本发明涉及一种絮凝剂，尤其涉及一种新型复合铁铝絮凝剂。
背景技术：
絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂又包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。理论基础是:“聚并”理论，絮凝剂主要是带有正（负)电性的基团和水中带有负(正）电性的难于分离的一些粒子或者颗粒相互靠近，降低其电势，使其处于不稳定状态，并利用其聚合性质使得这些颗粒集中，并通过物理或者化学方法分离出来。一般为达到这种目的而使用的药剂，称之为絮凝剂。絮凝剂主要应用于给水和污水处理领域。絮凝剂的品种繁多，从低分子到高分子，从单一型到复合型，总的趋势是向廉价实用、无毒高效的方向发展。无机絮凝剂价格便宜，但对人类健康和生态环境会产生不利影响；有机高分子絮凝剂虽然用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体容易分离，除油及除悬浮物效果好，但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致崎、致癌、致突变)，因而使其应用范围受到限制；微生物絮凝剂因不存在二次污染，使用方便，应用前景诱人。微生物絮凝剂将可能在未来取代或部分取代传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂。微生物絮凝剂的研制和应用方兴未艾，其特性和优势为水处理技术的发展展示了一个广阔的前景。
酸作为清洗剂在冶金、机械等行业得到广泛的应用，如金属制品加工中，常用大量的酸进行表面清洗或腐蚀处理，当酸液中的金属离子达到一定浓度后，其清洗、腐蚀效果显著下降而成为废酸液。目前，全国每年酸洗废液的排放量在100万m3以上。这些酸洗废液的酸性强、浓度高、废液量大、易形成酸雾，会造成严重的环境污染。常用的酸洗废液资源化处理方法主要有高温焙烧法、蒸发法回收酸、铁盐结晶法、离子交换法以及膜处理法等。这些方法成本较高，难以使废酸得到充分的利用，造成资源的极大浪费。
技术实现要素：
本发明的目的是为了充分利用废酸，设计了一种新型复合铁铝絮凝剂。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
新型复合铁铝絮凝剂的制备原料如下：盐酸酸洗废液；工业浓硫酸、硫酸铝、硫酸亚铁、氯酸钠；二级生化处理后造纸废水，cod为110~150mg·l-1，色度为80~110倍。
新型复合铁铝絮凝剂的制备仪器如下：磁力搅拌器（85-1）；六联同步电动搅拌器（zr4-6）；ph计（fe20）。
新型复合铁铝絮凝剂的制备方法如下：首先，向盐酸酸洗废液中添加一定量的硫酸亚铁、浓硫酸和硫酸铝，在不断的搅拌下使其溶解于盐酸酸洗废液。然后，向体系中缓慢的加入一定量的氯酸钠，在一定温度下反应1h，待温度降低到室温后停止搅拌，熟化一段时间后便得到复合絮凝剂聚合氯化硫酸铁铝（pafsc）。在制备复合絮凝剂过程中，工业浓硫酸的用量、al/fe摩尔比和氯酸钠的用量是影响絮凝剂性能的重要因素。
新型复合铁铝絮凝剂的絮凝实验的步骤如下：将一定量造纸废水加入到六联同步电动搅拌器的烧杯中，向废水中加入一定量的复合絮剂，在200r·min-1的转速下搅拌3min；然后向废水中加入一定量的浓度为千分之一的聚丙烯酰胺，在100r·min-1的转速下搅拌2min；搅拌结束后，静置10min，测定上层清液的cod和色度。
所述的cod和色度的测量采用快速密闭消解法和铂钴比色法。
所述的al/fe摩尔比、氯酸钠的用量、工业浓硫酸的用量对cod去除率具有显著影响。
所述的复合絮凝剂的最佳制备条件为sa/v=0.077，al/fe摩尔比=0.26，sc/v=0.105，此时造纸废水的cod去除率和色度去除率达到最大值，分别为65.25%和70.58%。
本发明的有益效果是：
新型复合铁铝絮凝剂取得了较好的絮凝效果。采用响应面法建立的二次多项式模型具有良好的回归性和很强的显著性，可以用于对实验条件分析与检测。
具体实施方式
实施案例1：
新型复合铁铝絮凝剂的制备原料如下：盐酸酸洗废液；工业浓硫酸、硫酸铝、硫酸亚铁、氯酸钠；二级生化处理后造纸废水，cod为110~150mg·l-1，色度为80~110倍。新型复合铁铝絮凝剂的制备仪器如下：磁力搅拌器（85-1）；六联同步电动搅拌器（zr4-6）；ph计（fe20）。新型复合铁铝絮凝剂的制备方法如下：首先，向盐酸酸洗废液中添加一定量的硫酸亚铁、浓硫酸和硫酸铝，在不断的搅拌下使其溶解于盐酸酸洗废液。然后，向体系中缓慢的加入一定量的氯酸钠，在一定温度下反应1h，待温度降低到室温后停止搅拌，熟化一段时间后便得到复合絮凝剂聚合氯化硫酸铁铝（pafsc）。在制备复合絮凝剂过程中，工业浓硫酸的用量、al/fe摩尔比和氯酸钠的用量是影响絮凝剂性能的重要因素。
实施案例2：
改变制备时工业浓硫酸与酸洗废液的体积比，观察cod去除率和色度去除率。结果及分析：随着浓硫酸用量的增加，造纸废水的cod和色度去除率均呈现先上升后下降的趋势。这是因为当浓硫酸的含量较低时，体系的酸度较低，导致体系的稳定性较差，出现一些难以溶解的黄色沉淀物。这些黄色的沉淀物是由fe3+部分水解形成的，导致体系中多羟基络合物减少，使絮凝效果下降。当浓硫酸的含量过多时，絮凝剂的盐基度降低，使絮凝效果下降；同时，处理后废水的ph降低，不符合废水排放标准。
实施案例3：
改变al/fe摩尔比，观察cod去除率和色度去除率。结果及分析：随着al/fe摩尔比的增加，造纸废水的cod和色度去除率均呈现先上升后下降的趋势。这是因为当al/fe摩尔比为1:4时，fe3+和al3+的聚合作用更加强烈，能够形成铁铝复合的多羟基络合物，这会使絮凝剂在絮凝过程中呈现出更强的电中和和吸附架桥能力，从而提高絮凝效果。当al/fe摩尔比过高或过低时，体系中会形成更多的铝系或铁系絮凝剂，难以形成较多的铁铝复合絮凝剂，导致絮凝效果下降。
实施案例4：
改变氯酸钠与酸洗废液的体积比，观察cod去除率和色度去除率。结果及分析：随着氯酸钠的用量的增加，造纸废水的cod去除率均呈现先上升后下降的趋势，色度去除率先上升后逐渐平稳。这是因为当氯酸钠的用量较低时，体系中的fe2+无法被完全氧化成fe3+，导致絮凝效果较差。随着氯酸钠的用量的增加，体系中的fe2+逐渐被完全氧化；同时，较多的氯酸钠能够与体系中的强酸反应，产生部分氯气和二氧化氯，使废水的cod和色度的去除率逐渐提高。氯酸钠的用量过多时，fe3+会部分水解形成黄色的沉淀物，难以与体系中的铝形成复合絮凝剂，导致絮凝效果下降。