专利名称：多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种聚硅盐絮凝剂的制备方法，尤其涉及一种富含多核式聚硅盐絮凝
剂的制备方法。
背景技术：
化学药剂絮凝沉淀是水处理技术中普遍使用的方法。该方法具有投资少、占地小、 时间短、运行费用低、适应性广等特点。在水处理絮凝沉淀技术中，形成大而密实的矾花，并 能促使矾花迅速沉降，是絮凝沉淀的关键技术之一。目前，絮凝剂存在的主要问题是投药 量大，造成药剂的大量浪费，形成的矾花不均匀，导致很多细小的矾花难以沉降，影响出水 水质，沉降速度不均影响处理效率。因此应该提供一种新的技术方案来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种投药量小、节约资源，并且能够提高出水水质和系统的 运行效率的絮凝剂的制备方法。 本发明采用的技术方案是将4-9重量份的硅酸钠，加到58-62重量份的水中，制 成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件下，将所述的硅酸钠溶液加入到18-22重量份质量浓度 98 %的浓硫酸或质量浓度37 %的浓盐酸中，反应完全后生成pH值为3. 5-6. 5聚合硅酸溶 液，然后将14-18重量份的无机盐和0. 2-0. 8重量份的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中， 静止熟化，即可制得多核式聚硅盐高效絮凝剂。 进一步的，所述火山灰的粒径范围为0.01-0.5mm。火山灰即细微的火山碎屑物。 由岩石、矿物、火山玻璃碎片组成，火山爆发时，岩石或岩浆被粉碎成细小颗粒，从而形成火 山灰，常呈深灰、黄、白等色，质地坚硬，不溶于水。 更进一步的，所述无机盐包括硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铝、氯化铁、聚合氯 化铝PAC、聚合硫酸铁盐其中之一或两种或者两种以上任意比例的混合物。无机盐的含量与
聚硅酸粒子的关系为sio32—:硅酸盐离子=i:i-i: 5， 制备硅酸的过程中，要控制硅酸的pH值为3. 5-6. 5，以有利于后续反应的顺利进 行。 本发明制备的多核式聚硅盐高效絮凝剂呈果冻状，颜色因不同的无机盐而呈现不 同的颜色，一般呈现为乳白色、黄褐色、橘红色等颜色，火山灰均匀的分布在果冻状液体中。 与传统絮凝剂相比，本发明的优点是在搅拌作用下，含有火山灰的絮凝剂均匀的分布在水 中，起到助凝作用，使矾花快速形成，增加了矾花的密实度，矾花大小均一，有利于矾花的沉 降，提高了絮体的沉降速度。避免了常规絮凝剂小矾花不沉降或沉降时间长的缺点。
具体实施方式
实施例1 将4重量份的硅酸钠，加到58重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件下，将所述的硅酸钠溶液加入到18重量份质量浓度98%的浓硫酸或质量浓度37%的浓盐 酸中，反应完全后生成pH值为3. 5-6. 5聚合硅酸溶液，然后再将14重量份的硫酸铝和0. 2 重量的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，其中火山灰的粒径为O.Olmm，静止熟化，即可制 得多核式聚硅盐高效絮凝剂。
实施例2 将6重量份的硅酸钠，加到60重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件 下，将所述的硅酸钠溶液加入到20重量份质量浓度98%的浓硫酸或质量浓度37%的浓盐 酸中，反应完全后生成pH值为3. 5-6. 5聚合硅酸溶液，然后再将15重量份的硫酸铝和0. 6 重量的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，其中火山灰的粒径为3mm，静止熟化，即可制得 多核式聚硅盐高效絮凝剂。
