专利名称：：高聚合铝-膨润土复合混凝剂及其原位生成制备法的制作方法
技术领域：
：本发明涉及废水处理
技术领域：
，具体是涉及一种高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备方法。
背景技术：
：纺织印染或造纸行业的废水水量大、色度高、水质变化大、有机污染物含量高以及组分复杂，而且近年来，PVA浆料和新型助剂的使用，使难生化降解的有机污染物在废水中的含量大大增加。用单一药剂或工艺处理比较困难、且成本很高，因此需在对不同药剂进行组合的基础上，开发一种高效、经济的印染废水处理药剂。膨润土是以蒙脱石为主要成份的黏土岩，是应用最广泛的非金属矿产之一。由于膨润土在水中具有膨胀性、分散悬浮等特性，因此用膨润土原土处理废水时，效果较差，特别是固-液分离速度慢，絮凝物脱水效果较差，影响其实际应用。因此，对膨润土进行处理，可以大大改善膨润土去除印染废水中有机污染物的性能。蒙脱石(即膨润土)具有盐的离子交换性、酸与醇的酰化、加成反应等特性，不同反应类型形成不同键型的复合物。人们常根据不同需要对膨润土进行改性或活化处理，再选用不同的改性物质，制得各种改性膨润土，如阴、非离子表面活性剂改性膨润土，短碳链阳离子与长碳链阳离子表面活性剂按一定配比混合改性的双阳离子有机膨润土，还有通过和A1C13交联剂、淀粉、PVA等材料或化合物混合，经挤压成型后灼烧制成的膨润土基多孔粘土材料，均能应用于印染废水的处理。然而，目前还没有通过在蒙脱石片层中原位生成高聚合铝混凝剂的方法制备膨润土复合混凝剂的报道。
发明内容本发明要解决的技术问题是提供一种高聚合铝一膨润土复合混凝剂及其原位生成制备法，采用该复合混凝剂处理废水具有经济、高效的特点。为了解决上述技术问题，本发明提供一种高聚合铝一膨润土复合混凝剂，其由以下百分比的配方组成膨润土525wt%，铝盐l10wt%，聚合剂l5wt%，其余为水。本发明还同时公开了一种高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备法，由以下重量百分比的成分组成原料525%的膨润土、110%的铝盐、15%的聚合剂，其余为水；包括以下步骤1)、将聚合剂溶解在水中，制成聚合剂溶液；2)、将铝盐和水混合，制成铝盐溶液；步骤l)中的水与步骤2)中的水的用量之和-原料成分中的水；3)、在铝盐溶液中加入颗粒状的膨润土，混合均匀后使膨润土浸泡在铝盐溶液中；4)、然后于搅拌状态下在步骤3)的所得物中加入聚合剂溶液进行原位聚合反应，反应温度为209(TC;直至反应物呈胶体状，得胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。作为本发明的高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备方法的改进将胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂在20105'C条件下进行干燥，然后研磨，得粉状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。一般控制粉状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂中含水率<6%。作为本发明的高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备方法的进一步改进聚合剂为碳酸钠、氢氧化钠、硅酸钠或铝酸钠；铝盐为氯化铝或硫酸铝；所述步骤2)中的浸泡时间为312小时。在本发明的制备方法中，步骤3)将膨润土浸泡在铝盐溶液中的目的是为了使铝盐充分进入膨润土的片层间，因此步骤3)是一个铝盐分子进入膨润土片层的过程；所选用的膨润土为粒径在112拜的颗粒状膨润土。步骤4)是一个加入聚合剂后在膨润土片层间原位生成高聚合铝的过程。本发明中，通过铝盐在膨润土片层间的聚合反应，生成高聚合铝后可以大大增加膨润土片层间距，提高膨润土对各种污染物的处理效果；同时，生成的聚合铝与膨润土复合后，一方面发挥高聚合铝混凝剂的压缩双电层、电荷中和、架桥、巻扫、网捕作用，迅速沉淀并去除那些颗粒较大的污染物胶体；另一方面，利用膨润土的大比表面积，可以吸附去除那些较难去除的小粒径污染物(如染料分子等)；并发挥膨润土表面活性高的优点，提高聚合铝混凝剂的高活性及其与污染物胶体的接触位，起到助凝作用，从而使处理废水的反应速度加快，混凝剂的利用率提高，用药量大大降低。