本发明涉及水处理技术领域，尤其涉及一种高效复合磁性絮凝剂及其制备方法。
背景技术：
絮凝沉淀工艺在给水处理与排水处理过程中均有广泛的应用。目前，国内外的石化、钢铁、冶金、造纸、食品、印染、纺织和酿造等多种行业的废水处理中，使用絮凝沉淀法的约占55%～75%，给水处理几乎100%使用絮凝沉淀法作为净水手段。但是大多由于絮凝体沉淀速度较慢，造成处理系统占地面积大的问题。
磁絮凝技术是通过在投加絮凝剂的同时加载磁粉，利用磁粉的离子极性使水中污染物、磁粉、混凝剂结合为一体，形成带有磁性的复合絮体，由于磁粉加重了复合絮体的重量，能够使絮体快速沉降实现固液高效分离，从而提高了污染物去除效果。磁絮凝技术的另一特点是可以通过转鼓实现磁粉的回收再用，从而降低运行成本。磁絮凝技术的核心是磁性絮凝剂的制作，但是目前市场上磁性絮凝剂和普通絮凝剂相比效果不够突出，使磁性絮凝剂的推广较慢，所以开发一种高效的磁性絮凝剂必然具有很好的应用前景。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种高效复合磁性絮凝剂及其制备方法，形成的絮凝体具有形体大且结构密实、易于水体分离、水处理效果好的特点。
本发明提出的一种高效复合磁性絮凝剂，包含如下重量百分含量计的原料：聚合氯化铝40-50%、聚合硫酸铁15-20%、三氯化铁10-20%、聚二甲基二烯丙基氯化铵5-10%、磁粉10-15%。
优选地，所述聚合氯化铝中的三氧化二铝含量为30-50%，聚合氯化铝的盐基度为60-80%，不溶物为0.01-0.3%。
优选地，所述聚合硫酸铁的全铁含量为11-25%，盐基度为8-16%，不溶物为0.01-0.3%。
优选地，所述三氯化铁的全铁含量为96-99%，不溶物为0.1-1.5%。
优选地，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵为白色粉末且分子量在10-30万。
优选地，所述磁粉为纳米级。
一种高效复合磁性絮凝剂的制备方法，方法步骤如下：
s1：在固体搅拌机中依次加入聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁、聚二甲基二烯丙基氯化铵进行搅拌混匀；
s2：继续向固体搅拌机中匀速加入磁粉，且边加入边搅拌，至磁粉完全加入且搅拌混匀后即得絮凝剂。
优选地，所述固体搅拌机的搅拌速率为100-150r/min。
优选地，所述磁粉的加入速率为0.1-0.3kg/h。
作用机理：配方中的聚合氯化铝、聚合硫酸铁和氯化铁本身是很好的无机絮凝剂，可以通过压缩双电层、吸附电中和、架桥、沉淀物网捕作用使水中的悬浮物颗粒和胶体形成絮体，但是形成的絮体相对较小，沉降速度较慢。而聚二甲基二烯丙基氯化铵是有机高分子絮凝剂，它可以通过网捕作用使无机絮凝剂生成的小絮体变成大絮体，从而增加絮凝沉淀效果。但是以上无论是形成的小絮体还是大絮体都相对较为蓬松，沉淀的速度均较慢，从而在建筑面积较小导致沉淀时间较短的条件，沉降效果不好。而大密度磁粉的加入，可以使磁粉和絮体结合形成以磁粉为沉降中心的重质絮体，从而使絮体沉降速度明显加快，并且磁粉部分还可以回收，聚合氯化铝、聚合硫酸铁和氯化铁三者的协同，主要表现在利用了铁盐的絮体较重而铝盐出水不带色的优点。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明主要针对的是已经经过生化处理却不能达到新的国家排放标准的工业废水，生活污水以及以处理悬浮物为主的各种水，具有投资成本较低、运行费用省、产生污泥量较少等特点，经过本发明一种高效复合磁性絮凝剂及其制备方法处理后的出水能够达到低于20mg/l的标准要求，本发明对于社会环境治理具有重要意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解说。
本发明中使用的聚合氯化铝的三氧化二铝含量为40%、盐基度为70%、不溶物含量为0.1%，聚合硫酸铁的全铁含量为18%、盐基度12%、不溶物0.1%，三氯化铁的全铁含量98%，不溶物0.3%，聚二甲基二烯丙基氯化铵分子量20万，磁粉为纳米级。
实施例1
一种高效复合磁性絮凝剂，包含如下重量百分含量计的原料：聚合氯化铝50%、聚合硫酸铁20%、三氯化铁10%、聚二甲基二烯丙基氯化铵5%、磁粉15%。
其制备方法为：
s1：在固体搅拌机中依次加入聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁、聚二甲基二烯丙基氯化铵进行搅拌混匀；