实施例3 将9重量份的硅酸钠，加到62重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件 下，将所述的硅酸钠溶液加入到22重量份质量浓度98%的浓硫酸或质量浓度37%的浓盐 酸中，反应完全后生成pH值为3. 5-6. 5聚合硅酸溶液，然后再将18重量份的硫酸铝和0. 8 重量的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，其中火山灰的粒径为5mm，静止熟化，即可制得 多核式聚硅盐高效絮凝剂。
实施例4 将6重量份的硅酸钠，加到60重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件 下，将所述的硅酸钠溶液加入到20重量份质量浓度98%的浓硫酸或质量浓度37%的浓盐 酸中，反应完全后生成pH值为3. 5-6. 5聚合硅酸溶液，然后再将15重量份的硫酸铁和0. 6 重量的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，其中火山灰的粒径为3mm，静止熟化，即可制得 多核式聚硅盐高效絮凝剂。
实施例5 将实施例4中的硫酸铁替换为硫酸亚铁，其余同实施例4。
实施例6 将实施例4中的硫酸铁替换为氯化铝，其余同实施例4。
实施例7 将实施例4中的硫酸铁替换为氯化铁，其余同实施例4。
实施例8 将实施例4中的硫酸铁替换为聚合氯化铝PAC，其余同实施例4。
实施例9 将实施例4中的硫酸铁替换为聚合硫酸铁盐，其余同实施例4。
实施例10 将实施例4中15重量份的硫酸铁替换为8重量份的硫酸铝和7重量份的硫酸铁，
其余同实施例4。 实施例11 将实施例4中15重量份的硫酸铁替换为8重量份的氯化铝和7重量份的氯化铁，
其余同实施例4。 实施例12
将实施例4中15重量份的硫酸铁替换为5重〗 4重量份的硫酸亚铁，其余同实施例4。
实施例13 将实施例4中15重量份的硫酸铁替换为5重〗 4重量份的聚合氯化铝PAC，其余同实施例4。
实施例14 将实施例4中15重量份的硫酸铁替换为4重〗
t份的硫酸铝、6重量份的硫酸铁和
:份的氯化铝、6重量份的氯化铁和
:份的氯化铝、4重量份的氯化铁、4
重量份的聚合氯化铝PAC和3重量份的聚合硫酸铁盐，其余同实施例4。
实施例15 制备lkg多核式聚硅盐絮凝剂，在搅拌的条件下，将0. 05kg的硅酸钠，加到 0. 595kg的水中，然后将稀释好的硅酸钠溶液加入到0. 2kg的质量浓度37X的盐酸中，调节 混合液的pH值为4. 5，生成聚合硅酸溶液，然后将0. 15kg的硫酸铝和5g的火山灰一并加入 到聚合硅酸溶液中，搅拌反应呈乳白色果冻状时止。 对于3万吨/天的给水处理厂，将本实施方式制备的药剂溶解于溶药池中，有效浓 度为1 10%搅拌。通过泵或流量计投加至待处理地表水中。投量根据源水水质情况控制 在0. 3公斤/吨水，反应5分钟，经混凝沉淀过滤消毒工艺。投加本药剂可以节省时间5分
钟，并提高了系统的出水水质。
实施例16 制备lkg多核式聚硅盐絮凝剂，在搅拌的条件下，将0. 05kg的硅酸钠，加到 0. 598kg的水中，然后将稀释好的硅酸钠溶液加入到0. 2kg的质量浓度37X的盐酸中，调节 混合液的pH值为5. 0，生成聚合硅酸溶液，然后将0. 15kg的硫酸铁和2g的火山灰一并加入 到聚合硅酸溶液中，搅拌反应呈乳橘红色果冻状时止。 将本实施方式制备的絮凝剂用于处理含有大量藻类的湖泊水(原水呈浅绿色，浊 度为35NTU)，投量为25mg/L时出水浊度可达到1NTU以下，而不含火山灰的聚硅酸盐絮凝剂 投量必须在35mg/L时才能将出水浊度降到1NTU以下，说明本实施方式的絮凝剂比普通聚 硅酸盐絮凝剂更适于处理含藻水。
实施例17 制备lkg多核式聚硅盐絮凝剂，在搅拌的条件下，将0. 05kg的硅酸钠，加到 0. 598kg的水中，然后将稀释好的硅酸钠溶液加入到0. 2kg的质量浓度98%的硫酸中，调节 混合液的pH值为5. 0，生成聚合硅酸溶液，然后将重量分别为0. 075kg的硫酸铁和硫酸铝连 同2g的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，搅拌反应呈乳橘红色果冻状时止。
将本实施方式制备的絮凝剂用于处理含油废水(原水石油含量为2. 6mg/L)，投量 为40mg/L时，石油去除率为30% ;而不含火山灰的聚硅酸盐絮凝剂在投量40mg/L时，石油 去除率为22%。
