[发明专利]一种复合型无机高聚物铁系絮凝剂及其制备与应用

说明书

本发明提出了一种复合型无机高聚物铁系絮凝剂及其制备与应用，该铁系絮凝剂为辅助阳离子添加剂与Fe³⁺组成的多元阳离子高分子絮凝剂，所述辅助阳离子添加剂中阳离子为Al³⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Ti⁴⁺中任意一种或两组组合物，Fe³⁺占铁系絮凝剂中阳离子总摩尔量的30‑60％，本发明通过合理的原料配比，采用多种阳离子复配制得新型铁系复合絮凝剂，具有优异的絮凝效能，且稳定性强，用于印染废水和造纸业废水处理，COD和脱色去除率分别可达84.6％、99.5％以上，安全环保，值得工业推广应用。

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体涉及一种复合型无机高聚物铁系絮凝剂及其制备与应用。

背景技术

水是生命之源，干净丰富的水资源是人类生存发展的必要前提，而随着工业化进程的不断加深，特别是中国改革开放30年来，现代化工业生产高速增长，工业和生活废水排放量大幅度增加，其中大部分企业排放的废水中含有大量的有毒有害物质，而水体的自我清理能力远跟不上被污染的速度，水污染日益严重，严重影响了我们的生产生活质量。我国是水资源比较匮乏的国家，工业的快速发展对水环境造成很大的破坏。研究、应用新型高效、无污染的水处理剂是改善水质量，推动水资源循环利用的重要途径。絮凝剂的使用在很大程度上能解决水污染的问题，因此在工业废水处理中絮凝沉淀法应用较为广泛，且占有非常重要的地位，其作用机理的主要理论基础为胶体化学和界面化学，如DLVO理论传统的水处理絮凝剂为低分子无机盐类，但此种絮凝剂需大量投入且效果不好，现在已逐渐被高分子类絮凝剂代替。

在众多絮凝剂中，无机高分子多阳离子絮凝剂因其絮凝效能较传统絮凝剂的絮凝效能优异很多，目前已有不少相关的研究和应用报道。相较于传统铝盐，聚合铝对水处理效果有了进一步的提高，如聚合氯化铝(PAC)、聚硅酸锌铝等，在色度和COD的去除率上都有了明显的提高。但铝属于有毒物质，水体中残留的铝对人体的健康有不利的影响。同时，铝盐凝结的絮状物比较松散，沉降较慢，pH的应用范围窄，这些都需要我们寻找新型的高效絮凝剂代替。

由于铝盐的一些不足，继而人们致力于其他高效絮凝剂的研究，随着液体聚合硫酸铁研发成功的消息，铁盐系高分子絮凝剂引起了新的研究浪潮。铁盐絮凝剂的优势突出以下几点：①铁可延长絮凝时间，形成分矾花较为紧实，沉降速度快；②pH值适用范围广；③具有很强的脱色、脱臭功效；④相较PAC对COD、BOD以及重金属离子具有更强的去除效果；⑤处理后的液体中铁离子的残留量少，不会造成毒副作用。

在以往的铁盐絮凝剂中一般只含有一种金属成分，那就是Fe3+,然后再引入其他阴离子形成两种或两种以上的酸根离子复合而成，目前应用较为成熟的有聚合硅酸硫酸铁、聚合磷酸硫酸铁、聚合氯化硫酸铁等，它们无毒安全，稳定期长且对pH范围要求较宽，是新发展的较为良好的生态水处理剂之一。

但现有的铁系絮凝剂，可絮凝沉淀的阳离子种类单一，絮凝后的沉淀物组织结构松散，极易被干扰散落，导致絮凝效果不理想，沉淀时间较长，因此，目前大量学者开始研究不同阳离子复配制得多阳离子高分子铁系絮凝剂，以获得絮凝性能更加的絮凝剂。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提出了一种复合型无机高聚物铁系絮凝剂及其制备与应用，通过合理的原料配比，采用多种阳离子复配制得新型铁系复合絮凝剂，具有优异的絮凝效能，且稳定性强，用于印染废水和造纸业废水处理，COD和脱色去除率分别可达83.6％、99.5％以上，安全环保，值得工业推广应用。

为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：