有机、无机高分子复合絮凝剂及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及环保水资源再生技术，尤其涉及一种有机、无机高分子复合絮凝剂及 其制备方法。
【背景技术】
[0002] 钛白粉副产物中的硫酸亚铁与工业硫酸和工业废盐酸加催化剂氧化制得的聚合 硫酸铁(PFS)产品及PAFC产品，在国内研究多年已取得许多突破性的成就，随着净水行业的 发展，20世纪90年代初聚硅酸铝铁(PSAF)产品的研制成功，比传统的铝、铁盐絮疑剂产品要 优越很多，为此:近年来人们对Α1 (ΙΠ )和Fe(ΙΠ )的水解一聚合一沉淀的化学行为、各自聚合 的机理、聚合物形态分布特征和转化规律进行了深入研究，克服铝、铁盐净水的缺点，发挥 其优势先后开发出了 PASS产品、PSAF产品等等，这些产品在各个净水行业中发挥了很大的 作用。但随着生产应用的开发，国家节能减排的政策出台，相关产业的废水排放指标的提 升，简单复配的净水产品是不能达到综合废水新标准要求的，无论在SS、C0D、色度指标上， 对净水产品的要求都有提升。
[0003] 利用钛白副产物及各类废酸、铝渣、铁渣进行综合利用，提取絮凝中的铝、铁、酸为 主要原料，在一定工艺条件下，制备复合絮凝剂产品，即：PAFCSSD、PFSS、PAFC的方法很多， 但上述几个产品的工艺稳定性及工艺合成尚有很多缺陷，在活化硅酸的加入后，产品的稳 定性很差，保持周期短，容易凝胶。有机高分子与无机高分子合成加入有机脱色剂后，会使 产品分子连接度更差，在水处理应用上还不尽人意。
【发明内容】
[0004] 本发明所解决的技术问题是，提供一种有机、无机高分子复合絮凝剂的制备方法， 利用该方法制得的絮凝剂可大大提尚C0D去除率、色度去除率和SS去除率。
[0005] 本发明进一步所解决的技术问题是，提供一种有机、无机高分子复合絮凝剂，该絮 凝剂可大大提高C0D去除率、色度去除率和SS去除率。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明公开了以下方案：
[0007] -种有机、无机高分子复合絮凝剂的制备方法，包括：
[0008] 硼硅磷双酸铝铁合成步骤，将聚合双酸铝铁溶液置于合成釜中，升温至40-60°C 后，加入固体质量配比为〇. 01 %-〇. 015%的磷酸、磷酸钠溶液，搅拌8-12分钟后，加入Si〇2 质量配比为〇. 7 %-1.0 %的经硼化的活化硅酸，所述活化硅酸和双酸铝铁中A1: Fe搅拌反应 12-18分钟，待温度上升至68-72 °C后，加入质量配比为0.002 % -0.004 %的硫酸盐复合稀土 催化剂，搅拌升温至l〇〇°C，保持1小时后，得到硼硅磷双酸铝铁溶液待用；
[0009] 有机高分子TOA制备步骤，以二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺为原料，按照固体 质量比为0.2 %-0.5 %，在55-65 °C下进行水解聚合反应，0.8-1.5小时后，得到阳离子度为 25 %、特性黏数为6. OdL/g、外观为45 %透明胶体的PDA溶液；
[0010]有机无机高分子合成步骤，将所述硼硅磷双酸铝铁溶液的温度下降至65-55Γ后， 在搅拌中缓慢加入制备好的所述PDA溶液，待反应无乳化沉淀物产生12-16分钟后，抽入成 品熟化池熟化4-6小时，即得到液体有机、无机高分子复合絮凝剂。
[0011] 优选地，所述活化硅酸通过下述活化硅酸制备步骤制得：
[0012] 活化硅酸制备步骤，取按重量计的硅酸钠15-20份，废盐酸6-8份，硼酸、硼酸钠 0.5-1.5份，并加入PCE催化剂后，在常温下搅拌合成，经熟化12小时后，即得到经硼化的活 化硅酸，其中，所述硅酸钠取模数2.8、Si0 2重量配比为17 %-23 %。
[0013] 优选地，所述硫酸盐复合稀土成分为以重量计的1份硫酸镧和2.5份硫酸高铈；
[0014] 其中，所述硫酸镧的分子式为:1^2(5〇4)*8出0、分子量为:709.8;所述硫酸高铈的 分子式为:〇6(3〇4)*4!12〇、分子量为:372.59。
[0015] 优选地，所述催化剂通过以下步骤制得：
