專利名稱：雙劑型聚硅酸鹽混凝劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝劑的制備方法，特別是一種雙劑型聚硅酸鹽混凝劑的制備方法。
背景技術(shù)：
在給水與廢水處理工藝中，混凝過程是應(yīng)用最普遍的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。它直接影響著后續(xù)流程的運(yùn)行工況、最終出水質(zhì)量和成本費(fèi)用，因而成為給水工程、環(huán)境工程的重要研究開發(fā)領(lǐng)域?；炷齽┑男阅茉诨炷夹g(shù)中起到?jīng)Q定性的作用。
聚硅酸鹽混凝劑因具有大分子結(jié)構(gòu)、并帶正電性，因此同時具有像有機(jī)絮凝劑一樣的良好的吸附架橋能力和像無機(jī)混凝劑一樣的電荷中和能力。研究表明，該類混凝劑較聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鐵(PFS)等具有更為優(yōu)異的混凝性能，除濁、脫色效率高，形成礬花迅速，絮體大且密實(shí)，沉降快。
目前，聚硅酸鹽(PSM)絮凝劑的制備工藝大體上可歸納為三種高速剪切法、復(fù)合法和共聚法。
高速剪切法屬加拿大漢迪(Handy)化學(xué)品公司專利技術(shù)。在高剪切條件下將硅酸鈉、鋁酸鈉、硫酸鋁等混合，并在一定的溫度下反應(yīng)制備聚硅酸硫酸鋁(PASS)。是目前惟一成熟的聚硅酸鹽混凝劑生產(chǎn)技術(shù)，產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于飲用水及廢水處理中。
后來，研究者開發(fā)出將鋁鹽(或/和鐵鹽、鎂鹽、鋅鹽)引入到聚硅酸溶液中的工藝方法，包括復(fù)合法和共聚法。復(fù)合法就是先將金屬鹽水解聚合使其具有一定的堿化度再與聚硅酸混合；共聚法是將金屬鹽直接引入聚硅酸溶液中使金屬鹽與硅酸進(jìn)一步聚合。目前，實(shí)驗(yàn)研究采用該方法已能制備出混凝性能優(yōu)異的產(chǎn)品，但尚未很好解決產(chǎn)品穩(wěn)定性差(即容易膠凝)和有效濃度低這兩大難題，從而無法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種效果好，成本低，穩(wěn)定性好，有效成分含量高的雙劑型聚硅酸鹽混凝劑的制備方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是雙劑型聚硅酸鹽混凝劑的制備方法，其特征在于該方法是將一種或多種金屬鹽和/或聚合金屬鹽溶液用水稀釋至以金屬單質(zhì)計(jì)的重量濃度5％～15％，并用無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH，作為A劑；將含硅物質(zhì)的溶液用水稀釋至以SiO2計(jì)的重量濃度2～10％，作為B劑；A、B兩劑分別包裝，使用時，將A劑和B劑混合均勻，使A、B兩劑混合所得產(chǎn)品的二氧化硅與金屬的摩爾比值為1∶0.5～5.0，即得到最終的聚硅酸鹽混凝劑。
本發(fā)明的金屬鹽優(yōu)選采用鐵、鋁、鎂或鋅的硫酸鹽或鹽酸鹽，本發(fā)明的聚合金屬鹽優(yōu)選采用鐵、鋁、鎂或鋅的聚合硫酸鹽或聚合鹽酸鹽，如聚合硫酸鐵、聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁等。聚合硫酸鐵可利用鈦白粉副產(chǎn)品硫酸亞鐵制得，聚合硫酸鋁溶液可采用十八水硫酸鋁加水配成。
本發(fā)明的含硅物質(zhì)為水玻璃、硅酸鈉或硅酸酯類。
本發(fā)明A劑pH值優(yōu)選0～3，其最好為0.5～2.0，pH值的調(diào)節(jié)可采用硫酸或鹽酸。
本發(fā)明可在A劑或/和B劑中添加添加劑，以增加或增強(qiáng)本發(fā)明的處理效果，如若需賦予/或加強(qiáng)產(chǎn)品脫色，可在B劑中加入添加劑如三聚氰胺縮甲醛等；若需賦予/或加強(qiáng)產(chǎn)品化學(xué)氧化功能，可在A劑的金屬鹽溶液中加入其它添加劑如高錳酸鉀，添加劑經(jīng)計(jì)量后加入到溶液中，混合均勻。
本發(fā)明的有益效果是雙劑型聚硅酸鹽混凝劑制備技術(shù)是一個全新的概念，在國內(nèi)外尚未有關(guān)于雙劑型混凝劑的制備方法的報道和專利。采用雙劑型不但徹底解決了液體產(chǎn)品易于膠凝的問題，而且還能使混凝劑的有效成分含量大幅度提高，因而混凝效果更好。本發(fā)明制備的聚硅酸鹽混凝劑，具有長鏈支狀結(jié)構(gòu)且?guī)д姾桑瑫r具有像有機(jī)絮凝劑一樣的良好的吸附架橋能力和像無機(jī)混凝劑一樣的電荷中和能力。因而，混凝性能優(yōu)異，除濁、脫色效率高，形成礬花迅速，絮體大且密實(shí)，沉降快；本發(fā)明制備的兩劑型聚硅酸鹽混凝劑，不僅有效成分濃度高，而且也因硅酸活化在A、B兩劑混合時才開始，因而也不存在硅酸自聚膠凝影響產(chǎn)品穩(wěn)定性的問題，為聚硅酸鹽混凝劑的制備開創(chuàng)了一種全新的方法。
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1
