[发明专利]一种新生态铁基混凝剂的制备方法、由该方法制备的产品及其应用

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种新生态铁基混凝剂的制备方法、由该方法制备的产品及其应用。

背景技术

近20年来，我国在经济高速发展、生活水平显著提高的同时，很多地区特别是北方和一些沿海城市发生了大范围、不同程度的水源污染问题。水源污染迫使许多水厂增加混凝剂投量，而国内大多数水厂都用铝盐作为混凝剂，若运行控制不当极易引发出厂水中铝浓度超标。过量地摄入铝会导致脑病、骨病和贫血。针对出厂水铝超标问题的解决思路总体上有两条：设法减少出厂水中的残余铝及开发毒性更小的铁系混凝剂。

聚合硫酸铁是水处理工业中常用的一种混凝剂，在人们对自身生命健康越来越关注的时代，聚合硫酸铁由于具有低毒且混凝效果好的特点，其已逐渐替代铝系混凝剂而被广泛应用于给水处理与污水处理中。然而在聚合硫酸铁的制备过程中有一些不足：

1、老化时间长，通常需要几小时至十几小时。

2、某些催化氧化工艺为加快反应速度，投配的催化剂为有毒有害物质，或产生有毒有害气体，影响操作人员及周围居民的健康，并且给水处理带来潜在威胁。

3、由于老化时间长以及储存的需要，有些工艺需投配稳定剂，例如制备成浓溶液，在储存期间铁化合物容易过度聚合而产生大量无效成分，若要避免浓溶液中出现沉淀，保证有效铁含量，就必须加入稳定剂(如磷酸盐类)，稳定剂的加入给水处理(尤其是给水处理)带来了潜在威胁。

4、某些制备工艺需要提供加温加压或纯氧条件，耗能巨大，且具有安全风险，若无专业人员控制得当，可能引发恶性事故。

5、浓缩干燥粉化工艺，额外消耗机械、资金和能量。

6、强氧化剂直接氧化二价铁技术，使用氯酸盐、硝酸作为氧化剂，产生有毒废气污染。

7、以上特点导致当前聚合硫酸铁的生产成本较高，在其制备过程中还有很大的降低成本的空间。

H₂O₂是一种强氧化剂，投加方便、价格低、无毒副产物产生，与其他氧化剂相比，具有绿色无污染的特性，但由于在以往制备工艺的方法中，氧化效率不如氯酸盐，因此没有得到普遍应用。探索充分利用H₂O₂的氧化性、并发挥其无污染、便宜好用之优势的制备工艺是极有价值的。

发明内容

为了弥补聚合硫酸铁老化时间长、有时需投加催化剂、稳定剂、创造加温加压条件的不足，降低聚合硫酸铁生产的成本，本发明的目的是提供一种新生态铁基混凝剂的制备方法，即利用一定浓度的亚铁与双氧水在强酸性条件下混合即时制备新生态铁基混凝剂或掺杂一定量的铝盐或聚合季铵盐制备新生态铁基复合混凝剂，来去除水中悬浮杂质、有机物或重金属离子，处理效果及污泥沉降性能良好。该方法可以应用于饮用水处理、工业给水处理、生活污水处理、重金属废水处理等诸多领域，是一种处理效果好，且便宜实用的混凝剂生产方法。

本发明的另一个目的是提供一种上述制备方法制备得到的新生态铁基混凝剂。

本发明的第三个目的是提供一种上述新生态铁基混凝剂在水处理中的应用。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种新生态铁基混凝剂的制备方法，该方法包括以下步骤：

亚铁盐溶液和酸混合后，加入双氧水搅拌0.5-1.0分钟，亚铁盐溶液的浓度为0.2-1.0mol/L，酸的浓度以H+浓度计为0.2-1.2mol/L，双氧水浓度为0.05-0.35mol/L，制得新生态铁基混凝剂。

所述的亚铁盐选自硫酸亚铁或氯化亚铁中的一种或两种的混合物。

所述的酸为硫酸或盐酸。

所述的新生态铁基混凝剂的制备方法中在加入双氧水之前，进一步添加铝盐溶液或聚合季铵盐溶液，铝盐溶液的浓度以铝计为0.06-0.30mol/L，聚合季铵盐的浓度为2-10g/L。

所述的铝盐选自硫酸铝或氯化铝中的一种或一种以上的混合物。

所述的聚合季铵盐为聚合二甲基二烯丙基季铵盐聚合物。

本发明还提供了一种由上述制备方法制备得到的新生态铁基混凝剂，该新生态铁基混凝剂的铁浓度为0.05-0.25mol/L，利用Fe-Ferron络合比色法测定Fe_a形态含量为60-75％。

本发明还提供了一种上述新生态铁基混凝剂用于水处理的方法，该方法包括以下步骤：