一方面能够提高包括活性炭和纳米二氧化硅的改性物对氯化稀土成分（氯化镧、氯化铈）的吸附能力和结合负载效果，并提高负载物与聚合氯化铝的配合效果；另一方面能够利于后续阳离子改性过程中，有效成分（十六烷基三甲基氯化铵、硅烷偶联剂kH-550、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵）对改性物的阳离子改性效果，进一步提高负载物与聚合氯化铝的配合效果。通过对比例2的试验结果可以看出，省略阳离子改性后，制得的污水处理剂对低温、碱性废水的处理效果出现一定程度的衰退，本发明通过采用十六烷基三甲基氯化铵、硅烷偶联剂kH-550、3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵对等离子体改性后的改性物进行阳离子改性，能够提高后续负载物与聚合氯化铝的协同处理效果，提高对低温污水的处理效果及效率。通过对比例3的试验结果可以看出，省略二次处理后，不采用氯化稀土成分（氯化镧、氯化铈）后，制得的污水处理剂对低温、碱性废水的处理效果出现衰退，本发明通过将氯化稀土成分（氯化镧、氯化铈）与阳离子化粉体配合用于聚合氯化铝的制剂中，氯化稀土、阳离子化粉体与聚合氯化铝配合进行污水处理，进一步提高对低温污水的处理效果。
进一步的，采用活性橙K-GN配置浓度为150mg/L的模拟污水，并分别调节为以下pH值：pH=3.5、pH=7、pH=10.5，作为试验用水。分别采用实施例1-3、对比例1-3的含聚合氯化铝的污水处理剂对水温为5℃的试验用水进行处理，并控制含聚合氯化铝的污水处理剂的投加量为1.5g/L。具体操作为，将含聚合氯化铝的污水处理剂投入至200mL试验用水中，100rpm搅拌20min后，静置沉降30min，取上清液并采用紫外分光光度计测定吸光度，计算色度去除率。色度去除率的计算方法为：[（初始吸光度-处理后吸光度）/初始吸光度]×100%。具体结果如下：
可以看出，本发明的含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，通过前述技术手段的结合，能够有效提高污水处理剂对酸性或碱性污水的适应能力及处理效果，能够在酸性或碱性的低温污水中保持良好的污水处理效果。
进一步的，分别将实施例1-3、对比例1-3的含聚合氯化铝的污水处理剂置于温度为38℃，相对湿度为65%的光照环境下，静置储存240天后，分别对水温为5所述的前述试验用水（初始CODcr为5625mg/L，氨氮含量为1530mg/L，悬浮物含量为0.53g/L，总磷含量为0.49mg/L，总铬含量为1.4mg/L，pH值为8.6）进行处理，并控制含聚合氯化铝的污水处理剂的投加量为1g/L。对试验用水处理完成后，检测处理后的试验用水中的各指标，计算相应指标的去除率。具体结果如下：
可以看出，本发明的含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，通过前述技术手段的结合，能够提高聚合氯化铝污水处理剂在湿热环境下的储存稳定性，在较高温度湿度环境下，不避光长时间储存后，仍能够保持好的污水处理效果。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法，由以下步骤组成：一次处理、二次处理、制剂；
所述一次处理，由以下步骤组成：预混、等离子体改性、阳离子改性；
所述预混，活性炭、纳米二氧化硅、稀盐酸球磨均匀后，经乙醇溶液、去离子水洗涤，干燥，制得预混物；
所述等离子体改性，将预混物平铺于等离子体处理装置中，通入氩气和氢气的混合气体，进行介质阻挡放电等离子体处理，制得改性物；
所述阳离子改性，将改性物投入至5-6倍重量份的乙醇溶液中，分散均匀后，继续加入十六烷基三甲基氯化铵，升温至40-50℃，保温搅拌1-2h，停止保温；调节pH值至4-5，然后滴入硅烷偶联剂kH-550，滴加完成后，搅拌，分离出固体物，固体物经去离子水洗涤后，投入至4-5倍重量份的改性液中，搅拌条件下，升温至50-60℃，调节pH值至9-10，保温搅拌，分离出固体物并水洗至中性，干燥并研磨均匀，制得阳离子化粉体；
所述阳离子改性中，改性液为3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的去离子水溶液；
所述二次处理，将阳离子化粉体投入至浸渍液中，浸渍吸附后，经去离子水洗涤，干燥，焙烧，制得负载物；
所述二次处理中，浸渍液为氯化铈、氯化镧的去离子水溶液。
2.根据权利要求1所述的含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述二次处理，将阳离子化粉体投入至6-8倍重量份的浸渍液中，超声分散均匀后，搅拌条件下，升温至40-50℃，保温回流搅拌5-6h，自然冷却至常温，静置3-4h后，分离出固体物，固体物经去离子水洗涤后，110-120℃干燥6-7h；在氮气保护下，250-300℃保温焙烧1-2h，自然冷却至常温，粉碎并研磨均匀，制得负载物；
所述二次处理中，浸渍液中氯化铈浓度为3-4wt%，氯化镧浓度为4-5wt%。
3.根据权利要求1所述的含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述制剂，将氯化铝和负载物投入至去离子水中，搅拌均匀，升温至60-70℃，控制搅拌转速为400-500rpm，保温搅拌均匀，调节碱化度至60-70%，继续保温搅拌40-80min，保温静置2-3h，喷雾干燥，制得含聚合氯化铝的污水处理剂。
4.根据权利要求1所述的含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述等离子体改性中，等离子体处理装置的处理电压为35-45kV，处理频率为13-15kHz，处理功率为200-300W，进行介质阻挡放电等离子体处理的时间为20-40min；
混合气体中，氩气和氢气的体积比为1:0.9-1；
混合气体的通入速率为0.7-0.8L/min。
5.根据权利要求1所述的含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述阳离子改性中，乙醇溶液的体积浓度为90-95%；
硅烷偶联剂kH-550的滴加速率为0.7-1mL/min；
改性物、十六烷基三甲基氯化铵、硅烷偶联剂kH-550的重量份比值为1:0.04-0.05:0.1-0.12；
改性液中3-氯-2-羟丙基三甲基氯化铵的浓度为6.5-7.5wt%。
6.根据权利要求3所述的含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述制剂中，采用浓度为4.5-5mol/L的氢氧化钠溶液调节碱化度；
氯化铝、负载物、去离子水的重量份比值为1:0.25-0.35:3-4。
7.根据权利要求1所述的含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述预混，将活性炭、纳米二氧化硅、稀盐酸投入至球磨机内，然后加入去离子水调节球磨机内球料水比至4-5:1:0.6-0.7，控制球磨转速为200-300rpm，球磨时间20-40min，制得球磨料；将球磨料投入至4-5倍重量份的乙醇溶液中，搅拌40-60min后分离出固体物，固体物经去离子水洗涤后，干燥，制得预混物。
8.根据权利要求7所述的含聚合氯化铝的污水处理剂的制备方法，其特征在于，所述预混中，稀盐酸浓度为13-15wt%；
活性炭、纳米二氧化硅、稀盐酸的重量份比值为1-2:3-3.5:1.8-2.2；
乙醇溶液的体积浓度为90-95%。
9.一种含聚合氯化铝的污水处理剂，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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2023
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