[发明专利]处理微污染源水的铝基复合高分子混凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种处理微污染源水的铝基复合高分子混凝剂及其制备方法，该方法先溶解氯化铝或结晶氯化铝，并引入磷酸根离子，搅拌水解，再加入无水碳酸钠，继续搅拌一段时间，而后加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，在磁力搅拌器上搅拌，便制备出所述铝基絮凝剂。采用本发明方法研制的铝基絮凝剂氧化铝含量为9.6%‑15.0%。本发明方法操作简易、成本低廉、生产安全、既节能又减排、无二次污染、能以废治废、药效优于常规聚合氯化铝或聚磷氯化铝，能取得较高的社会和经济效益。

技术领域

本发明属于水处理药剂的制备技术领域，具体涉及一种处理微污染源水的铝基复合高分子混凝剂及其制备方法。

背景技术

在饮用水处理和污废水处理过程中，无论是除浊除藻、脱色除臭，还是除铁除锰等，混凝过程均处于关键地位。影响混凝过程最为关键的因素就是混凝剂的研发。现阶段，铝盐是运用最广泛的无机金属盐水处理剂，随着水处理药剂的制备技术领域的进一步发展，出现了聚铝混凝剂，如聚合氯化铝(PAC)、聚磷氯化铝(PPAC)等。随着水处理形势日益严峻，以铝盐为基本，研发新型无机-有机复合高分子混凝剂成为发展趋势。这一类铝基新型无机-有机复合高分子混凝剂兼具无机混凝剂和有机混凝剂的优点，具备优越的净水性能，药剂用量少、除浊效率高、污泥产量小、适用水质广。与传统药剂相比，药效高、成本低且易工业化生产。

近年来，水处理药剂的制备技术与制备工艺在我国得到了广泛且持续的研究，基本满足现代生活饮用水处理和污废水治理的生产实际。但是，传统的生产制备聚铝混凝剂工艺依然存在着诸如药剂产品杂质多、纯度低，能耗大、设备要求高，生产流程复杂等诸多问题。在现行的“资源节约型、环境友好型”发展理念下，如何对聚铝混凝剂的生产制备工艺进行革新升级，是水处理药剂的制备技术领域人员应当思考的关键问题。

水源水安全一直是人们所关切的重大环境问题。近年来，水源水受到一定程度的污染，水中溶解有机氮碳含量增加。水环境中溶解性有机碳氮化合物一直是饮用水处理过程中的去处对象。溶解性有机碳氮化合物是水处理过程中消毒副产物生成的主要前驱物，能够消耗水体中氯含量而产生强致癌性消毒副产物，对饮用水安全构成极大的威胁。国内外研究表明，强化混凝或优化混凝是控制水环境中溶解性有机碳氮化合物的重要方法。基于现有的水处理剂，研发能够去除水环境中溶解性有机碳氮化合物的混凝剂成为水处理药剂的制备技术领域的重要课题。

发明内容

针对现有聚铝混凝剂制备生产过程中存在的杂质多、能耗大、设备要求高、生产流程复杂等诸多问题和现代水处理日益严峻的形势，本发明提供一种简单可行、成本低廉，有效去除水环境中溶解性有机碳氮的铝基絮凝剂制备方法。

为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种处理微污染源水的铝基复合高分子混凝剂及其制备方法，所述方法步骤如下：

S1：制备聚磷氯化铝：取氯化铝加水溶解，引入磷酸根离子，90℃条件下水浴搅拌100min使氯化铝充分水解，再加入无水碳酸钠90℃条件下继续水浴搅拌40min，制得聚磷氯化铝；其中，磷酸根与铝离子的摩尔比为0.1-0.5:1，碳酸根与铝离子的摩尔比为0.015-0.075:1；

本步骤中的氯化铝可以是结晶氯化铝；

本步骤中最后加入碳酸钠的是为了聚合物反应后，调节碱化度需要，促使聚合效果更好；

S2：制备铝基复合高分子絮凝剂：向步骤S1所制聚磷氯化铝中加入聚二甲基二烯丙基氯化铵，室温搅拌聚合2-4h，制得铝基复合高分子絮凝剂；其中，聚二甲基二烯丙基氯化铵的加入体积与步骤S1中溶解氯化铝加水体积之比为2-10:75；

本发明制得铝基复合高分子絮凝剂即氯化铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵复合絮凝剂。

作为优化，所述步骤S1中的磷酸根与铝离子的摩尔比为0.3:1。

作为优化，所述步骤S1中的碳酸根与铝离子的摩尔比为0.045:1。