申请日2015.09.09
公开(公告)日2015.12.16
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明涉及一种处理城市污水絮凝剂的制备方法及应用;将模数2.8～3.5的水玻璃，用水稀释调整含量至二氧化硅含量2～10wt%，将溶液通过填装阳离子交换树脂的交换柱，得到氧化钠含量小于1%，pH小于<4的硅酸胶稀液。在雷诺数大于6000的高转速搅拌情况下，将上述溶液加入与硅酸根摩尔比5～30倍的金属铝盐。将搅拌所得混合物用5～10wt%浓度的铝酸钠溶液调节pH至5～6，即可使用。或者将其进行喷雾干燥，所得固体也具有同样效果。本方法采用具有各种官能团的集合体，对多种污染物絮凝聚集，适宜多种废水水质的处理，其处理污染物范围广，效果好，生产原料来源广，成本低，性能稳定，不产生任何环境污染。
权利要求书
1.一种处理城市污水絮凝剂的制备方法;其特征是步骤如下：
1).取模数2.8～3.5的液体水玻璃，或者将上述模数的固体水玻璃放入高压蒸锅内通 入水蒸气后保持3～6个大气压进行压蒸反应，生成液体水玻璃;
2).用水稀释上述水玻璃，调整二氧化硅含量为2～10wt%，将溶液通过填装阳离子 交换树脂的交换柱，得到氧化钠含量小于1wt%，pH小于<4的硅溶胶稀溶液;
3).保持在雷诺数高于6000的高速搅拌情况下，将上述硅溶胶稀溶液加入与硅酸根 摩尔比5～30倍的10～20wt%浓度的金属铝盐中，同时将上述搅拌混合物用水冷却，以使 混合物的温度保持在40℃以下，以使混合物的温度保持在约40℃以下;
4).将上述混合物，在保持在雷诺数高于6000的高速搅拌情况下，用5～10wt%浓 度的铝酸钠溶液调节pH至5～6，制备的无机复合絮凝剂。
2.如权利要求1所述的方法，其特征是所述的金属铝盐的阴离子是硫酸根，氯离子， 硝酸根或磷酸根。
3.絮凝剂处理城市污水的应用，其特征是絮凝剂用于饮用水、废水处理;纸的生产 以及纸浆或污泥脱水处理。
4.如权利要求3所述的应用，其特征是：将待处理原水，先进行搅拌1～5min，搅拌 转速150～300r/min;再以30～90r/min搅拌10～30min;加入污水比例为0.02～0.1wt%絮 凝剂;搅拌完成后静置，得到上清液。
说明书
一种处理城市污水絮凝剂的制备方法及应用
技术领域
本发明涉及一种处理城市污水絮凝剂的制备方法及应用，属于污水的处理工艺技术领域。
背景技术
城市污水处理技术，特别是城市污水中的絮凝沉降技术，在城市污水处理设施运转过程 中起着至关重要的作用。如今随着人们生活水平的不断提高，对各种食品需求量也越来越多。 目前，我国水处理技术仍存在效率低、能耗高、维修率高、自动化程度低等缺点。在现有广 泛使用的絮凝剂中，聚铝絮凝剂含铝离子使其无法应用于食品、给水絮凝过程中，且聚铝分 子量有限导致絮体体积大、结构松散;聚铁絮凝剂含有三价铁离子，使絮体淤泥带颜色，同 时也存在分子量有限，造成絮体体积大、结构松散的问题;聚丙烯酰胺作为高分子有机絮凝 剂，单独使用效果不够理想，且单体残留有毒性，往往和以上无机絮凝剂搭配使用。因此， 开发新型高效絮凝剂将在生物质分离、给水、废水等处理方面具有特别重要的实际应用价值。
发明内容
本发明提供一种处理城市污水的絮凝剂及絮凝处理方法，能有效的除去污水中漂浮的杂 质和水溶性色素。以一定模数的水玻璃为主体，通过阳离子离子交换树脂调节pH，然后加入 硫酸铝和铝酸钠，得到一种无机复合絮凝剂。该絮凝剂应用于城市污水处理，有很好的絮凝 澄清效果。本方法操作简单，合成的絮凝剂绿色环保无污染，澄清后在水中的残留量少。制 备原料廉价，适用于工业化生产和应用。
本发明的具体技术方案如下：
一种处理城市污水絮凝剂的制备方法;步骤如下：
1).取模数2.8～3.5的液体水玻璃，或者将上述模数的固体水玻璃放入高压蒸锅内通入 水蒸气后保持3～6个大气压进行压蒸反应，生成液体水玻璃;
