申请日2016.06.22
公开(公告)日2016.08.24
IPC分类号C02F1/00; C02F1/50; C02F1/52
摘要
一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂，包括A试剂和B试剂，所述A试剂包括硫酸亚铁、盐酸、氧化剂和高分子季胺盐或膨润土，所述B试剂包括铝酸钙、含铝废液、盐酸、硫酸和高分子季氨盐或膨润土，A试剂与B试剂质量比为1～3：1。该种复合净水剂去具有用于水处理时投量小，除浊、降COD和脱色效果好等特点，且其制备方法具有工艺操作方便，生产能耗低，过程无三废排放等特点。
权利要求书
1.一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂，包括A试剂和B试剂，其特征在于：所述A试剂包括硫酸亚铁、盐酸、氧化剂和高分子季胺盐或膨润土，所述B试剂包括铝酸钙、含铝废液、盐酸、硫酸和高分子季氨盐或膨润土，A试剂与B试剂质量比为1～3：1。
2.根据权利要求1所述的一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂，其特征在于：所述A试剂的氧化剂为高锰酸钾、次氯酸盐、双氧水中的一种或几种。
3.根据权利要求2所述的一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂，其特征在于：硫酸亚铁的质量分数为18%～32%，盐酸的质量分数为10%～30%，高分子季胺盐0.05%～0.1%，含铝废液中铝含量为4%～5%，硫酸的质量分数为50%～90%，高锰酸钾为工业级的。
4.根据权利要求3所述的一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂，其特征在于：按质量分数计，
A试剂包括35份～60份硫酸亚铁，盐酸8份～10份，高分子季胺盐3份～5份，氧化剂4份～14份;
B试剂包括120份～160份含铝废液，10份～20份铝酸钙，6份～10份盐酸，硫酸1份～2份，高分子季胺盐2份～5份。
5.根据权利要求4所述的一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂，其特征在于：
A试剂的水溶液在20℃时相对水的密度为1.19～1.30，氧化铁重量百分比含量≥10%，pH为1～2;
B试剂的水溶液在20℃时相对水的密度为1.10～1.25，氧化铝重量百分比含量≥8%，氧化铁重量百分比含量≤2%，pH为3～4。
6.如权利要求1至5任意一项权利要求中所述的一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂的制备方法，包括以下步骤：
A试剂制备：
S1、称取相应量的硫酸亚铁加水搅拌溶解，固含量控制在30%～40%;
S2、称取相应量的盐酸，分批加入到硫酸亚铁溶液中，并不断搅拌，控制pH在0.5～1.0;
S3、控制反应温度80℃～95℃，加入氧化剂，氧化反应时间控制在45min～90min;
S4、待S3反应结束后，静置沉淀24h后，将上清液转移到反应釜中，在搅拌条件下，加入相应量的高分子季胺盐或膨润土，反应2h;
S5、将S4中的混合液干燥制成片状或粉状;
B试剂制备：
D1、盐酸和硫酸按体积比为3：1混合，加热温度到80℃～90℃，逐步分批加入相应量的铝酸钙和含铝废液，反应时间控制在2～3h;
D2、待D1反应结束后，静置沉淀10h，将上清液转移至反应釜中，在搅拌条件下加入相应量的高分子季胺盐或膨润土，反应2h;
D3、将D3中的混合液干燥制成片状或粉状;
复合净水剂的制备：
将A试剂和B试剂按质量比1～3：1进行混合。
7.根据权利要求6所述的一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂的制备方法，其特征在于：S2中的盐酸的质量分数为20%～30%，D1中的盐酸的质量分数为15%～20%。
8.根据权利要求6所述的一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂的制备方法，其特征在于：所述含铝废液为D2中提取上清液后的废渣进行水洗所得。
说明书
一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及高分子无机水处理技术领域，特别涉及一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂及其制备方法，可广泛用于造纸、轻工、纺织、印染、制药等行业废水，用于废水深度处理除浊、脱色和降COD。
背景技术
