一种聚氯化铝复合水处理剂及其制备方法和应用与流程

本发明属于水处理剂领域，具体公开了一种聚氯化铝复合水处理剂及其制备方法和应用。

背景技术：

1、水处理剂是指为了除去水中的大部分有害物质(如腐蚀物、金属离子、污垢及微生物等)，得到符合要求的民用或工业用水而在水处理过程中添加的化学药品。水处理剂是精细化工产品中的一个重要门类，具有很强的专用性。不同的使用目的和处理对象,要求不同的水处理剂。常见的水处理剂有：絮凝剂、七水硫酸亚铁、聚合铁盐、氢氧化钙、六水三氯化铁、杀菌灭藻剂、二氧化氯、阻垢缓蚀剂、聚丙烯酰胺（阳离子、阴离子、非离子）、聚合氯化铝、聚合氯化铝铁、硫酸亚铁等。其中，聚合氯化铝（pac）是一种无机物，一种新兴净水材料、无机高分子混凝剂，简称聚铝。它是介于alcl3和al(oh)3之间的一种水溶性无机高分子聚合物，化学通式为[al2(oh)ncl6-n]m，其中m代表聚合程度，n表示pac产品的中性程度。n=1~5为具有keggin结构的高电荷聚合环链体，对水中胶体和颗粒物具有高度电中和及桥联作用，并可强力去除微有毒物及重金属离子，性状稳定。

2、cn202110294751.9公开了一种含聚氯化铝的水处理剂，其特征在于，包括如下重量份原料：聚合硫酸铁15-25份、硫酸亚铁2-6份、聚氯化铝20-40份、光吸收剂1-5份、纳米氧化锌5-15份、多孔陶瓷粉20-40份、聚丙烯酰胺30-50份和去离子水70-100份。与现有技术不同，上述发明中添加了光吸收剂，光吸收剂的结构中含有二苯甲酮结构，其分子中的羰基与羟基能产生分子内氢键而形成螯合环，当受到紫外线照射时，分子热振动加剧，使分子内氢键被破坏，将紫外线的能量转化为热能释放从而起到吸收紫外线的作用，可以配合纳米氧化锌进行催化氧化作用，除去废水中难以降解的污染物。光吸收剂中还含有胍结构，溶于水后胍类化合物带正电荷，能吸附在带负电荷的微生物表面以阻碍细胞溶菌酶作用，使细胞表层的结构发生变性而被破坏，从而起到抑制细菌繁殖的效果，起到杀菌作用，同时低毒且易制得。

3、但是上述发明也存在着如下缺点，光吸收剂的制备复杂，且不环保；光吸收剂本身有毒性，也会污染水体；光吸收剂的成本高，运输和保存不便。

技术实现思路

1、针对以上问题，本发明公开了一种聚氯化铝复合水处理剂及其制备方法和应用。

2、本发明的技术方案如下：

3、一种聚氯化铝复合水处理剂，由以下重量份的原料制成：

4、聚氯化铝                 100份

5、壳聚糖或改性壳聚糖       8-14份

6、复合菌剂                 1~5x107-8个/g

7、纤维素或改性纤维素       10-20份

8、海藻酸钠                 10-18份

9、腐殖酸                   10-20份

10、氯化钙                   10-15份

11、二氧化钛                 5-8份

12、醋酸钠                   5-8 份

13、去离子水                 70-200份；

14、所述聚氯化铝中三氧化二铝含量大于29%；

15、所述复合菌剂含有硝化细菌、硫化细菌和沼泽红假单胞菌；所述复合菌剂中的硝化细菌：硫化细菌：沼泽红假单胞菌的数量比为1~5:2~10:1。

16、进一步的，上述一种聚氯化铝复合水处理剂，所述改性壳聚糖由以下步骤制备：将脱乙酰度为90～95%、平均分子量为10000-15000da壳聚糖原料与质量分数1~3%乙酸溶液加入反应容器，所述壳聚糖原料与所述乙酸溶液的质量体积比为1：10~20g/ml；冰水浴控制反应温度在0～5℃；在搅拌的状态下加入大豆磷脂和木薯淀粉；添加完毕后撤去冰水浴，在室温下持续搅拌反应2～4h；经静置、沉淀、抽滤、干燥、重结晶得到改性壳聚糖；其中所述壳聚糖原料、大豆磷脂和木薯淀粉的质量比为10：(3～5)：(2～3)。

