[发明专利]一种复合混凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝剂制备技术领域，特别是涉及一种复合混凝剂及其制备方法。

背景技术

水处理的方式包括物理处理和化学处理以及生物处理。人类对污水进行处理已经有相当多年的历史，物理方法包括利用各种孔径大小不同的滤材，利用吸附或阻隔方式，将水中的杂质排除在外。吸附方式中较重要者为以活性炭吸附，阻隔方法则是将水通过滤材，让体积较大的杂质无法通过，进而获得较为干净的水。另外，物理方法也包括沉淀法，即比重较大的杂质沉淀于底部，进而通过污泥移除方法去除。化学方法则是利用各种化学药品将水中杂质转化为沉淀物质，进而进行固液分离去除。

混凝剂就是在水处理过程中将水中的悬浮物、胶体微粒子相互聚集在一起的形成大的矾花，并沉降在底部。混凝剂在去除浊度、色度、悬浮物、胶体、COD等方面效果明显。

现在市面上使用的混凝剂产品主要是聚合氯化铝、聚合氯化铁、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等。这些混凝剂都具有一定的混凝作用，但它们都是单一的金属盐混凝剂，存在相应的不足。如：(1)铝盐混凝剂处理污水后其出水颜色清澈，不腐蚀设备，但铝盐混凝剂形成的矾花松散，沉降速度慢，另外在水中容易形成铝含量超标，会产生一定的生物毒性；(2)铁盐混凝剂形成的矾花密实，沉降速度快，没有毒性，但它会腐蚀设备，出水中色度较高，需要进行后续的脱色处理，增加了工序和成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种复合混凝剂及其制备方法，在总金属离子含量不变的情况下，分别减少了铝盐和铁盐的用量，从而克服铝盐和铁盐的缺点，同时又发挥它们的优点。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种复合混凝剂，包括聚合硫酸铝、聚合硫酸铁和添加剂，添加剂与铝和铁之和的摩尔比为1：11-15，铝和铁的摩尔比为10：1-5。

优选的，所述添加剂为水玻璃或硅酸。

一种制备本发明所述的复合混凝剂的方法，包括：

S1.将聚合硫酸铝溶液和聚合硫酸铁溶液按照铝和铁的摩尔比为10：1-5的比例进行混合得到混合液；

S2.在pH值小于1.5、温度为40-60℃的条件下，按照添加剂与铝和铁之和的摩尔比为1：11-15的比例向混合液加入添加剂，在加入添加剂的过程中以1000-1500转/分钟的速度搅拌混合液，在完成添加剂加入后保温1-3小时；

S3.在保温结束后，在室温条件下陈化22-26小时，制得复合混凝剂。

优选的，所述添加剂为水玻璃或硅酸。

优选的，所述聚合硫酸铝溶液的制备步骤包括：将铝土矿用硫酸浸出硫酸铝，并将硫酸铝制备为硫酸铝饱和溶液；在温度为40-60℃、pH值小于5的条件下，搅拌硫酸铝饱和溶液，并将硫酸铝饱和溶液进行1-3小时的聚合反应，制得聚合硫酸铝溶液。

优选的，所述硫酸铝饱和溶液进行聚合反应的过程中通过加入硫酸溶液调节pH值。

优选的，所述聚合硫酸铁溶液的制备步骤包括：将赤铁矿用硫酸浸出硫酸铁，并将硫酸铁制备为硫酸铁饱和溶液；在温度为40-60℃、pH值小于2的条件下，搅拌硫酸铁饱和溶液，并将硫酸铁饱和溶液进行1-3小时的聚合反应，制得聚合硫酸铁溶液。

优选的，所述硫酸铁饱和溶液进行聚合反应的过程中通过加入硫酸溶液调节pH值。

优选的，所述添加剂在步骤S2的前三分之二的时间内均匀滴加完毕。

本发明的有益效果是：

(1)本发明的混凝剂中铁含量大幅降低，从而不会腐蚀设备；

(2)本发明的混凝剂中铝含量大幅降低，从而在使用后的出水中铝含量大幅降低，符合国家排放标准；

(3)本发明的混凝剂使用后提高混凝效率10-20％，即可减少混凝剂用量10-20％，为用户节约成本；

(4)本发明的混凝剂使用后的出水色度不会增加，出水较为清澈。

具体实施方式

下面进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

实施例一

本实施例中，复合混凝剂包括聚合硫酸铝、聚合硫酸铁和添加剂，添加剂与铝和铁之和的摩尔比为1：11，铝和铁的摩尔比为10：1，所述添加剂为水玻璃或硅酸。

复合混凝剂通过以下方法制备，具体包括以下步骤：

将铝土矿用硫酸浸出硫酸铝，并将硫酸铝制备为硫酸铝饱和溶液；在温度为40℃、pH值为4.9的条件下，搅拌硫酸铝饱和溶液，并将硫酸铝饱和溶液进行1小时的聚合反应，制得聚合硫酸铝溶液。