无机混凝剂大体可以分为传统型无机盐如氯化铝、硫酸铝、硫酸铁、氯化铁、氯化亚铁、硫酸亚铁等，无机高分子混凝剂如聚合硫酸铁、聚合氯化铝及其复合产品等，并以无机高分子以及复合产品为主。从混凝剂中所含的主要金属离子来分类，又可分为铝系混凝剂和铁系混凝剂。铝系混凝剂应用较早，也是当前使用范围最广泛的品种之一，但铝盐处理废水存在不溶物残留、铝离子残留等问题。受铝系混凝剂的启发，以及铝系絮凝剂固有的一些特点，人们又在此基础上开发出铁系絮凝剂，具有沉降速度快，形成絮体大等特点。但也存在废水碱度消耗大、投加不当返色等问题。目前主流无机高分子混凝剂仍以聚合铝盐、聚合铁盐以及两者的复合物为代表，并在此基础上复合一种或几种其他阳离子或阴离子基团来增强处理效果的发展趋势。铝和铁具有许多类似的性质，如离子半径都比较相近，Fe3+,Al3+均具有相同的三价电荷且易水解，它们可通过交叉共聚，形成更大分子量的聚合物，得到混凝效果更好的复合混凝剂-聚合铝铁类无机高分子。这类复合混凝剂兼有聚铝和聚铁的优点，既能克服铝盐处理的矾花小、沉降慢的缺点，又能克服铁盐的易“造色”的缺点。
实际生产中这类产品多以铝盐为主，铁盐为辅。近些年来，在复合铝铁的基础上，通过聚硅酸阴离子来增强效果的研究越来越多，这类混凝剂由于其优良的性能受到了广泛的关注，发表的论文和公布的专利也较多。诸如中国专利公告号CN200610164427.0,CN200710019268.X,CN200710131436.4,CN200710063749.0,CN200610017141.X等，但现有的净水剂用于处理高浓化机浆废水时，均存在用量大，处理效果差异大，脱色效果差等缺点，不能满足化学机械浆废水的处理需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂的制备方法及其应用。其具有制备工艺简单、生产能耗低，充分利用废弃物生产，生产过程无三废排出等特点。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂，包括A试剂和B试剂，所述A试剂包括硫酸亚铁、盐酸、氧化剂和高分子季胺盐或膨润土，所述B试剂包括铝酸钙、含铝废液、盐酸、硫酸和高分子季氨盐或膨润土，A试剂与B试剂质量比为1～3：1。
作为优选，所述A试剂的氧化剂为高锰酸钾、次氯酸盐、双氧水中的一种或几种。
由于A试剂的硫酸亚铁在酸性的条件下，与高锰酸钾、双氧水接触能够被快速地氧化成三价的铁离子，从而在水中逐渐形成聚合硫酸铁。由于在铁离子中引入阳离子能够有效地提高聚合铁的聚合度。而高分子季胺盐正好为强阳离子高分子聚合物，并且其是一种有效的非氧化杀菌剂，在除去COD的过程中，也能够对水质进行杀菌效果。
B试剂铝酸钙在盐酸中溶解并逐渐形成聚合氯化铝，而聚合氯化铝本身就是一种高效的絮凝剂，而钙离子的引入在增强聚合氯化铝的盐碱度的情况下，又提高了增个聚合硫酸铁的聚合度，从而大大提高了整个复合净水剂的絮凝沉降的效果。
作为优选，硫酸亚铁的质量分数为18%～32%，盐酸的质量分数为10%～30%，高分子季胺盐0.05%～0.1%，含铝废液中铝含量为4%～5%，硫酸的质量分数为50%～90%，高锰酸钾为工业级的。
作为优选，按质量分数计，A试剂包括35份～60份硫酸亚铁，盐酸8份～10份，高分子季胺盐3份～5份，氧化剂4份～14份;B试剂包括120份～160份含铝废液，10份～20份铝酸钙，6份～10份盐酸，硫酸1份～2份，高分子季胺盐2份～5份。
作为优选，A试剂的水溶液在20℃时相对水的密度为1.19～1.30，氧化铁重量百分比含量≥10%，pH为1～2;B试剂的水溶液在20℃时相对水的密度为1.10～1.25，氧化铝重量百分比含量≥8%，氧化铁重量百分比含量≤2%，pH为3～4。
一种用于化学机械浆废水深度处理的复合净水剂的制备方法，包括以下步骤：
A试剂制备：
S1、称取相应量的硫酸亚铁加水搅拌溶解，固含量控制在30%～40%;
S2、称取相应量的盐酸，分批加入到硫酸亚铁溶液中，并不断搅拌，控制pH在0.5～1.0;
S3、控制反应温度80℃～95℃，加入氧化剂，氧化反应时间控制在45min～90min;
S4、待S3反应结束后，静置沉淀24h后，将上清液转移到反应釜中，在搅拌条件下，加入相应量的高分子季胺盐或膨润土，反应2h;
S5、将S4中的混合液干燥制成片状或粉状。
B试剂制备：
D1、盐酸和硫酸按体积比为3：1混合，加热温度到80℃～90℃，逐步分批加入相应量的铝酸钙和含铝废液，反应时间控制在2～3h;
D2、待D1反应结束后，静置沉淀10h，将上清液转移至反应釜中，在搅拌条件下加入相应量的高分子季胺盐或膨润土，反应2h;
D3、将D3中的混合液干燥制成片状或粉状。
复合净水剂的制备：
将A试剂和B试剂按质量比1～3：1进行混合。
将A试剂和B试剂最终制成片状或分状，从而方便于其被携带。
作为优选，S2中的盐酸的质量分数为20%～30%，D1中的盐酸的质量分数为15%～20%。
作为优选，所述含铝废液为D2中提取上清液后的废渣进行水洗所得。
这样可以充分将铝离子进行回收再利用，从而保证了避免了铝离子的浪费，同时，也有利于提高整个工艺的环保效果。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过A试剂和B试剂的协同配合，从而提高了大大提高了复合净水剂的去浊、除COD的能力;
2.有高分子季胺盐是一种非氧化的杀菌剂，从而可以为复合净水剂增添了新的效果。
