[发明专利]一种高锌复合铝铁脱氮混凝剂及其制备工艺

说明书

技术领域

本发明属于水处理技术领域，涉及一种高锌复合铝铁脱氮混凝剂及其制备工艺。

背景技术

近三十年来，工农业和经济的迅猛发展导致我国水环境污染问题日益严重，其中水体中的氮磷含量急剧增加，致使地表水体的水华、赤潮现象频繁爆发，已严重威胁到水生生物的正常生长及人体的健康，因此脱氮除磷成为水处理技术领域的焦点之一。常规的脱氮除磷工艺一般采用生物法，但是存在氧及能量的高消耗、不稳定操作等瓶颈问题，况且达标脱氮一般需要采用三级处理，成本明显增加。因此工艺简单、成本较低的脱氮技术成为水处理中重要的科研开发领域，具有重大的现实意义。

目前，固体废弃物污染已成为全球的重大问题，我国现存固体垃圾超过60亿吨，并且每年增长10％。因此，低成本、高效处置成为急需解决固体废弃物污染的关键点，其中资源化处理成为经济、环保的重要手段，而利用废弃物制备混凝剂一直是水处理领域的研究热点。国内外专家采用煤矸石、粉煤灰、铁矿石、高岭土尾矿、钢铁酸洗废液、稀土化合物、造纸黑液、发电厂废弃物、废弃塑料、有机废料等固废弃物制备了各种无机及有机混凝剂。该方面报道，参见姚钢及周淑芳的国家发明专利“利用粉煤灰生产无机铝铁高聚合混凝剂的方法”，申请号为01128398.X；程鸿德、梁宁等的国家发明专利“含水聚硅酸铝铁废水净化剂及其生产方法”，申请号为00113030.7；刘启旺、陈江平等的国家发明专利“利用工业废渣一步合成无机高分子絮凝剂--聚合硫酸铝铁”，申请号为200410046302.9。

一般来说，传统的混凝过程可以除磷，但脱氮效率很低。中华人民共和国国家知识产权局授权的国家发明专利“利用镀铝锌渣制备无机高分子复合铝铁锌混凝剂的方法(ZL200910014566.9)”提供一种利用镀铝锌渣制备贮存稳定性较好、混凝效果优异且成本较低的无机高分子复合铝铁锌混凝剂的方法，但是未涉及脱氮功能。国内外文献数据库中，目前未见有高效脱氮功能混凝剂制备的相关文献报道。

发明内容

本发明针对混凝剂脱氮效率较低的现状，提供一种采用镀铝锌渣制备的高锌复合铝铁脱氮混凝剂及其制备工艺。

本发明采用的技术方案是：

高锌复合铝铁脱氮混凝剂的组分及含量为：

所用的稀盐酸为工业级，液体。

所用的稀硫酸为工业级，液体。

所用的氢氧化钠为工业级，固体，氢氧化钠含量大于95％。

所用的添加剂为氯化锌或硫酸锌，工业级，固体，氯化锌含量大于90％，硫酸锌含量大于95％。

将上述各组分制成本发明高锌复合铝铁脱氮混凝剂的制备工艺为：

a、采用湿法将4％～6％的镀铝锌渣破碎为细块渣样品；

b、在温度为85℃～100℃及搅拌速度为200转/分钟～600转/分钟的条件下，将40％～60％的质量分数为10％～20％的稀盐酸溶液和10％～30％的质量分数为20％～80％的稀硫酸溶液加入到上述块状样品中浸取，控制浸取时间为3小时～7小时，然后在温度为25℃～40℃的条件下过滤，得到滤液I，备用；

c、在温度为25℃～40℃及搅拌速度为200转/分钟～400转/分钟的条件下，将0％～5％的氯化锌固体或硫酸锌固体加入到上述滤液I中，得到滤液II，备用；

d、在搅拌速度为400转/分钟～800转/分钟的条件下，将0.1％～0.3％的氢氧化钠固体与6％～22％的水混合，得到氢氧化钠溶液，备用；

e、在温度为40℃～70℃及搅拌速度为400转/分钟～800转/分钟的条件下，将上述氢氧化钠溶液加入到上述滤液II中，控制pH值为2～3，聚合5小时～30小时，制得淡土黄色或红褐色的液体产品；

f、应用转桶式烘干方法将液体产品制备成淡黄色或土黄色固形产品，热空气进口温度为100℃～130℃。

本发明的优点是：

1、本发明以固体废弃物镀铝锌渣为主要原料，以工业氯化锌固体或硫酸锌固体为添加剂，采用混合酸浸取及加碱共聚的方法，制备贮存稳定性较好且脱氮效果优异的高锌复合铝铁脱氮混凝剂。

2、本发明的高锌复合铝铁脱氮混凝剂，生产过程为常压，反应釜温度要求为25℃～100℃。

3、本发明的高锌复合铝铁脱氮混凝剂是在传统铝盐、铁盐混凝剂基础上发展起来的新型无机高分子复合混凝剂，可应用于城市污水、工业废水及富营养化严重的湖泊水等领域。