[发明专利]聚硅酸铝铁絮凝剂及其在低温低浊度水净化中的应用

说明书

技术领域

本发明属于水净化技术领域，具体涉及一种聚硅酸铝铁絮凝剂，本发明还涉及聚硅酸铝铁絮凝剂在低温低浊度水净化中的应用及一种低温低浊度水的净化方法。

背景技术

随着饮用水水质标准的提高，低温低浊度水的处理难度有所增加。低浊水因为浊度低，颗粒物不易混凝，难于沉降，特别当水温低于15℃时，受低温影响，水中胶体的颗粒运动变慢，进一步降低了他们之间相互碰撞的机率；同时水中胶体的溶剂化作用增强，颗粒周围的水化膜加厚，妨碍颗粒凝聚，因此向低温低浊度水中加入混凝剂后所形成的絮体较轻，不易下沉，难以通过沉淀从水中分离出去。

目前普遍采用的水净化方法是化学絮凝法，即通过投加混凝剂来降低水的浊度，用的较多的是用铝盐或铁盐作混凝剂。常温时铝盐铁盐或聚合铝盐铁盐能有效降低水的浊度，但在低温条件下，铝盐作为混凝剂形成的絮体轻而疏松，絮体密度减少，沉降速度慢不易分离，尤其是当水的浊度低于100NTU时，单纯的铝盐不仅失去净化水的功能，相反还会增加原水的浊度，因为当温度低于15℃时根本就不能形成絮体。铁盐作为絮凝剂形成的絮体紧密容易沉降，但絮体细碎，且具有腐蚀性，三氯化铁本身不稳定，有时还会增加水的色度。用于饮用水净化时还要考虑水中残留的铝离子铁离子的影响。另外目前用得比较多的还有采用高聚合的硅酸做为絮凝剂，与少量的金属盐一起使用，可以有效降低低温低浊度水的浊度，但采用的都是絮凝剂和助凝剂分别添加的方法，首先将水玻璃溶液预聚合生成聚硅酸，然后将聚硅酸和金属盐分别加入待处理的水中，对水进行混凝来降低水的浊度，这种方法成本较高。

发明内容

本发明的目的是提供一种聚硅酸铝铁絮凝剂，本发明还提供聚硅酸铝铁絮凝剂在低温低浊度水净化中的应用及一种低温低浊度水净化方法。采用本发明的聚硅酸铝铁絮凝剂对低温低浊度水进行净化，可显著提高净化效果，降低净化成本。

本发明的技术方案如下：

一种聚硅酸铝铁絮凝剂，该聚硅酸铝铁絮凝剂是按下述步骤的方法制备而成的：

（1）将水玻璃用水稀释成SiO₂的质量含量为2~3%的溶液，用酸调节溶液pH值为0.5~2，静置熟化1-2小时，得到聚合硅酸溶液；

（2）将聚合硅酸溶液与铝盐和铁盐溶液混合，使混合溶液中Al和Fe的摩尔质量之和与Si的摩尔质量之比为2~5：1，快速搅拌均匀，静置熟化，

所述铝盐和铁盐溶液中，Al和Fe的摩尔质量之比为2~5：1。

作为一种优选方案，所述聚硅酸铝铁絮凝剂是按下述步骤的方法制备而成的：

（1）将水玻璃用水稀释成SiO₂的质量含量为2.5%的溶液，用酸调节溶液pH值为1，静置熟化1.5小时，得到聚合硅酸溶液；

（2）将聚合硅酸溶液与铝盐和铁盐溶液混合，使混合溶液中Al和Fe的摩尔质量之和与Si的摩尔质量之比为4：1，快速搅拌均匀，静置熟化，

所述铝盐和铁盐溶液中，Al和Fe的摩尔质量之比为3：1。

优选的，所述酸为盐酸或硫酸。

优选的，所述铝盐为硫酸铝或氯化铝或聚合氯化铝。

优选的，所述铁盐为硫酸铁或氯化铁或聚合氯化铁。

本发明还提供了所述的聚硅酸铝铁絮凝剂在低温低浊度水净化中的应用。

本发明进一步提供了一种低温低浊度水净化方法，该方法包括向低温低浊度水中加入聚硅酸铝铁絮凝剂，使聚硅酸铝铁絮凝剂的浓度为20~500mg/L的步骤，所述聚硅酸铝铁絮凝剂是按下述步骤的方法制备而成的：

（1）将水玻璃用水稀释成SiO₂的质量含量为2~3%的溶液，用酸调节溶液pH值为0.5~2，静置熟化1-2小时，得到聚合硅酸溶液；

（2）将聚合硅酸溶液与铝盐和铁盐溶液混合，使混合溶液中Al和Fe的摩尔质量之和与Si的摩尔质量之比为2~5：1，快速搅拌均匀，静置熟化，

所述铝盐和铁盐溶液中，Al和Fe的摩尔质量之比为2~5：1。

作为一种优选方案，所述方法中聚硅酸铝铁絮凝剂是按下述步骤的方法制备而成的：

（1）将水玻璃用水稀释成SiO₂的质量含量为2.5%的溶液，用酸调节溶液pH值为1，静置熟化1.5小时，得到聚合硅酸溶液；

（2）将聚合硅酸溶液与铝盐和铁盐溶液混合，使混合溶液中Al和Fe的摩尔质量之和与Si的摩尔质量之比为4：1，快速搅拌均匀，静置熟化，

所述铝盐和铁盐溶液中，Al和Fe的摩尔质量之比为3：1。

优选的，所述酸为盐酸或硫酸。