[发明专利]一种用于除藻的混凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环境保护技术领域，具体涉及用于除藻的混凝剂。

背景技术

在水处理中，混凝工艺是最普遍、最重要的前置单元操作工艺，然而，藻类一般带负电，具有较高的稳定性，难于实现混凝，而且藻类密度小，沉淀效果差，还会粘附在滤料表面，使除藻用的滤池堵塞，需要频繁冲洗滤池，这便缩短了滤池运行周期。在水处理实践中，对于以湖泊含藻水为水源的水厂，采用常规的单一品种混凝剂存在用量大、操作条件受限制等问题，处理效果不理想。

公开号为CN 101244953A、名称是“铜络合物除藻剂的制备方法”公开一种以二价铜离子化合物、有机物络合物和活性剂为原料来制成铜络合物除藻剂的方法，其缺陷是：制备的原料过于昂贵。公开号为CN101475229A、名称为“一种化学除藻方法”公开一种以高锰酸钾、氯化亚铜、氯化铝、氯化钠等为原料制备的复合除藻剂投加到含藻水体中，10天才可以有效去除藻类，其缺陷是：水体中留有铜盐和铝盐，而铜盐和铝盐对人体会造成伤害。

发明内容

本发明为克服上述现有技术的不足，提出一种制备原料低廉、安全高效的用于除藻的混凝剂。

本发明的另一目的是提出上述用于除藻的混凝剂的制备方法。

本发明用于除藻的混凝剂的原料组份是水玻璃、三氯化铁和稀硫酸，各组份占总重量百分比为：水玻璃20%~70%，三氯化铁10%~50%，稀硫酸10%~40%；水玻璃含有SiO₂的质量浓度为24~30%

本发明用于除藻的混凝剂的制备方法是；先制备聚硅酸溶液：在400~800r/min搅拌速度条件下，将占总重量20%~70%的水玻璃全部加入到一半的稀硫酸溶液中，控制反应液的pH值为2.0~3.5，停止搅拌后静置聚合，控制聚合温度在10℃~40℃范围，聚合时间为1~10h，制得无色透明的聚硅酸溶液；然后再制备聚硅酸铁溶液：在100~400r/min搅拌速度条件下，将占总重量10%~50%的三氯化铁全部与剩余的另一半稀硫酸溶液混合，在其中加入全部所述聚硅酸溶液，控制其反应温度在25℃~70℃范围，反应时间是1~5h，制得棕黄色透明的聚硅酸铁溶液即混凝剂。

本发明采用了来源广泛的工业级产品或副产品，采用水玻璃、三氯化铁、硫酸等常用的无机原料为制备原料，价格低廉，制备方式简单易行。制备过程中不产生废气，对环境友好。将聚硅酸铁溶液投入含藻水中，通过搅拌作用加强聚硅酸铁溶液与水体中藻细胞的电中和、吸附架桥和粘附卷扫作用的结合过程，然后通过混凝沉淀分离出藻细胞，不会破坏藻细胞体，避免了藻毒素的释放，具有安全高效的特点，可获得显著的社会和经济效果。

具体实施方式

本发明用于除藻的混凝剂的原料是水玻璃、三氯化铁和稀硫酸，由这三者组成。其中，按占总重量的百分比计，水玻璃占20%~70%，三氯化铁占10%~50%，稀硫酸占10%~40%。水玻璃含SiO₂的质量浓度为24~30%。

制备上述混凝剂时，首先制备聚硅酸溶液：在400~800r/min搅拌速度条件下，将占总重量百分比20%~70%的水玻璃全部加入到一半的稀硫酸溶液中，控制反应液的pH值为2.0~3.5，停止搅拌，然后静置聚合，控制聚合温度在10℃~40℃范围，聚合时间为1~10h，制得无色透明的聚硅酸溶液。再制备聚硅酸铁溶液：在100~400r/min搅拌速度条件下，将占总重量百分比为10%~50%的三氯化铁全部与剩余的另一半稀硫酸溶液混合，再在其中加入全部的已制备好的聚硅酸溶液，控制其反应温度在25℃~70℃范围，其搅拌反应时间是1~5h，制得棕黄色透明的聚硅酸铁溶液，该聚硅酸铁溶液即是混凝剂。

聚硅酸铁溶液同时具有电中和及吸附架桥作用，克服了现有聚硅酸作助凝剂存在二次投加的缺点，采用聚硅酸铁溶液作为混凝剂时，通过混凝搅拌沉淀的方法可与藻细胞发生电中和、吸附架桥和粘附卷扫沉淀的综合作用，形成的絮体大且密实，可快速有效地去除藻细胞，实现水体净化。

以下提供2个实施例以进一步阐述本发明： 

实施例1

在600r/min搅拌速度条件下，将占总重量50%的水玻璃全部加入到占总重量10%的稀硫酸溶液中，控制反应液的pH值为3，停止搅拌，然后静置聚合，其聚合温度是30℃，聚合时间是5h，制得无色透明的聚硅酸溶液。再在300r/min搅拌速度条件下，将占总重量30%的三氯化铁全部与占总重量10%的稀硫酸溶液混合，再将已制备好的聚硅酸溶液全部加入其中，反应温度是40℃，搅拌反应时间是3h，制得棕黄色透明的聚硅酸铁混凝剂。