17、进一步的，上述一种聚氯化铝复合水处理剂，所述壳聚糖原料、大豆磷脂和木薯淀粉的质量比为10:4:3。

18、进一步的，上述一种聚氯化铝复合水处理剂，所述改性纤维素由以下步骤制备获得：

19、1）制备纤维素溶液：将氢氧化钠和尿素依次加入到水中，得到氢氧化钠/尿素混合溶液，预冷；再投入纤维素，搅拌得到的纤维素溶液；

20、2）制备纤维素明胶聚合物：向纤维素溶液中滴加明胶水溶液，室温搅拌1h，边搅拌边加入环氧氯丙烷，反应3～5h，经透析、分散、静置、分离，得水溶性纤维素明胶聚合物；

21、3）制备改性纤维素：

22、向纤维素明胶聚合物水溶液中加入溴代十二烷，调节ph值为11～12，50-60℃搅拌反应4～8h后，用盐酸中和，降至室温；随后用无水乙醇沉淀并洗涤，真空干燥，即得改性纤维素。

23、进一步的，上述一种聚氯化铝复合水处理剂，所述步骤1）中，按重量份数计算，氢氧化钠2-4份、尿素3-6份、纤维素20-30份、水100份；预冷温度为4-8℃。

24、进一步的，上述一种聚氯化铝复合水处理剂，所述步骤2）中，按重量份数计算，纤维素溶液100份，明胶水溶液15-20份、环氧氯丙烷5-10份。

25、进一步的，上述一种聚氯化铝复合水处理剂，所述步骤3）中，按重量份数计算，纤维素明胶聚合物水溶液100份、溴代十二烷10-20份。

26、进一步的，上述一种聚氯化铝复合水处理剂，所述海藻酸钠由以下步骤制备：

27、 1)干燥粉碎：海带-用水洗净-干燥-粉碎；

28、2)提取：称取一定量的碳酸钠溶于水中，待碳酸钠完全溶解后，称取10g海带粉放入该 溶液中搅拌浸泡48h，过滤，滤液备用；

29、3)脱色：滤液用22.3％碳酸钠溶液调节ph值为10.0-11.0，脱色3-4h；

30、4)沉淀：用浓盐酸调节ph值，是海藻酸钠以胶态析出，并将溶液加热至75-80℃，趁热过滤，过滤物备用；

31、5)转化：在过滤物中加入碳酸钠饱和溶液，挑ph值为7.0-8.0，转化液备用；

32、6)析出：转化液中加入95％的乙醇过滤，过滤物在50℃以下烘干即为海藻酸钠。

33、进一步的，上述聚氯化铝复合水处理剂的制备方法，包括以下步骤：

34、第一步、将聚氯化铝、壳聚糖或改性壳聚糖、纤维素或改性纤维素、海藻酸钠、腐殖酸按照重量份混合，50-70℃充分搅拌得到第一混合物；

35、第二步、将氯化钙、二氧化钛、醋酸钠、去离子水按照重量份混合，在温度为80-90℃条件下，搅拌混合，得到第二混合物；

36、第三步、冷却到常温后，将第一混合物和第二混合物混合为第三混合物；

37、第四步、使用时，在15-30℃条件下，向第三混合物中加入配方量的复合菌剂搅拌混合1-2h，得到聚氯化铝复合水处理剂。

38、进一步的，本发明还公开了上述氯化铝复合水处理剂在处理城市河道有机污染水体中的用途。

39、本发明具有如下有益效果：

40、本发明公开了一种聚氯化铝复合水处理剂，以絮凝剂聚氯化铝为主要混凝剂，复配了壳聚糖、纤维素以及复合菌剂以及海藻酸钠，从测试发现，上述三种物质，进一步的提高了聚氯化铝的絮凝作用，同时，经过复合菌剂中的光合菌、硝化菌和硫化菌的复合作用，进一步的提高了cod除去率，本发明所述的水处理剂制备方便，制备成本低，使用方便，原料多数来源天然，不含有有机化合物，不会在水体中引入新的污染成分，绿色环保；相比含有光催化剂（光吸收剂）的聚氯化铝水处理剂，更环保，也容易保存和运输。