[发明专利]一种聚合乙酸铝-氯化铝絮凝剂及其制备方法与应用

说明书

本发明属于污水净化处理材料技术领域，具体涉及一种具有絮凝剂和碳源双重作用的聚合乙酸铝‑氯化铝絮凝剂，可用于天然水体、生活污水和工业废水的净化处理。本发明所述聚合乙酸铝‑氯化铝絮凝剂产品，以氯化铝和乙酸为原料，通过控制乙酸铝和氯化铝的配比及乙酸的加料方式，在水溶液中使乙酸和氯化铝共聚得到具有一定碱度的聚合乙酸铝‑氯化铝絮凝剂水溶液，合成了性能优异、储存稳定的水处理絮凝剂产品，在生物处理反硝化过程中应用，具有脱氮碳源和絮凝除磷双重功效，混凝效果好、絮凝效果优异，且溶液储存性能稳定，可广泛应用于给水、废水处理，造纸、采矿、印染纺织、日用化工等领域。

技术领域

本发明属于污水净化处理材料技术领域，具体涉及一种具有絮凝剂和碳源双重作用的聚合乙酸铝-氯化铝絮凝剂，可用于净化天然水体、生活污水和工业废水的净化处理。

背景技术

随着科学技术的迅速发展和人口数量不断增加，人类赖以生存的水资源日益匮乏，并面临着水资源污染日益严重的危害。为了节约水资源，提高水的利用率，需要对工业废水和生活污水进行深度治理，以实现水资源的循环再利用。在污水处理过程中，除磷及脱氮处理是普遍利用化学药剂和生物降解两种方法。其中，混凝沉淀是应用最广泛、成本低廉的关键工艺步骤，而混凝剂的性能则直接影响着混凝处理的效果。尤其是随着总磷排放标准的提升，迫切需要深度除磷药剂应用，而在现有标准总磷要求0.3以下排放标准的情况下，大大增加了磷去除的难度。

传统的污水处理工艺中，常用的絮凝剂包括氯化铝、硫酸铝、三氯化铁等无机絮凝剂，或者聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等无机高分子絮凝剂，以及聚丙烯酰胺等有机高分子絮凝剂。现有市售的诸多混凝剂与絮凝剂产品中，每一类产品都有其优缺点和应用范围。而大量的工程实践也表明，若把两种或两种以上的混凝剂或絮凝剂产品通过混合或反应形成新的复合絮凝剂产品，则可以实现优势互补，进一步提高混凝效果，拓宽其应用领域。

目前，国内外给水及废水混凝处理工艺中，铝盐是开发技术最成熟、应用最为普遍的无机絮凝剂产品，并且在今后较长时期仍将是主要的絮凝剂产品。以聚合氯化铝絮凝剂产品为例，不同合成原料和不同工艺路线的报道很多；而聚合乙酸铝絮凝剂产品则不但絮凝效果好，而且在反硝化段使用，可以具有混凝和碳源双重作用；而以乙酸铝和氯化铝共聚可以得到稳定的共聚物水溶液，此共聚物比聚合氯化铝具有更好的絮凝效果。但是，由于乙酸铝和聚合乙酸铝的水溶性较差，且水溶液不稳定，导致合成稳定的乙酸铝和聚合乙酸铝复合产品的难度较大，相关资料报道也较少。如，日本专利JP0859230A用碱式无机酸铝盐的水溶液，通过强碱性阴离子交换树脂进行离子交换，经真空浓缩得到碱性乙酸铝30％水溶液，但此方法并不适合大规模工业生产。又如美国专利US5233065中公开的用冰乙酸逐步加入碱式氯化铝溶液中，得到透明的溶液，但此溶液不稳定，需要加入羟基乙酸盐稳定剂才能应用。因此，开发一种性能优异、稳定的无机高分子聚合乙酸铝-氯化铝絮凝剂产品，对于提高废水的絮凝效率具有积极的意义。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于提供一种性能优异、稳定的无机高分子聚合乙酸铝-氯化铝絮凝剂，其在污水处理的反硝化过程中具有絮凝剂和碳源双重作用；

本发明所要解决的第二个技术问题在于提供上述聚合乙酸铝-氯化铝絮凝剂的制备方法，该方法通过控制共聚乙酸铝和氯化铝的加料比例和工艺过程可以得到絮凝性能优异、储存稳定的水处理絮凝剂。

为解决上述技术问题，本发明所述的聚合乙酸铝-氯化铝絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)取氯化铝原材料加水配制得到氯化铝溶液，并加热至50-90℃，备用；

(2)向所述氯化铝溶液中加入碱性物质，充分混匀；

(3)继续向反应溶液中加入乙酸原材料，充分混匀；

(4)继续向反应溶液中加入所述碱性物质，充分混匀；

(5)将所述反应溶液继续进行保温反应，即得所需聚合乙酸铝-氯化铝絮凝剂。