s2：继续向固体搅拌机中匀速加入磁粉，且边加入边搅拌，至磁粉完全加入且搅拌混匀后即得絮凝剂。
其中固体搅拌机的搅拌速率为100r/min，磁粉的加入速率为0.1kg/h。
在悬浮物200mg/l的印染废水中投加30mg/l的上述所得的絮凝剂，以250r/min的转速搅拌3min，沉降10min，处理后的水中的悬浮物含量为14mg/l，达到国家一级排放标准。
实施例2
一种高效复合磁性絮凝剂，包含如下重量百分含量计的原料：聚合氯化铝45%、聚合硫酸铁15%、三氯化铁20%、聚二甲基二烯丙基氯化铵10%、磁粉10%。
其制备方法为：
s1：在固体搅拌机中依次加入聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁、聚二甲基二烯丙基氯化铵进行搅拌混匀；
s2：继续向固体搅拌机中匀速加入磁粉，且边加入边搅拌，至磁粉完全加入且搅拌混匀后即得絮凝剂。
其中固体搅拌机的搅拌速率为100r/min，磁粉的加入速率为0.1kg/h。
在悬浮物186mg/l的印染废水中投加35mg/l的上述所得的絮凝剂，以250r/min的转速搅拌3min，沉降10min，处理后的水中的悬浮物含量为16mg/l，达到国家一级排放标准。
实施例3
一种高效复合磁性絮凝剂，包含如下重量百分含量计的原料：聚合氯化铝40%、聚合硫酸铁18%、三氯化铁20%、聚二甲基二烯丙基氯化铵10%、磁粉12%。
其制备方法为：
s1：在固体搅拌机中依次加入聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁、聚二甲基二烯丙基氯化铵进行搅拌混匀；
s2：继续向固体搅拌机中匀速加入磁粉，且边加入边搅拌，至磁粉完全加入且搅拌混匀后即得絮凝剂。
其中固体搅拌机的搅拌速率为100r/min，磁粉的加入速率为0.1kg/h。
在悬浮物155mg/l的印染废水中投加30mg/l的上述所得的絮凝剂，以250r/min的转速搅拌3min，沉降10min，处理后的水中的悬浮物含量为17mg/l，达到国家一级排放标准。
实施例4
一种高效复合磁性絮凝剂，包含如下重量百分含量计的原料：聚合氯化铝48%、聚合硫酸铁16%、三氯化铁15%、聚二甲基二烯丙基氯化铵8%、磁粉13%。
其制备方法为：
s1：在固体搅拌机中依次加入聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁、聚二甲基二烯丙基氯化铵进行搅拌混匀；
s2：继续向固体搅拌机中匀速加入磁粉，且边加入边搅拌，至磁粉完全加入且搅拌混匀后即得絮凝剂。
其中固体搅拌机的搅拌速率为100r/min，磁粉的加入速率为0.1kg/h。
在悬浮物118mg/l的印染废水中投加20mg/l的上述所得的絮凝剂，以250r/min的转速搅拌3min，沉降10min，处理后的水中的悬浮物含量为10mg/l，达到国家一级排放标准。
实施例5
一种高效复合磁性絮凝剂，包含如下重量百分含量计的原料：聚合氯化铝46%、聚合硫酸铁18%、三氯化铁13%、聚二甲基二烯丙基氯化铵9%、磁粉14%。
其制备方法为：
s1：在固体搅拌机中依次加入聚合氯化铝、聚合硫酸铁、三氯化铁、聚二甲基二烯丙基氯化铵进行搅拌混匀；
s2：继续向固体搅拌机中匀速加入磁粉，且边加入边搅拌，至磁粉完全加入且搅拌混匀后即得絮凝剂。
其中固体搅拌机的搅拌速率为100r/min，磁粉的加入速率为0.1kg/h。
在悬浮物130mg/l的印染废水中投加25mg/l的上述所得的絮凝剂，以250r/min的转速搅拌3min，沉降10min，处理后的水中的悬浮物含量为18mg/l，达到国家一级排放标准。
对比实施例1
在悬浮物130ml/l的煤化工污水中，投加25ml的内地某厂家磁性絮凝剂，以250r/min的转速搅拌3min，沉降10min，出水悬浮物24mg/l，只达到国家二级排放标准。
对比实施例2
在悬浮物130ml/l的煤化工污水中，投加25ml的内地某厂家聚合氯化铝，以250r/min的转速搅拌3min，沉降10min，出水悬浮物39mg/l，只达到国家三级排放标准。
由上可知，本申请所得的高效复合磁性絮凝剂对废水处理后可达国家一级排放标准，明显优于市面上某厂家生产的磁性絮凝剂和聚合氯化铝。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。