[0016] 取以重量计的1份所述硫酸镧和2.5份所述硫酸高铈，混配后，用浓度为20 %的乙 醇溶解；
[0017] 调整溶解后的硫酸盐复合稀土溶液至其pH值为2-3、金属浓度为1.3-1.8,即得到 所述催化剂。
[0018] 优选地，所述硼硅磷双酸铝铁合成步骤中的聚合双酸铝铁溶液通过下述聚合双酸 铝铁制备步骤制得：
[0019] 聚合双酸铝铁制备步骤，将Al2〇3重量配比为47%-52%、CaO重量配比为28%-32% 的铝酸钙粉加入Al2〇3重量配比为12%-13.5%、Fe2〇3重量配比为0.5%-1.5%、温度为55-65 °C的铝铁溶液中进行聚合反应，反应时间为1.8-2.5小时，待盐基度达到65 % -75 %后，进 行过滤，去除硫酸盐沉淀物后，即得到所述聚合双酸铝铁溶液。
[0020] 优选地，所述聚合双酸铝铁溶液制备步骤中的铝铁溶液通过下述铝铁原料混配步 骤制得：
[0021] 铝铁原料混配步骤，将Fe2〇3重量配比为1 % -2 %的双酸氯化铁加入置有Al2〇3重量 配比为7%-8%的铝溶液的反应釜中，在60-80°C下混配反应1.8-2.5小时，即得到铝铁溶 液。
[0022] 优选地，所述铝铁原料混配步骤中的所述双酸氯化铁和铝溶液分别通过下述步骤 制得：
[0023]铁原料制备步骤，将重量配比为15%_19%的钛白粉副产物FeS〇4 · 7H20置于反应 釜中，加入浓度为30%-35%的废盐酸，并调配其HC1含量至10%-13%，使其与所述FeS〇4 · 7H20进行吸热反应后，缓慢加入重量配比为19 %-23 %的H2〇2作为氧化剂，在40-60 °C下进行 氧化反应，待Fe+2转化为Fe+3完成后，即得到所述双酸氯化铁；
[0024] 铝原料制备步骤，将浓度为30%-35%的废盐酸置于反应釜中，并调配成其HC1浓 度至10-13%后，加入重量配比为7%-16%的废铝渣，并开始通蒸汽加温，在100°C下反应 1.5-2.5小时，即得到所述铝溶液。
[0025] 优选地，在所述硼硅磷双酸铝铁合成步骤中，所述活化硅酸和聚合双酸溶液中A1、 ?6、31的摩尔比为3:1:0.5。
[0026] 优选地，在所述有机无机高分子合成步骤后，调整所述有机、无机高分子复合絮凝 剂的PH值至4.5-8.5。
[0027] 相应地，本发明还公开了一种有机、无机高分子复合絮凝剂，该有机、无机高分子 复合絮凝剂采用如上所述的方法制得。
[0028] 本发明的有益效果是：
[0029] 本发明的实施例通过利用硫酸盐复合稀土溶液做催化剂，硼化物做分子连接剂， 磷酸盐做偶联剂的连接条件下将无机高分子和有机高分子合成了高效的硼硅磷双酸铝铁 复合絮凝剂(PABFSC)产品，大大提高了废水处理的C0D去除率、色度去除率和SS去除率。并 且，其原料主要采用工业副产品实现工业化生产，更具有运营成本优势和环保处理优势，可 广泛应用于用于造纸废水、酒精废水、醇母产业废水、印染废水、皮革废水、蔗糖废水等水资 源再生处理领域。
【附图说明】
[0030] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。
[0031] 图1是本发明的有机、无机高分子复合絮凝剂的制备方法一个实施例的工艺流程 图。
[0032] 图2是本发明的有机、无机高分子复合絮凝剂的制备方法一个实施例的水处理试 验中用药量与剩余浊度关系示意图。
[0033] 图3是本发明的有机、无机高分子复合絮凝剂的制备方法一个实施例的水处理试 验中铝硅比与剩余浊度关系示意图。
[0034] 图4是本发明的有机、无机高分子复合絮凝剂的制备方法一个实施例的水处理试 验中铝铁比与剩余浊度关系示意图。
[0035] 图5是本发明的有机、无机高分子复合絮凝剂的制备方法一个实施例的水处理试 验中用药量与PH值关系示意图。
[0036] 图6是本发明的有机、无机高分子复合絮凝剂的制备方法一个实施例的水处理试 验中用药量与混凝比的关系示意图。
【具体实施方式】
[0037] 下面参考图1详细描述本发明提供的有机、无机高分子复合絮凝剂的制备方法的 一个实施例;如图所示，本实施例实施一次有机、无机高分子复合絮凝剂的制备流程主要包 括以下步骤：
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