本发明的混凝剂在实际使用时以胶状或粉剂状态按常规方式加至被处理的废水中，一般投放量为粉剂混凝剂的用量是12g/L，胶状混凝剂的用量是有效含量12g/L，胶状混凝剂的有效含量指的是去除成分中的水后的量。本发明具有的有益效果是本发明通过铝盐在膨润土片层间的聚合反应，达到高聚合铝与膨润土的复合，发挥高聚合铝混凝剂与膨润土矿物助凝剂的协同优化作用，从而制备出对纺织染整、造纸工业污水具有显著净化脱色作用的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。而且，由于膨润土矿物原料资源丰富、价格低廉，因此本发明的混凝剂除了具有如上所述的对污水处理速度快、效果好、用药量小等优点外，还具有生产成本较低的优点。本发明的工艺简单，复合后的混凝剂产品对含有机物废水的处理效果得到显著提高，可应用于印染、造纸等工业废水的处理。具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步的说明。以下份数均指重量份。实施例1、一种高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备法，以IO份颗粒状的膨润土、l份氯化铝、3份碳酸钠和86份水组成原料，依次进行以下步骤-1)、将碳酸钠溶解在水中，制成碳酸钠饱和溶液，作为聚合剂溶液；2)、将氯化铝和剩余的水[即86份水一步骤1)中所用的水]混合，制成铝盐溶液；3)、在铝盐溶液中加入颗粒状的膨润土，混合均匀后使膨润土浸泡在铝盐溶液中3小时，从而使铝盐充分进入膨润土片层间；上述步骤l)步骤3)均在室温下进行。4)、然后于搅拌状态下在步骤3)的所得物中加入聚合剂溶液，在5(TC进行原位聚合反应(反应过程中保持搅拌)；直至反应物呈胶体状后结束反应，得胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。实施例2、一种高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备法，以25份颗粒状的膨润土、5份硫酸铝、l份氢氧化钠和69份水组成原料，依次进行以下步骤1)、将氢氧化钠溶解在18份水中，制成氢氧化钠溶液，作为聚合剂溶液；2)、将硫酸铝和51份水混合，制成铝盐溶液；3)、在铝盐溶液中加入颗粒状的膨润土，混合均匀后使膨润土浸泡在铝盐溶液中6小时，从而使铝盐充分进入膨润土片层间；上述步骤1)步骤3)均在室温下进行。4)、然后于搅拌状态下在步骤3)的所得物中加入聚合剂溶液，在2(TC进行原位聚合反应(反应过程中保持搅拌)；直至反应物呈胶体状后结束反应，得胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。5)、将上述胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂在40'C下进行干燥，直至成为固体后进行研磨；得粉状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂，该粉状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂中含水率为3%。实施例3、一种高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备法，以5份颗粒状的膨润土、8份氯化铝、4份硅酸钠和83份水组成原料，依次进行以下步骤1)、将硅酸钠溶解在15份水中，制成硅酸钠溶液，作为聚合剂溶液；2)、将氯化铝和68份水混合，制成铝盐溶液；3)、在铝盐溶液中加入颗粒状的膨润土，混合均匀后使膨润土浸泡在铝盐溶液中3小时，从而使铝盐充分进入膨润土片层间；上述步骤l)步骤3)均在室温下进行。4)、然后于搅拌状态下在步骤3)的所得物中加入聚合剂溶液，在9(TC进行原位聚合反应(反应过程中保持搅拌)；直至反应物呈胶体状后结束反应，得胶状的高聚合铝—膨润土复合混凝剂。实施例4、一种高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备法，以15份颗粒状的膨润土、3份氯化铝、5份铝酸钠和77份水组成原料，依次进行以下步骤1)、将铝酸钠溶解在15份水中，制成铝酸钠溶液，作为聚合剂溶液；2)、将氯化铝和62份水混合，制成铝盐溶液；3)、在铝盐溶液中加入颗粒状的膨润土，混合均匀后使膨润土浸泡在铝盐溶液中8小时，从而使铝盐充分进入膨润土片层间；上述步骤l)步骤3)均在室温下进行。