本发明属于污水处理技术领域，具体涉及一种聚合硅酸铝铁絮凝剂及其制备方法。
背景技术：
伴随着半导体工业的不断发展，在给我们带来利益的同时，也带来了环境问题。在半导体生产过程中，会产生一些废水，其中尤其以含氟废水的危害最为严重。半导体生产工艺复杂，其中的刻蚀工序等使用氢氟酸、氟化铵及用高纯水清洗，这就是含氟废水的来源。含氟废水，对粘膜、上呼吸道、眼睛、皮肤组织有极强的破坏作用。吸人后可引起咽喉及支气管的炎症、水肿、痉挛及化学性肺炎、肺气肿而致死。中毒表现有烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐。
含氟废水的处理方法有很多，如吸附法、冷冻法、离子交换树脂除氟法、活性炭除氟法、超滤法、电渗析法，由于成本高、除氟率低，至今很少推广应用。目前最实用的是以化学沉淀法和混凝沉淀法为基础形成的一些处理措施，当前采用的絮凝剂配置后放置时间短，容易发生胶粘凝聚而失效；且在使用时，沉降需时长，为保证生产需设置较大的池子，占用空间，且处理效果差。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种除氟效果显著，絮体致密、沉降速度快，储存周期长的聚合硅酸铝铁絮凝剂及其制备方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是，一种聚合硅酸铝铁絮凝剂，包括以下重量份数的原料混合制备而成：硅酸钠2～15份，铝盐35～45份，铁盐10～15份和水60份，还包括酸，酸的加入量满足如下条件：加入硅酸钠和水的溶液中，至溶液的pH为2-5。
进一步地，还包括可溶性低分子量的醇，可溶性低分子量的醇的加入量为硅酸钠、酸、铝盐、铁盐和水的总重量的2.5～12％。
进一步地，该铝盐为硫酸铝、氯化铝和硝酸铝中的一种。
进一步地，该铁盐为氯化铁，硫酸铁和硝酸铁中的一种。
进一步地，该酸为硫酸、磷酸、硝酸和醋酸中的一种。
进一步地，该可溶性低分子量醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙二醇和丙三醇中的一种、两种或者多种。
进一步地，铝盐为硫酸铝、氯化铝和硝酸铝中的一种，铁盐为氯化铁，硫酸铁和硝酸铁中的一种，酸为硫酸、磷酸、硝酸和醋酸中的一种。
进一步地，铝盐为硫酸铝、氯化铝和硝酸铝中的一种，铁盐为氯化铁，硫酸铁和硝酸铁中的一种，酸为硫酸、磷酸、硝酸和醋酸中的一种，可溶性低分子量醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙二醇和丙三醇中的一种、两种或者多种。
本发明还公开了上述一种聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备方法，该方法如下：称取上述各原料，将硅酸钠加入水中混合，在30～50℃温度下搅拌溶解，加入酸至pH为2-5，然后加入铝盐和铁盐搅拌1～2小时，再加入可溶性低分子量醇，搅拌均匀即得。
本发明一种聚合硅酸铝铁絮凝剂具有如下优点：1.混凝性能好、絮体大且致密。2.沉淀快、效率高。3.除氟效果好。4.配置后，长时间不会胶粘凝聚，稳定性好。5.比传统的絮凝剂用量可减少1/3～1/2，成本可节省40％以上。
具体实施方式
本发明一种聚合硅酸铝铁絮凝剂，包括以下重量份数的原料混合制备而成：硅酸钠2～15份，铝盐35～45份，铁盐10～15份和水60份，还包括酸，酸的加入量满足如下条件：加入硅酸钠和水的溶液中，至溶液的pH为2-5。
本发明一种聚合硅酸铝铁絮凝剂还包括可溶性低分子量的醇，可溶性低分子量的醇的加入量为硅酸钠、酸、铝盐、铁盐和水的总重量的2.5～12％。
其中：
铝盐为硫酸铝、氯化铝和硝酸铝中的一种。
铁盐为氯化铁，硫酸铁和硝酸铁中的一种。
酸为硫酸、磷酸、硝酸和醋酸中的一种。
可溶性低分子量醇为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丙二醇和丙三醇中的一种、两种或者多种。
本发明的一种聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备方法，如下：称取上述各原料，将硅酸钠加入水中混合，在30～50℃温度下搅拌溶解，加入酸至pH为2-5，然后加入铝盐和铁盐搅拌1～2小时，再加入可溶性低分子量醇，搅拌均匀即得。
各实施例中加入的水均为60g，如表1所示：
表1各实施例
上述各实施例中的聚合硅酸铝铁絮凝剂的制备过程如下：称取上述各原料，将硅酸钠放入100ml的烧瓶中，加入60g的水溶解，用酸调节溶液pH为2-5，搅拌30分钟，得到聚合硅酸钠，不断搅拌的情况下加入铝盐和铁盐，搅拌1～2小时，此时颜色加深并逐渐变的澄清，最终变成深黄色透明液体。上述实施例1—实施例25，其他各组分不变，但是不加入可溶性低分子量的醇，这样制备所得的聚合硅酸铝铁絮凝剂满足生产的需要。
在上述实施例1—实施例25，分别再加入可溶性低分子量醇，可溶性低分子量的醇的加入量为硅酸钠、酸、铝盐、铁盐和水的总重量的2.5～12％。搅拌20分钟左右，低分子量的醇，增强了体系的稳定性。此体系稳定性可达半年，且除氟效果和絮凝效果更明显。
上述各实施例制备的聚合硅酸铝铁絮凝剂稳定性好，放置半年不会发生交联凝聚，聚合硅酸铝铁絮凝剂溶液凝聚性能不会发生改变。取含390ppm氟离子的1吨废水，加入20％质量含量的氢氧化钙水乳液9kg，充分混合后，加入实施例2制备的聚合硅酸铝铁絮凝剂10kg，再次充分搅拌，快速形成凝聚物并很快沉淀下来，且絮体大，致密。待上层液面澄清后，取上液面测氟离子含量为7ppm，污泥量少。表明能够快速除氟，除氟效率高，且效果好。