[发明专利]高聚合铝-膨润土复合混凝剂及其原位生成制备法

说明书

技术领域

本发明涉及废水处理技术领域，具体是涉及一种高聚合铝-膨润土复合混凝剂的原位生成制备方法。

背景技术

纺织印染或造纸行业的废水水量大、色度高、水质变化大、有机污染物含量高以及组分复杂，而且近年来，PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机污染物在废水中的含量大大增加。用单一药剂或工艺处理比较困难、且成本很高，因此需在对不同药剂进行组合的基础上，开发一种高效、经济的印染废水处理药剂。膨润土是以蒙脱石为主要成份的黏土岩，是应用最广泛的非金属矿产之一。由于膨润土在水中具有膨胀性、分散悬浮等特性，因此用膨润土原土处理废水时，效果较差，特别是固-液分离速度慢，絮凝物脱水效果较差，影响其实际应用。因此，对膨润土进行处理，可以大大改善膨润土去除印染废水中有机污染物的性能。蒙脱石(即膨润土)具有盐的离子交换性、酸与醇的酰化、加成反应等特性，不同反应类型形成不同键型的复合物。人们常根据不同需要对膨润土进行改性或活化处理，再选用不同的改性物质，制得各种改性膨润土，如阴、非离子表面活性剂改性膨润土，短碳链阳离子与长碳链阳离子表面活性剂按一定配比混合改性的双阳离子有机膨润土，还有通过和AlCl₃交联剂、淀粉、PVA等材料或化合物混合，经挤压成型后灼烧制成的膨润土基多孔粘土材料，均能应用于印染废水的处理。然而，目前还没有通过在蒙脱石片层中原位生成高聚合铝混凝剂的方法制备膨润土复合混凝剂的报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高聚合铝-膨润土复合混凝剂及其原位生成制备法，采用该复合混凝剂处理废水具有经济、高效的特点。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高聚合铝-膨润土复合混凝剂，其由以下百分比的配方组成：

膨润土  5～25wt％，

铝盐    1～10wt％，

聚合剂  1～5wt％，

其余为水。

本发明还同时公开了一种高聚合铝-膨润土复合混凝剂的原位生成制备法，由以下重量百分比的成分组成原料：5～25％的膨润土、1～10％的铝盐、1～5％的聚合剂，其余为水；包括以下步骤：

1)、将聚合剂溶解在水中，制成聚合剂溶液；

2)、将铝盐和水混合，制成铝盐溶液；步骤1)中的水与步骤2)中的水的用量之和＝原料成分中的水；

3)、在铝盐溶液中加入颗粒状的膨润土，混合均匀后使膨润土浸泡在铝盐溶液中；

4)、然后于搅拌状态下在步骤3)的所得物中加入聚合剂溶液进行原位聚合反应，反应温度为20～90℃；直至反应物呈胶体状，得胶状的高聚合铝-膨润土复合混凝剂。

作为本发明的高聚合铝-膨润土复合混凝剂的原位生成制备方法的改进：将胶状的高聚合铝-膨润土复合混凝剂在20～105℃条件下进行干燥，然后研磨，得粉状的高聚合铝-膨润土复合混凝剂。一般控制粉状的高聚合铝-膨润土复合混凝剂中含水率＜6％。

作为本发明的高聚合铝-膨润土复合混凝剂的原位生成制备方法的进一步改进：聚合剂为碳酸钠、氢氧化钠、硅酸钠或铝酸钠；铝盐为氯化铝或硫酸铝；所述步骤2)中的浸泡时间为3～12小时。

在本发明的制备方法中，步骤3)将膨润土浸泡在铝盐溶液中的目的是为了使铝盐充分进入膨润土的片层间，因此步骤3)是一个铝盐分子进入膨润土片层的过程；所选用的膨润土为粒径在1～12μm的颗粒状膨润土。步骤4)是一个加入聚合剂后在膨润土片层间原位生成高聚合铝的过程。

本发明中，通过铝盐在膨润土片层间的聚合反应，生成高聚合铝后可以大大增加膨润土片层间距，提高膨润土对各种污染物的处理效果；同时，生成的聚合铝与膨润土复合后，一方面发挥高聚合铝混凝剂的压缩双电层、电荷中和、架桥、卷扫、网捕作用，迅速沉淀并去除那些颗粒较大的污染物胶体；另一方面，利用膨润土的大比表面积，可以吸附去除那些较难去除的小粒径污染物(如染料分子等)；并发挥膨润土表面活性高的优点，提高聚合铝混凝剂的高活性及其与污染物胶体的接触位，起到助凝作用，从而使处理废水的反应速度加快，混凝剂的利用率提高，用药量大大降低。

本发明的混凝剂在实际使用时以胶状或粉剂状态按常规方式加至被处理的废水中，一般投放量为：粉剂混凝剂的用量是1～2g/L，胶状混凝剂的用量是有效含量1～2g/L，胶状混凝剂的有效含量指的是去除成分中的水后的量。