专利名称：用工业废弃物制备高效无毒净水剂的方法
用工业废弃物制备高效无毒净水剂的方法技术领域
本发明属于废水处理用无机高分子絮凝剂，具体涉及聚硅酸阳离子的制备方法。
技术背景
我国每年都要产生近百万吨废硫酸和上千万吨工业废渣，这些废弃物利用率很低，大都露天堆放，极大的浪费了资源和能源，并加剧了环境污染。
近年来，随着我国社会经济的发展和人民生活水平的提高，对环境保护的要求越来越高，污水排放的标准也越发严格，为使污水达标排放，必须对其进行深度处理，因而需要大量高效无毒的净水剂。
聚硅酸盐混凝剂是20世纪90年代在活化硅酸及传统铝盐、铁盐等混凝剂基础上发展起来的新型无机高分子混凝剂，其中硅是阴离子型带负电荷，金属阳离子带正电荷，它们在水溶液状态下的单元分子量约为数百至数千，可以相互结合成大小不同、结构各异的低聚、中聚和高聚体。它把聚硅酸和聚金属离子的优点结合起来，同时具有电中和、吸附架桥和网捕作用，混凝效果好。现已成为当今混凝剂研究主流。但其制备大都以化学药剂为原料，成本高昂，也有用粉煤灰等废弃物为原料制备聚硅酸铝铁的研究，但工艺复杂，对原料和设备要求较高，产品效果不稳定，储存时间较短。如CN1594082A介绍了用粉煤灰、炼铁矿渣、氢氧化钠、碳酸钠、硫酸和盐酸，经过八步过程，且需要一定压力条件下制备聚硅酸铝铁的特殊工艺。CN1830828A介绍了利用粉煤灰、硫酸亚铁、工业纯碱和工业盐酸为原料，经过800-90(TC高温焙烧、加热搅拌浸渍和离心过滤分离三步过程制备聚硅酸铝铁复合絮凝剂的方法。发明内容
本发明的目的在于改进上述现有混凝剂的不足之处，提供一种用工业废弃物制备高效无毒净水剂的方法，制备的净水剂适用于污水的深度处理，性能稳定，效果优良，并且制备工艺简单，成本低廉，不产生有害废物，适合推广工业生产。
本发明的技术方案是这样解决的
本发明提供的用工业废弃物制备高效无毒净水剂的方法，包括以废硫酸和工业废渣为主要原料，
(1)工业废渣酸浸液制备，取废硫酸加入工业废渣中，搅拌1-2小时，液固质量比为2-5，过滤，滤液即为金属盐酸浸液；
(2)聚硅酸制备，取废硫酸溶液，在充分搅拌条件下缓慢加入SiO2质量分数为 2-5 %的水玻璃溶液，至溶液pH值为1-3，继续搅拌5-60分钟后停止，即得聚硅酸溶液；
(3)聚硅酸阳离子制备充分搅拌条件下，采用共聚法按体积比1 0. 5-2在聚硅酸溶液中加入工业废渣酸浸液，然后缓慢加入氢氧化钠溶液至PH值为0. 1-3，并补加清水至预定体积，搅拌混勻，制备完毕。
本发明高效无毒净水剂用废硫酸和工业废渣等工业废弃物为主要原料，提供这些废弃物的再利用方法，减少环境污染，该方法将制备流程简化为三大步骤，降低了成本。本高效无毒净水剂性能造纸废水的深度处理的试验表明，与PAC等传统絮凝剂相比，其COD、 浊度和色度的最佳去除率分别提高21%、5%和33%，出水中残留总铝含量降低61%，不含氯及重金属等有害物，也无铁离子水相转移，无毒无害，安全可靠。并且出水PH及总碱度变化幅度小，对处理设备腐蚀性小。
具体实施方式
实施例1
(1)工业废渣酸浸液制备，取废硫酸加入工业废渣中，搅拌1小时，液固质量比为 3，过滤，滤液即为金属盐酸浸液；( 聚硅酸制备，取废硫酸溶液，在充分搅拌条件下缓慢加入SiO2质量分数为2 %的水玻璃溶液，至溶液pH值为1. 5，继续搅拌15分钟后停止，即得聚硅酸溶液；(3)聚硅酸阳离子制备充分搅拌条件下，采用共聚法按体积比1 0.8在聚硅酸溶液中加入工业废渣酸浸液，然后缓慢加入氢氧化钠溶液至PH值为0. 5，并补加上述聚硅酸阳离子2倍体积的清水，搅拌混勻，制备完毕。