4)、然后于搅拌状态下在步骤3)的所得物中加入聚合剂溶液，在3(TC进行原位聚合反应(反应过程中保持搅拌)；直至反应物呈胶体状后结束反应，得胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。5)、将上述胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂在8(TC下进行干燥，直至成为固体后进行研磨；得粉状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。该粉状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂中含水率为1%。实施例5、一种高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备法，以20份颗粒状的膨润土、IO份氯化铝、l份氢氧化钠和69份水组成原料，依次进行以下步骤1)、将氢氧化钠溶解在15份水中，制成氢氧化钠溶液，作为聚合剂溶液；2)、将氯化铝和54份水混合，制成铝盐溶液；3)、在铝盐溶液中加入颗粒状的膨润土，混合均匀后使膨润土浸泡在铝盐溶液中5小时，从而使铝盐充分进入膨润土片层间；上述步骤l)步骤3)均在室温下进行。4)、然后于搅拌状态下在步骤3)的所得物中加入聚合剂溶液，在60'C进行原位聚合反应(反应过程中保持搅拌)；直至反应物呈胶体状后结束反应，得胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。实施例6、一种高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备法，以20份颗粒状的膨润土、4份硫酸铝、4份硅酸钠和72份水组成原料，依次进行以下步骤-1)、将硅酸钠溶解在18份水中，制成硅酸钠溶液，作为聚合剂溶液；2)、将硫酸铝和54份水混合，制成铝盐溶液；3)、在铝盐溶液中加入颗粒状的膨润土，混合均匀后使膨润土浸泡在铝盐溶液中6小时，从而使铝盐充分进入膨润土片层间；上述步骤l)步骤3)均在室温下进行。4)、然后于搅拌状态下在步骤3)的所得物中加入聚合剂溶液，在3(TC进行原位聚合反应(反应过程中保持搅拌)；直至反应物呈胶体状后结束反应，得胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。5)、将上述胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂在IO(TC下进行干燥，直至成为固体后进行研磨；得粉状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。该粉状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂中含水率为1%。实验l、以同一时间取样的某纺织厂的纺织印染废水为处理对象，该废水经检测，具体数据如下表h表l<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>在上述废水中分别放入不同浓度量的实施例1实施例6所得的复合混凝剂，作为不同的实验组；以投放不同浓度量的膨润土和铝混凝剂的组合物作为对比组1和对比组2，以投放膨润土基多孔粘土材料(如
背景技术：
中所述)作为对比组3;经过沉淀处理(实验组沉淀3小时，对比组沉淀4小时)，按照同样的方法重新检测处理后的污水，结果如表2所示表2、纺织印染废水的处理结果<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>实验组2(实施例2，2g/L)827518实验组3(实施例3，有效量为1.87g/L)830822实验组4(实施例4，2g/L)828320.7实验组5(实施例5有效量为1.922g/L)828020.5实验组6(实施例6，lg/L)3238833实验组7(实施例6，1.5g/L)1633525实验组8(实施例6，2g/L)828220.5对比组l(1.35g膨润土+0.7g聚合氯化铝/L)1635828对比组2(1.45g膨润土+0.6g聚合硫酸铝/L)1633927对比组3(2g/L)1633427注实验组l、实验组3和实验组5由于使用的是胶状高聚合铝一膨润土复合混凝剂，因此指的是有效成分的用量，经换算后的胶状复合混凝剂的实际用量是实验组l(实施例l，14g/L)，实验组3(实施例l,11g/L)，实验组5(实施例5，6.2g/L)。