一种混凝剂的制备方法及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明属于絮凝剂制备技术领域，设及一种混凝剂的制备方法及其应用，具体设 及一种用于水体中重金属处理的混凝剂的制备方法及其应用。
[0002]
【背景技术】
[0003] 混凝法是一种被广泛使用的水处理方法，其具有高效、低廉、使用方便等优点。混 凝剂是混凝法的核屯、，其质量的优劣将很大程度上决定水处理效果的好坏。混凝剂主要分 为无机混凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝剂。而无机混凝剂又分为传统无机混凝剂和无机高 分子混凝剂。目前，普遍使用的无机高分子混凝剂主要为聚合侣盐类混凝剂和聚合铁盐类 混凝剂。
[0004] 聚合氯化侣是一种应用十分广泛的无机高分子混凝剂。它主要通过吸附电中和、 压缩双电层、吸附架桥、网捕等作用，使水体中难W沉降的胶体颗粒脱稳、碰撞、聚集、沉淀， W达到净化水体的目的。其具有用量少、净化水质优、使用方便等优点。聚合氯化侣的合成 方法按生产工艺的不同，可W分为酸溶法、碱溶法、中和法、热解法、加压反应法、电渗析法、 电解法等。现主要采用酸溶法来制备聚合氯化侣。
[000引 中国专利申请号CN201210426527,发明名称为"一种聚合氯化侣的生产方法"，公 开了一种W侣孤上和侣酸巧粉为原料，制备聚合氯化侣的方法。该方法具有生产过程简单、 方便的特点。但其在反应蓋中加热至120°C左右，能耗较大，且容易对反应蓋造成腐蚀；且 其还需加入双氧水，增加了生产成本；侣孤±和侣酸巧粉往往含杂质较多，生产过程中需考 虑除杂的问题；且其反应时间需要4小时左右，耗费了大量时间成本。
[0006] 中国专利申请号CN02120932,发明名称为"生产聚合氯化侣的方法和装置"。公开 了一种W盐酸和氨氧化侣为原料生产聚合氯化侣的方法。其在反应过程中吹入氯气，使得 盐酸和氨氧化侣在接近常温和常压的条件迅速发生反应，生产聚合氯化侣。但此过程需引 入氯气，会造成操作、保存、检漏上的麻烦，而且氯气成本较高，对设备腐蚀性较大。
[0007]中国专利申请号CN201410101932，发明名称为"一种聚合氯化侣混凝剂的制备方 法"。公开了一种W工业级氨氧化侣为原料，使其分步与氨氧化钢、巧樣酸、盐酸反应制备聚 合氯化侣的方法。虽然该制备方法具有对设备腐蚀性小的特点，但在制备过程中加入了巧 樣酸。其增加了生产成本，而且在实际饮用水、污水处理过程中，如使用不当，易造成处理水 体中COD反而升高，影响处理效果。
[0008] 因此，研发一种能耗较低、对设备腐蚀性较小、杂质含量较低、生产方便、生产安全 性大的聚合氯化侣十分必要。另外，目前水体中重金属污染问题引起的社会的广泛关注。其 处理方法虽多，但往往处理成本较高，有的更存在二次污染问题。如果能研发一种混凝剂对 其有较好的去除效果，将对污染控制产生积极作用。
[0009]
【发明内容】
[0010] 针对现有技术存在的上述不足，本发明的目的是提供一种能耗低、对设备腐蚀性 小、稳定性好、对重金属具有较好去除效果的混凝剂的制备方法。
[0011] 本发明的另一个目的是提供上述混凝剂的应用。
[0012] 实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种混凝剂的制备方法，W工业级氨氧 化侣为主要原料，在高温条件下与氨氧化钢溶液反应，形成透明溶液；待透明溶液冷却至室 温后，向其中加入盐酸溶液，使反应溶液的盐基度（0H/A1比值）控制在2. 4~2. 7,并快速揽 拌，得到含有活性氨氧化侣凝胶的高盐基度的聚合氯化侣混合溶液；待上述含有活性氨氧 化侣凝胶的高盐基度的聚合氯化侣混合溶液混合均匀后，进行加热和陈化处理，得所述混 凝剂； 进一步，上述混凝剂的制备方法，具体步骤包括： (1) 准确称取氨氧化侣与氨氧化钢置于反应容器中，并加入水，在揽拌的条件下，将反 应体系升温至微沸，完全反应25~35min;其中，氨氧化侣与氨氧化钢的质量比为1. 5~1. 8 : 1，控制氨氧化钢溶液的质量浓度在50%~60%; (2) 待步骤（1)反应后的溶液冷却至室温后，加入体积浓度为199(^28%的盐酸溶液，控 制反应溶液的盐基度在2. 4~2. 7,并进行揽拌，得到含有活性氨氧化侣凝胶的高盐基度的聚 合氯化侣混合溶液； (3) 待步骤（2)所得氨氧化侣凝胶-聚合氯化侣混合溶液混合均匀后，在60~80°C下， 加热0. 5~1小时；并在加热后进行陈化处理，陈化S天后，即得所述混凝剂。
[0013]采用上述方法制得的混凝剂用于水体中重金属去除的应用。
[0014]相比现有技术，本发明具有如下有益效果： (1)本发明通过实验研究，限定使用体积浓度为199(^28%的盐酸溶液进行反应，既避免 了当盐酸浓度大于28%时，酸碱反应产生大量的热量，导致所产生的氨氧化侣凝胶老化而 吸附活性降低；又避免了当盐酸浓度小于19%时，所得产品体积较大，不利于储存和生产的 问题。
[0015] (2)本发明在综合考虑当加热温度大于80°C时，同样需要加热30min,但容易导致 所产生的氨氧化侣凝胶老化；而加热温度小于60°C时，反应时间则延长至3小时，能耗较大 的基础上，通过大量创造性的试验研究，优选60~80°C的加热温度，在减小能耗的同时，避免 了氨氧化侣凝胶老化的问题，制备出具有更优重金属去除效果的混凝剂。
[0016] (3)本发明通过研究发现当加热时间大于1小时，产品中侣形态发生较大转化，最 具有混凝活性的Alb(或A1i3)的含量开始明显减少；当加热时间小于0. 5小时，盐酸与氨 氧化侣凝胶反应不充分，高盐基度的聚合氯化侣中Alb和A113未充分形成；并在此研究发现 之上，辅W试验限定了本发明的最优的加热时间为0.5~1小时，制得了对水体中重金属和 COD都有较好的去除效果的混凝剂。
[0017] (4)本发明制备的混凝剂中所具有的氨氧化侣凝胶对水体中重金属具有较好的吸 附作用，从而可W大大促进水体中重金属的去除；所具有的高盐基度的聚合氯化侣具有较 好的混凝效率，进一步使本发明混凝剂综合处理效果更好。
[0018] (5)本发明制得的混凝剂可广泛用于水体中重金属的处理，对水体中重金属、浊度 和COD都有较好的去除效果，去除率局。
[0019] (6)本发明混凝剂稳定性较好，侣形态在6个月内不发生较大的改变，使本发明有