实施例2
(1)工业废渣酸浸液制备，取废硫酸加入工业废渣中，搅拌2小时，液固质量比为 4，过滤，滤液即为金属盐酸浸液；( 聚硅酸制备，取废硫酸溶液，在充分搅拌条件下缓慢加入SiO2质量分数为4%的水玻璃溶液，至溶液pH值为2. 5，继续搅拌30分钟后停止，即得聚硅酸溶液；(3)聚硅酸阳离子制备充分搅拌条件下，采用共聚法按体积比1 1.5在聚硅酸溶液中加入工业废渣酸浸液，然后缓慢加入氢氧化钠溶液至PH值为1，并补加与上述聚硅酸阳离子相同体积的清水，搅拌混勻，制备完毕。
实施例3
(1)工业废渣酸浸液制备，取废硫酸加入工业废渣中，搅拌2小时，液固质量比为 3，过滤，滤液即为金属盐酸浸液；( 聚硅酸制备，取废硫酸溶液，在充分搅拌条件下缓慢加入SiA质量分数为3. 5 %的水玻璃溶液，至溶液PH值为1. 8，继续搅拌40分钟后停止，即得聚硅酸溶液；C3)聚硅酸阳离子制备充分搅拌条件下，采用共聚法按体积比1 0.5在聚硅酸溶液中加入工业废渣酸浸液，然后缓慢加入氢氧化钠溶液至PH值为0. 5，并补加上述聚硅酸阳离子1. 5倍体积的清水，搅拌混勻，制备完毕。
实施例4
(1)工业废渣酸浸液制备，取废硫酸加入工业废渣中，搅拌1.5小时，液固质量比为4. 5，过滤，滤液即为金属盐酸浸液；(2)聚硅酸制备，取废硫酸溶液，在充分搅拌条件下缓慢加入S^2质量分数为2 %的水玻璃溶液，至溶液pH值为1. 5，继续搅拌60分钟后停止， 即得聚硅酸溶液；C3)聚硅酸阳离子制备充分搅拌条件下，采用共聚法按体积比1 1在聚硅酸溶液中加入工业废渣酸浸液，然后缓慢加入氢氧化钠溶液至PH值为1.5，并补加上述聚硅酸阳离子0. 5倍体积的清水，搅拌混勻，制备完毕。
权利要求
1. 一种用工业废弃物制备高效无毒净水剂的方法，包括以废硫酸和工业废渣为主要原料，其特征在于，包括以下步骤1)工业废渣酸浸液制备，取废硫酸加入工业废渣中，搅拌1-2小时，液固质量比为2-5， 过滤，滤液即为金属盐酸浸液；2)聚硅酸制备，取废硫酸溶液，在充分搅拌条件下缓慢加入SlO2质量分数为2-5%的水玻璃溶液，至溶液PH值为1-3，继续搅拌5-60分钟后停止，即得聚硅酸溶液；3)聚硅酸阳离子制备，充分搅拌条件下，采用共聚法按体积比1 0.5-2在聚硅酸溶液中加入工业废渣酸浸液，然后缓慢加入氢氧化钠溶液至PH值为0. 1-3，并补加清水至预定体积，搅拌混勻，制备完毕。
全文摘要
本发明公开了一种利用工业废弃物制备高效无毒净水剂的方法，涉及以废硫酸和工业废渣为主要原料制备聚硅酸阳离子混凝剂，由工业废渣酸浸液制备、聚硅酸制备、聚硅酸阳离子制备三步过程组成。该方法简化了制备工艺，降低了成本，并且有效利用了工业废弃物，减少环境污染。制备的高效无毒净水剂性能稳定，投药量少，在对废水的深度处理中，其除浊度、色度和COD效果均明显优于PAC等传统净水剂，出水水质好，铝残留量低，不含氯及重金属等有害物，也无铁离子水相转移，无毒无害，安全可靠。
文档编号C02F1/52GK102515323SQ20111040690
公开日2012年6月27日 申请日期2011年12月8日 优先权日2011年12月8日
发明者李冉, 贺延龄, 贺超, 陈玲 申请人:西安交通大学