[发明专利]一种固体钛基杂化絮凝剂及其制备方法和应用

说明书

本发明属于水处理用絮凝剂的技术领域，具体涉及一种固体钛基杂化絮凝剂及其制备方法和应用。该催化剂是在稳定剂的作用下，利用溶胶‑凝胶法将钛盐与硅烷偶联剂发生杂化反应，经过干燥老化处理，最终制得。本发明制得的固体钛基杂化絮凝剂的制备方法简单，所得产品为固体颗粒，便于储存运输，对人体健康和生态环境不存在潜在危害，符合绿色环保的生产要求。本发明固体钛基杂化絮凝剂中，由于引入硅烷偶联剂，加强了絮凝剂的电中和作用，同时提高了电中和及网捕卷扫能力，在絮凝过程中生成的絮体更加密实粗大，沉降性能更好，其用于废水处理时，处理效率高且拓宽了投量范围，应用场景更广泛。

技术领域

本发明属于水处理用絮凝剂的技术领域，具体涉及一种固体钛基杂化絮凝剂及其制备方法和应用。

背景技术

在现今流行的水处理技术中，混凝沉淀法是应用最为广泛、使用成本较低的物理化学处理技术，被大量应用于污水处理厂预处理和深度处理阶段。在预处理阶段使用絮凝剂可以大幅度降低污水的浊度和色度，减轻后续工艺的处理负荷，所以混凝法一直是环境工程领域的一项重要研究内容。

混凝法处理效果的优劣取决于絮凝剂的性能，一种优秀的絮凝剂对整个处理工艺处理效果起决定性作用，同时也与处理成本的高低直接相关。随着传统铁盐、铝盐絮凝剂在实际应用过程中出现投加量大、处理效果有限、絮体沉降性能不足、对人体健康存在潜在风险等一系列问题，迫切要求一种新型的金属盐絮凝剂来弥补传统铁盐、铝盐絮凝剂的不足。钛盐絮凝剂具有处理效果好、絮体密实、沉降性能好等优点受到广泛关注，且钛盐作为一种“亲生物金属”，对人体健康和生态环境不存在潜在危害。

虽然钛盐絮凝剂具有种种优点，但是其储存稳定性差却限制了其大规模应用于实际生产中。Y.X.Zhao等人的研究表明，当碱化度B1.5时，聚合氯化钛(PTC)不能稳定存在2周以上，这是由于其中聚合钛产物的分解所导致的(Y.X.Zhao,S.Phuntsho,B.Y.Gao,etal.Comparison of a novel polytitanium chloride coagulant with polyaluminiumchloride:Coagulation performance and floc characteristics[J].Journal ofEnvironmental Management,147(2015)194-202)。凝胶化改性钛盐絮凝剂是一种优于预聚合的改性手段，对于无机钛盐的改性研究表明凝胶化改性具有如下的优点(XiaomengWang,Minghui Li,Xiaojie Song,et al.Preparation and Evaluation of Titanium-Based Xerogel as a Promising Coagulant for Water/Wastewater Treatment[J].Environmental ScienceTechnology,2016,50:9619-9626.)：(1)区别于传统钛盐絮凝剂的液体形态，干凝胶絮凝剂是固体形态，这使得其储存稳定性得到大幅度提高；(2)其水解机理发生改变，使得其除浊效果更好；(3)克服出水pH值过低的问题。