[发明专利]一种固体聚合硫酸铁絮凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种固体聚合硫酸铁絮凝剂，包括如下重量份的原料：Fe₂(SO₄)₃·xH₂O 20‑30份、水玻璃8‑10份、KH‑5602‑4份、丙烯酰胺10‑15份、改性单体8‑10份、增链剂DA1‑3份、甲醛合次亚硫酸氢钠0.5‑1份、Span‑201‑2份、过硫酸铵3‑5份；本发明还公开了该絮凝剂的制备方法。通过水溶液聚合工艺用有机高分子絮凝剂丙烯酰胺对聚合硅酸硫酸铁进行改性，制得复合絮凝剂，增长絮凝剂的分子链，并且在其中加入少量的功能性的改性单体，即可增强聚合物分子链间的疏水作用使其性能稳定从而提高水处理的应用效率，还可以增添光稳定性防止紫外线照射加快光降解速率而引起絮凝失效。

技术领域

本发明属于絮凝剂技术领域，涉及一种固体聚合硫酸铁絮凝剂及其制备方法。

背景技术

在各类污废水处理方法中，絮凝沉淀法是最为普遍使用的二级处理方法，当絮凝剂投加到待处理水体中，通过一系列的沉淀、水解以及聚合等过程，最终生成的聚合物同杂质颗粒发生进一步化学作用生成较大的絮凝沉淀去除。

按照絮凝剂的化学成分，可以分为四类：有机、无机、复合和生物絮凝剂，各自有优缺点，无机小分子絮凝剂的组成主要是无机盐，常用的有硫酸铝、硫酸铁、氯化铝等，呈现出吸附性能强、成本价格低廉等优点，但是凝聚速度慢，形成的絮状物小，且具有强腐蚀性，净水效果不理想，无机高分子絮凝剂，是在无机低分子絮凝剂，如铁盐、铝盐类絮凝剂的基础上发展起来的一类水处理药剂，它是铁、铝盐在水解沉淀过程中的产生的中间产物，即羟基聚合离子，无机高分子絮凝剂的絮凝效果较无机低分子絮凝剂的好，已广泛应用在工业废水、城市污水、水体富营养化、给水等的处理中。但是常用的聚合铁盐的疏水性能不佳，体积和密度较小造成吸附性能有限，需要开发出一种用量少、处理效率高以及絮凝稳定、光照不易变质的絮凝剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种固体聚合硫酸铁絮凝剂及其制备方法。

本发明要解决的技术问题：常用的聚合铁盐的疏水性能不佳，体积和密度较小造成吸附性能有限，需要开发出一种用量少、处理效率高及絮凝稳定、光照不易变质的絮凝剂。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种固体聚合硫酸铁絮凝剂，包括如下重量份的原料：

Fe₂(SO₄)₃·xH₂O 20-30份、水玻璃8-10份、KH-5602-4份、丙烯酰胺10-15份、改性单体8-10份、增链剂DA1-3份、甲醛合次亚硫酸氢钠0.5-1份、Span-201-2份、过硫酸铵3-5份；

其中改性单体由如下步骤制得：

步骤S1，向三口烧瓶中加入无水氯化铝、间苯二酚，逐滴滴加苯甲酰氯，升温至100℃，反应7-9h，冷却至室温后，加入去离子水搅拌至沉淀溶解后静置，分出有机层，依次用质量分数5％的NaOH溶液和去离子水洗涤，收集有机层，得粗产物，粗产物在减压下蒸去间苯二酚和去离子水，冷却后，析出固体，抽滤、水洗、乙醇重结晶、干燥，得中间体1；

反应过程如下：

步骤S2，向中间体1中加入三乙胺、四氢呋喃，搅拌溶解后在冰浴下滴加氯乙酰氯和四氢呋喃的混合溶液，边滴加边搅拌，2h内滴完冰浴下反应6-7h，然后用饱和碳酸氢钠溶液洗涤，干燥后再用质量分数98％的乙醇重结晶，制得中间体2；

反应过程如下：

步骤S3，将中间体2溶于四氢呋喃中，与氯气在光照条件下，进行反应1-1.5h，制得中间体3；

反应过程如下：