实施例18 制备lkg多核式聚硅盐絮凝剂，在搅拌的条件下，将0. 05kg的硅酸钠，加到 0. 598kg的水中，然后将稀释好的硅酸钠溶液加入到0. 2kg的质量浓度98%的硫酸中，调节 混合液的pH值为5. 0，生成聚合硅酸溶液，然后将重量为0. 15kg的氯化铝连同2g的火山灰 一并加入到聚合硅酸溶液中，搅拌反应呈乳白色果冻状时止。
将本实施方式制备的絮凝剂用于处理生活污水(原水C0Dcr为320mg/L，浊度为 75NTU)，投量为60mg/L时出水浊度可达到3NTU， CODcr去除率为63%，并且产生的砜花颗 粒较大，容易沉降；而不含火山灰的聚硅酸盐絮凝剂投量必须在75mg/L时才能将出水浊度 降到3NTU以下，CODcr去除率为42% ，产生的砜花颗粒细小，不易沉降。
实施例19 制备1kg多核式聚硅盐絮凝剂，在搅拌的条件下，将0. 05kg的硅酸钠，加到 0. 598kg的水中，然后将稀释好的硅酸钠溶液加入到0. 2kg的质量浓度98%的硫酸中，调节 混合液的pH值为5. O，生成聚合硅酸溶液，然后将重量分别为O. 075kg的氯化铁和硫酸铝连 同2g的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，搅拌反应呈乳橘红色果冻状时止。
将本实施方式制备的絮凝剂用于处理浊度为156NTU的原水，投量为30mg/L时出 水浊度可达到3NTU以下，而不含活性炭的聚硅酸盐絮凝剂投量必须在45mg/L时才能将出 水浊度降到3NTU以下，说明本实施方式的絮凝剂比普通聚硅酸盐絮凝剂节省投药量。
权利要求
多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法，其特征是包括如下步骤将4-9重量份的硅酸钠，加到58-62重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件下，将所述的硅酸钠溶液加入到18-22重量份质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，反应完全后生成pH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液，然后再将14-18重量份的无机盐和0.2-0.8重量的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，静止熟化，即可制得多核式聚硅盐高效絮凝剂。
2. 根据权利要求1所述的多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法，其特征是所述火山灰的粒 径范围为0. 01-0. 5mm。
3. 根据权利要求1或2所述的多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法，其特征是所述无机盐 包括硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、氯化铝、氯化铁、聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁盐其中之一 或两种、两种以上任意比例的混合物。
全文摘要
本发明公开了多核式聚硅盐絮凝剂的制备方法，其特征是包括如下步骤将4-9重量份的硅酸钠，加到58-62重量份的水中，制成硅酸钠溶液，然后在搅拌的条件下，将所述的硅酸钠溶液加入到18-22重量份的质量浓度98％的浓硫酸或质量浓度37％的浓盐酸中，反应完全后生成pH值为3.5-6.5聚合硅酸溶液，然后再将14-18重量份的无机盐和0.2-0.8重量份的火山灰一并加入到聚合硅酸溶液中，静止熟化，即可制得多核式聚硅盐高效絮凝剂。该絮凝剂溶解迅速，在反应器中可以与水快速成分的混合，由于火山灰的比重较大，因此可以带动矾花的沉降，缩短了反应时间，大大提高了反应效率。
文档编号C01B33/00GK101698484SQ20091023333
公开日2010年4月28日 申请日期2009年10月27日 优先权日2009年10月27日
发明者刘希邈, 张丽, 李昌科, 范志伟 申请人:南通立源水业科技发展有限公司