2).用水稀释上述水玻璃，调整二氧化硅含量为2～10wt%，将溶液通过填装阳离子交换 树脂的交换柱，得到氧化钠含量小于1wt%，pH小于<4的硅溶胶稀溶液;
3).保持在雷诺数高于6000的高速搅拌情况下，将上述硅溶胶稀溶液加入与硅酸根摩 尔比5～30倍的10～20wt%浓度的金属铝盐中，同时将上述搅拌混合物用水冷却，以使混合物 的温度保持在40℃以下;
4).将上述混合物，在保持雷诺数高于6000的高速搅拌情况下，用5～10wt%浓度的铝 酸钠溶液调节pH至5～6，制备的无机复合絮凝剂。
所述的金属铝盐的阴离子是硫酸根，氯离子，硝酸根或磷酸根。
本发明絮凝剂可应用于处理城市污水处理，或用于饮用水、废水处理;纸的生产以及纸 浆或污泥脱水处理。
将待处理原水，先进行搅拌1～5min，搅拌转速150～300r/min;再以30～90r/min搅拌10～30 min;加入污水比例为0.02～0.1wt%絮凝剂;搅拌完成后静置，得到上清液。
本发明絮凝剂与常规固体聚合氯化铁或液体聚合氯化铝絮凝剂相比，使用方法类似，不 需要对原有处理设备及流程做更多改变。所得液体絮凝剂经喷雾干燥后，得到的固体复合絮 凝剂也不会降低该产品的使用效果，使用在被处理污水pH、浊度和温度相似的条件下，同等 使用量的本发明絮凝剂可使被处理污水的浊度有更大程度的降低，同时絮凝团块更大，沉降 速率也更快。
本方法采用具有各种官能团的集合体，对多种污染物絮凝聚集，适宜于多种废水水质的 处理，其处理污染物范围广，效果好，生产原料来源广，成本低，性能稳定，不产生任何环 境污染，有较好的经济和社会效益。
具体实施方式
为更好理解本发明，下面结合实施例对本发明做进一步地详细说明，但是本发明要求保 护的范围并不局限于实施例表示的范围。
采用如下方法：
1).取模数2.8～3.5的液体水玻璃，或者将上述模数的固体水玻璃放入高压蒸锅内通入 水蒸气后保持3～6个大气压进行压蒸反应，生成液体水玻璃;
2).用水稀释上述水玻璃，调整二氧化硅含量为2～10wt%，将溶液通过填装阳离子交换 树脂的交换柱，得到氧化钠含量小于1wt%，pH小于<4的硅溶胶稀溶液，其外观清澈透明， 作为絮凝剂组分备用;
3).保持在雷诺数高于6000的高速搅拌情况下，将上述中间体混合物加入与硅酸根摩 尔比5～30倍的10～20wt%浓度的金属铝盐(其阴离子可以是硫酸根，氯离子，硝酸根，磷酸 根等，或者技术熟练人员已知的其它盐代替部分引进)，同时冷却，以使混合物的温度保持在 约40℃以下，该反应是放热的。在这一反应期间，碳酸钠与酸性金属铝盐溶液反应，生成 二氧化碳气体从溶液中逸出，但部分碳酸盐仍有可能留在溶液中;
4).将上述混合物，在保持上述高转速搅拌情况下，用5～10wt%浓度的铝酸钠溶液调节 pH至5～6，产生一种清澈的溶液，即为制备的无机复合絮凝剂，可以投入使用。或者将上述 溶液进行喷雾干燥，所得固体也具有同样效果。
其中，把含有Na+的硅酸溶液通过交换树脂时，Na+取代了阳离子交换树脂上的H+，于 是水玻璃硅酸溶液中的Na+被除去，H+阳离子与水玻璃硅酸钠中的硅酸根生成具有活性的硅 溶胶稀溶液流出。
本发明保持在雷诺数高于6000的高速搅拌条件是工艺一个必要组成部分。在反应过程 中，由于硅溶胶与金属铝盐、金属铝盐与铝酸钠间反应速度快。高转速搅拌条件可以瞬时高 度稀释反应物，可以避免中间体混合物的局部过浓，从而避免了微小固体凝胶颗粒的形成和 出现。其次，高转速搅拌条件也可以使任何已经团聚的微小凝胶颗粒重新打散，并进而解体 成高度分散的非凝聚形式。
本发明所得絮凝剂可用于饮用水和废水处理，纸的生产以及纸浆或污泥脱水。具体处理 步骤为：将待处理原水，先进行快速搅拌1～5min，搅拌转速150～300r/min;再进行慢速搅 拌10～30min，搅拌转速30～90r/min;加入污水比例为0.02～0.1wt%絮凝剂。搅拌完成后静 置，测定上清液的浊度、UV254、pH。
