[发明专利]一种低温合成钾系聚硫铁混凝剂的方法

说明书

本发明公开了一种低温合成钾系聚硫铁混凝剂的方法，在合成过程中加入硝酸钾，可以提升碱度，促进聚硫铁混凝剂的晶体生长；反应结束对上清液收集，可直接套用于下一批次合成钾系聚硫铁混凝剂的过程，从源头上减少“三废”的产生；钾系聚硫铁混凝剂，在水中自动水解，生成丰富的含Fe‑SH和Fe‑OH基团，对水中污染物和胶体颗粒具有良好的去除效果。本发明合成钾系聚硫铁混凝剂的方法简单，在低温、常压条件下即可合成高结晶度的钾系聚硫铁混凝剂，可实现工业化生产。本发明合成的钾系聚硫铁混凝剂是由Fe‑S‑Fe形成的一种聚合物，在常温条件下呈固态，在水中自动缓慢水解，并逐渐聚集，对污染物，尤其是重金属离子的去除效果，优于传统混凝剂。

技术领域

本发明属于化工技术领域，涉及污水处理混凝剂，具体涉及一种聚硫铁混凝剂的制备方法。

背景技术

当前，随着工业生产的发展和日常生活水平的提高，工业和生活废水的排放及其对环境的污染已成为一个日益严重的问题，甚至将严重影响人类在地球上的生存。因此，寻找彻底解决这一难题的方法是各大企业共同面临的难题，也是国家倡导的“绿色发展”的热门主题之一。

目前为止，人们寻找最为简单、可行的方法之一就是在废水中添加各种水处理药剂，使废水中有害物质沉淀下来，加以除去，从而得到澄清、无有害物质的水予以排放或再加以利用。因此，在深入研究传统工艺机理，提高传统水处理效能基础上，研究发展新型高效、经济廉价的水处理药剂一直是当前国内外水处理领域中研究的热点之一。

混凝过程是给水和废水处理众多工艺流程中不可缺少的环节之一。在过去30多年里，人们对混凝、过滤机理及其工艺过程进行了大量深入的研究和阐述。其机理已经由定性阐述发展到半定量式的模型及模式，并建立了各种化学条件下颗粒的脱稳和传输模式的数字方程，其工艺在适用范围、出水水质和处理效能方面都得到了很大的扩展和提高。

无机高分子混凝剂是在传统的铝盐、铁盐类混凝剂的基础上发展起来的一类新型的水处理药剂。传统铝盐、铁盐类混凝剂的使用历史悠久，但由于其在水处理过程中存在许多问题，逐渐被迅速发展起来的无机高分子混凝剂替代。由于无机高分子混凝剂的优势明显，目前已经成为主流混凝剂的趋势。

我国在60年代初期，就已开始了对无机高分子混凝剂聚合氯化铝的开发和研究工作。80年代后又研制了聚合硫酸铁，结合我国具体情况，发展了多种原料、不同工艺的生产方法。可以说我国的混凝剂生产和研究建立了独具特色的工艺路线和生产体系。研制和应用聚合铝、铁、硅及各种复合型混凝剂已逐步形成系列，但是不足之处是生产厂家分散、规模小、工业化程度低，产品质量不稳定，难于持续高速发展。

为了改善单一聚铁、聚铝混凝剂的混凝效能，改进产品质量，人们在已有的研究基础上又作了许多改进工作。如依据协同增效原理将聚铁与聚铝之间相互复合或者与其它一种或几种化合物复合，从而制得新型高效混凝剂，例如：聚硅铝、聚铁铝，相关产品已见于市场，并形成一定规模。这些产品应用于水处理中，在弱酸性、中性和弱碱性条件下，能够快速水解生成细小聚集体对水中污染物和胶体进行捕获，由此达到去除水中污染物的目的，但是，此类混凝剂在碱性条件下迅速水解并凝聚成块状聚集体，操作条件不易控制。

鉴于上述原因，亟需研究一种对水中污染物和胶体颗粒具有良好的去除效果、性质稳定的混凝剂。

发明内容

为了克服上述问题，本发明人进行了锐意研究，研究出一种低温合成钾系聚硫铁混凝剂的方法，在合成过程中加入硝酸钾，可以提升碱度，促进聚硫铁混凝剂的晶体生长；反应结束对上清液收集，可直接套用于下一批次合成钾系聚硫铁混凝剂的过程，从源头上减少“三废”的产生；聚硫铁混凝剂，在水中自动水解，生成丰富的含Fe-SH和Fe-OH基团，对水中污染物和胶体颗粒具有良好的去除效果。本发明合成钾系聚硫铁混凝剂的方法简单，在低温、常压条件下即可合成高结晶度的钾系聚硫铁混凝剂，可实现工业化生产。本发明合成的钾系聚硫铁混凝剂是由Fe-S-Fe形成的一种聚合物，在常温条件下呈固态，在水中自动缓慢水解，并逐渐聚集，对污染物，尤其是重金属离子的去除效果，优于传统混凝剂，从而完成了本发明。