[发明专利]一种疏松型聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及生产生活用水的处理方法，特别是一种疏松型聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法。

背景技术

生产生活用水的处理方法主要是采用絮凝剂，絮凝剂主要包括铝盐系列、铁盐系列和聚合氯化铝铁。

早期的用于处理生活用水的絮凝剂主要是硫酸铝，通过水解产生氢氧化铝胶体吸附水中的悬浮物质，达到净水效果。硫酸铝的净水效果并不理想，后来发展的聚合氯化铝（PAC）有更好的絮凝效果。PAC在水中形成矾花快，颗粒大较易沉淀，絮凝效果优于传统的铝盐。PAC和传统的铝盐一样，铝残留量较大，残留的铝进入人体后，通过蓄积影响人类的健康。

目前三氯化铁也是一种良好的絮凝剂，三氯化铁在水中存在形态的变化规律大致与铝盐相似，水解速度比铝盐快。在水处理中具有沉降速度快、操作简单、费用低、受温度影响小、破乳能力强、对微生物的亲和力大等优点，能有效去除水中的悬浮物、胶体、好气性微生物及表面活性剂。相对于铝盐，三氯化铁还具有矾花比重大、易沉降、污泥脱水性能好、低温低浊时仍有较好效果等特点，且适宜的pH值范围较宽，更适合处理偏碱性的废水，具有较强的除BOD，COD等有机物和重金属的能力，并具有脱色，脱臭，除油等功效。另一方面，三氯化铁在使用中也有以下的缺点：1）药剂用量大、残留铁离子含量高，低分子铁盐在使用过程中对设备具有腐蚀性，处理后水的色度比铝盐高；2）形成的絮凝体较少，絮凝后的污泥无法有效利用；3）三价铁盐不宜处理含硫化物的工业废水，因为Fe3+离子与硫化物会生成硫化铁或硫化亚铁的胶体混合物，难以形成絮凝沉淀；4）当铁盐投加量不足时，水解形成的氢氧化铁胶体不但没有使杂质脱粒脱稳，反而自身成为稳定的体系，使原水浊度升高，且碱化度越高，残留浊度越大。当铁盐增加到一定剂量时，才表现出较佳的絮凝效果。

现在出现了一种新的聚合氯化铝铁（PAFC）絮凝剂，PAFC兼有铝盐和铁盐混凝剂的优良性能，该分子以长链为基本结构，具有多种聚合态。在其分子中，分子长链易弯曲、扭绞部分成环。在链链之间、面面之间以某种形式的链连接，构成复杂而有序的分子结构。它既有聚合氯化铝的优良的絮凝性能和强大的电荷中和作用，又有氯化铁的吸附性强、沉降速度快、形成絮凝体大等特点，且出水色度比氯化铁好，克服了PAC在低温低浊时的净水难点，除浊效果和絮体沉降性能优于聚铝。与传统的净水剂相比，它具有混凝效果好、作用快、用量少和允许投加范围广等特点。

目前PAFC的生产方法多是以矿物为原料，用强酸提取出铝成分。同样铁也是来自矿物和矿渣，用酸提取出铁，然后将提取出的铝盐和铁盐混和，在氢氧化钠的作用下进行反应生产出聚合氯化铝铁。已公开的专利：CN1463929；CN87103009A；CN1131642 A；CN1255458 A等就是以铝钒土矿为原料生产PAFC。专利CN86104833 A是以碳酸铝为原料；CN1036708 A以粉煤灰为原料：CN101215032 A以粘土为原料；CN101723471 A以造纸污泥为原料生产PAFC。由于这些生产工艺中都含有提取铝和铁的过程，所以工艺复杂，且都有残渣排放，不利于环境的保护。

发明内容

本发明的目的是针对上述存在问题，提供一种混凝效果好、作用快、用量少、应用范围广且无污染的疏松型聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法，

本发明的技术方案：

一种疏松型聚合氯化铝铁絮凝剂的制备方法，步骤如下：

1）在室温和150r/min转速搅拌下将质量百分比浓度为5-10%的聚合氯化铝溶液、质量百分比浓度为5-40%的三氯化铁溶液和质量百分比浓度为5-20%的疏松剂溶液混合，所述疏松剂为NaCl、KCl、NH₄Cl、K₂SO₄、K₂CO₃或KNO₃中一种或两种以上任意比例的混合物，混合液中铁元素和铝元素的质量比为60:1-1:20，疏松剂用量是铁、铝元素总质量的5-100%；

2）将上述混合液搅拌20-30分钟，然后在温度为40-100℃、150r/min转速搅拌下继续反应4h，即可得到疏松型聚合氯化铝铁絮凝剂。

本发明的反应机理：