先制備聚合硫酸鐵溶液，然后配制硫酸鋁溶液，再在室溫條件下向反應(yīng)容器中加入44ml聚合硫酸鐵及32ml硫酸鋁溶液，混勻后，用硫酸調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為0.5，此混合溶液為A劑；取17克模數(shù)為3.2的水玻璃加自來水83ml配成含二氧化硅4.5％的溶液，此溶液為B劑。應(yīng)用時按一定比例將B劑緩慢倒入A劑中，混合30～60分鐘，即得到最終的聚硅酸鹽混凝劑，其二氧化硅與金屬的摩爾比值(SiO2/M)為1，適用期為8～72小時。該混凝劑經(jīng)稀釋(或不稀釋)即可投入到混凝裝置的待處理水(或廢水)中。
實(shí)施例2先制備聚合硫酸鐵溶液，然后配制硫酸鋁溶液，再在室溫條件下向反應(yīng)容器中加入34ml聚合硫酸鐵及45ml硫酸鋁溶液，混勻后，用硫酸調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為1.0，此混合溶液為A劑；取20克模數(shù)為3.2的水玻璃加自來水80ml配成含二氧化硅7％的溶液，此溶液為B劑。應(yīng)用時按一定比例將B劑緩慢倒入A劑中，混合30～60分鐘，即得到最終的聚硅酸鹽混凝劑，其二氧化硅與金屬的摩爾比值(SiO2/M)為1.5，適用期為8～72小時。該混凝劑經(jīng)稀釋(或不稀釋)即可投入到混凝裝置的待處理水(或廢水)中。
實(shí)施例3先制備聚合硫酸鐵溶液，然后配制硫酸鋁溶液，再在室溫條件下向反應(yīng)容器中加入60ml聚合硫酸鐵及22ml硫酸鋁溶液，混勻后，用硫酸調(diào)節(jié)混合溶液的pH值為0.05，此混合溶液為A劑；取25克模數(shù)為3.2的水玻璃加自來水75ml配成含二氧化硅10％的溶液，此溶液為B劑。應(yīng)用時按一定比例將B劑緩慢倒入A劑中，混合30～60分鐘，即得到最終的聚硅酸鹽混凝劑，其二氧化硅與金屬的摩爾比值(SiO2/M)為2.3，適用期為8～72小時。該混凝劑經(jīng)稀釋(或不稀釋)即可投入到混凝裝置的待處理水(或廢水)中。
性能測試實(shí)驗(yàn)測試實(shí)驗(yàn)1、以實(shí)施例1中的產(chǎn)物對藍(lán)色牛仔布印染廢水的處理結(jié)果如下表1。
表1實(shí)施例1產(chǎn)品處理藍(lán)色牛仔布印染廢水結(jié)果(廢水體積250ml)

由上表可知本發(fā)明產(chǎn)品對藍(lán)色牛仔布印染廢水的COD、色度均有良好的除去效果。且生成的“礬花”顆粒密實(shí)容易沉降，殘留污泥量小。
性能測試試驗(yàn)2用實(shí)施例1的產(chǎn)品處理市政廢水的結(jié)果如表2。
表2實(shí)施例1的產(chǎn)品處理市政廢水后得結(jié)果(廢水600ml)

由上表可見在加量為0.25ml時，COD除去率達(dá)到90.00％，濁度的除去率也達(dá)到95.7％。
權(quán)利要求
1.雙劑型聚硅酸鹽混凝劑的制備方法，其特征在于該方法是將一種或多種金屬鹽和/或聚合金屬鹽用水稀釋至以金屬單質(zhì)計(jì)的重量濃度5％～15％，并用無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH，作為A劑；將含硅物質(zhì)的溶液用水稀釋至以SiO2計(jì)的重量濃度2～10％，作為B劑；A、B兩劑分別包裝；使用時，將A劑和B劑混合均勻，使A、B兩劑混合所得產(chǎn)品的二氧化硅與金屬的摩爾比值為1∶0.5～5.0，即得到最終的聚硅酸鹽混凝劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙劑型聚硅酸鹽混凝劑的制備方法，其特征在于所述金屬鹽為鐵、鋁、鎂或鋅的硫酸鹽或鹽酸鹽；所述聚合金屬鹽為鐵、鋁、鎂或鋅的聚合硫酸鹽或聚合鹽酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙劑型聚硅酸鹽混凝劑的制備方法，其特征在于所述含硅物質(zhì)為水玻璃、硅酸鈉或硅酸酯類。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙劑型聚硅酸鹽混凝劑的制備方法，其特征在于所述A劑pH值為0～3。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙劑型聚硅酸鹽混凝劑的制備方法，其特征在于所述A劑pH值為0.5～2.0。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙劑型聚硅酸鹽混凝劑的制備方法，其特征在于在A劑或/和B劑中添加有添加劑。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種雙劑型聚硅酸鹽混凝劑的制備方法，其特征在于該方法是將一種或多種金屬鹽和/或聚合金屬鹽溶液用水稀釋至以金屬單質(zhì)計(jì)的重量濃度5％～15％，并用無機(jī)酸調(diào)節(jié)pH，作為A劑；將含硅物質(zhì)的溶液用水稀釋至以SiO
文檔編號C02F1/52GK1800015SQ200510121380
公開日2006年7月12日 申請日期2005年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年12月27日
發(fā)明者馬曉鷗, 尹庚明, 楊玉萍, 李柏均 申請人:五邑大學(xué)