从表2中我们可以看出，实验组4(实施例4，2g/L)和对比组l(1.35g膨润土+0.7g聚合氯化铝/L)膨润土和聚合氯化铝的量基本相同，而实验组4的处理结果优于对比组1;同理，实验组8和对比组2(1.45g膨润土+0.6g聚合硫酸铝/L)膨润土和聚合硫酸铝的量基本相同，而实验组8的处理结果优于对比组2。因此，本发明的高聚合铝一膨润土复合混凝剂体现了协同作用。实验2、以同一时间取样的某造纸厂的工业废水为处理对象，该废水经检测，具体数据如下表3:表3色度(倍)COD(mg.U1)悬浮物(mg七—41024143实验方式同实验l，结果如表4所示。表4、造纸厂的工业废水的处理结果<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table>从表4中我们可以看出，实验组4(实施例4，2g/L)和对比组l(1.35g膨润土+0.7g聚合氯化铝/L)膨润土和聚合氯化铝的量基本相同，而实验组4的处理结果优于对比组1;同理，实验组8和对比组2(1.45g膨润土+0.6g聚合硫酸铝/L)膨润土和聚合硫酸铝的量基本相同，而实验组8的处理结果优于对比组2。因此，本发明的高聚合铝一膨润土复合混凝剂体现了协同作用。最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。权利要求1、一种高聚合铝-膨润土复合混凝剂，其特征在于由以下百分比的配方组成膨润土5～25wt％，铝盐1～10wt％，聚合剂1～5wt％，其余为水。2、如权利要求1所述的高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备法，其特征在于由以下重量百分比的成分组成原料525%的膨润土、110%的铝盐、15%的聚合剂，其余为水；包括以下步骤-1)、将聚合剂溶解在水中，制成聚合剂溶液；2)、将铝盐和水混合，制成铝盐溶液；步骤1)中的水与步骤2)中的水的用量之和=原料成分中的水；3)、在铝盐溶液中加入颗粒状的膨润土，混合均匀后使膨润土浸泡在铝盐溶液中；4)、然后于搅拌状态下在步骤3)的所得物中加入聚合剂溶液进行原位聚合反应，反应温度为209(TC;直至反应物呈胶体状，得胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。3、根据权利要求2所述的高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备方法，其特征在于将胶状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂在20105'C条件下进行干燥，然后研磨，得粉状的高聚合铝一膨润土复合混凝剂。4、根据权利要求2或3所述的高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备方法，其特征在于所述聚合剂为碳酸钠、氢氧化钠、硅酸钠或铝酸钠。5、根据权利要求4所述的高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备方法，其特征在于所述铝盐为氯化铝或硫酸铝。6、根据权利要求5所述的高聚合铝一膨润土复合混凝剂的原位生成制备方法，其特征在于所述步骤2)中的浸泡时间为312小时。全文摘要本发明公开了一种高聚合铝-膨润土复合混凝剂，其由以下百分比的配方组成膨润土5～25wt％，铝盐1～10wt％，聚合剂1～5wt％，其余为水。本发明还同时公开了上述复合混凝剂的原位生成制备法，包括以下步骤1)将聚合剂溶解在水中，制成聚合剂溶液；2)将铝盐和水混合，制成铝盐溶液；3)在铝盐溶液中加入颗粒状的膨润土，混合均匀后使膨润土浸泡在铝盐溶液中；4)于搅拌状态下在步骤3)的所得物中加入聚合剂溶液进行原位聚合反应，得胶状的高聚合铝-膨润土复合混凝剂。采用该复合混凝剂处理废水具有经济、高效的特点。文档编号C02F1/52GK101613146SQ200910101318公开日2009年12月30日申请日期2009年7月30日优先权日2009年7月30日发明者孙国君,林俊雄,澜汪,马廷方申请人:浙江理工大学