CN111606402A - 一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，聚硫氯化铝增加含有硫酸根配位基，其稳定性和絮凝效果优于聚合氯化铝；本发明在现有的聚硫氯化铝的制备配方中，增加了表面活性剂的加入，增加了产物的混凝能力，对原水UV254、DOC、浊度去除率高，且出水残留铝浓度低，并优化了制备条件，无需高温高压，对生产设备的要求低，生产流程短，成本低。

Description

一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法
技术领域
本发明涉及水处理剂领域，尤其涉及一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法。
技术背景
聚硫氯化铝(PAC)又名碱式氯化铝或羟基硫酸铝。它是以铝灰或含铝矿物作为原料，采用酸溶或碱溶法加工制成。由于原料和生产工艺不同，产品规格也不一致。分子式[Al2(OH)nCl6-n]m中的m为聚合度，单体为铝的羟基配合物Al2(OH)nCl6-n。通常，n＝1～5,m≤10。例如Al16(OH)40Cl8即为m＝8，n＝5的聚合物或多核配合物，溶于水后，即形成聚合物阳离子，对水中胶粒起电性中和及架桥作用。作用机理与硫酸铝相似，但它的效能优于硫酸铝。例如在相同水质下，投加量比硫酸铝少，对水的PH值变化适应性较强等。实际上，聚硫氯化铝可看成是氯化铝AlCl3在一定条件下经水解、聚合逐步转化成Al(OH)3沉淀物过程中的各种中间产物。
现有的生产聚硫氯化铝的方法普遍存在制备条件要求高，需要100℃以上的加热条件，净水能力差等缺点。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，优化了制备条件，无需高温高压，对生产设备的要求低，生产流程短，成本低。
为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：
一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制1.0-1.5mol/L的AlCl3溶液，并按SO4 2-/Al3+摩尔比1:5-1:15的比例向AlCl3溶液中加入浓硫酸；配制1.0-2.0mol/L的NaOH溶液，在0.2-0.4Mpa压力的条件下将NaOH溶液溶液和含有SO4 2-的AlCl3溶液快速混合，控制OH-/Al3+摩尔比为1:2-1:5之间、总铝浓度为0.6-0.8mol/L,温度60-90℃，以500-1000r/min的速度搅拌15-30min，得混合液A；
(2)将上述混合液A自然冷却到常温后，加入聚丙烯酸钠1-5g/L，表面改性剂2-6g/L,硫化铵5-10g/L,500-1000r/min常压搅拌30-60min,得混合液B；
(3)将上述混合液B在40-60℃下低热蒸发水分，搅拌速度100-200r/min,至刚有沉淀析出时停止加热，冷却至常温即得所述高效的水处理聚硫氯化铝。本方法条件温和，对设备要求低，制备速度快。
进一步的，上述一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，所述AlCl3可以用聚合氯化铝代替。
进一步的，上述一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，所述表面改性剂选自钛酸酯偶联剂、表面活性剂、有机高分子处理剂、无机改性剂中的一种或者多种。加入表面改性剂增加聚硫氯化铝的润湿性、乳化性、起泡性，增强其混凝效果。
进一步的，上述一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、卵磷脂、烷基葡糖苷、脂肪酸山梨坦中的一种或者多种。
进一步的，上述一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，所述表面活性剂为脂肪酸山梨坦。经过实验测得，脂肪酸山梨坦对本发明所述的聚硫氯化铝的混凝效果增强最多。
进一步的，上述一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制1.2mol/L的AlCl3溶液，并按SO4 2-/Al3+摩尔比1:10的比例向AlCl3溶液中加入浓硫酸；配制1.5mol/L的NaOH溶液，在0.3Mpa压力的条件下将NaOH溶液溶液和含有SO4 2-的AlCl3溶液快速混合，控制OH-/Al3+摩尔比为1：3，总铝浓度为0.7mol/L,温度75℃，以800r/min的速度搅拌25min，得混合液A；
(2)将上述混合液A自然冷却到常温后，加入聚丙烯酸钠1-5g/L，脂肪酸山梨坦4g/L,硫化铵7.5g/L,800r/min常压搅拌45min,得混合液B；
(3)将上述混合液B在50℃下低热蒸发水分，搅拌速度150r/min,至刚有沉淀析出时停止加热，冷却至常温即得所述高效的水处理聚硫氯化铝。
进一步的，上述高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法在含油废水处理过程中的应用。
根据上述技术方案，本发明具有如下有益效果，本发明的制备方法简单易行成本低，本发明在现有的聚硫氯化铝的制备配方中，增加了表面活性剂的加入，增加了产物的混凝能力，对原水UV254、DOC、浊度去除率高，且出水残留铝浓度低，并优化了制备条件，无需高温高压，对生产设备的要求低，生产流程短，值得广大污水处理企业广泛应用。
具体实施方式
下面将通过几个具体实施例，进一步阐明本发明，这些实施例只是为了说明问题，并不是一种限制。
实施例1
一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制1.0mol/L的AlCl3溶液，并按SO4 2-/Al3+摩尔比1:5的比例向AlCl3溶液中加入浓硫酸；配制1.0mol/L的NaOH溶液，在0.2Mpa压力的条件下将NaOH溶液溶液和含有SO4 2-的AlCl3溶液快速混合，控制OH-/Al3+摩尔比为1:2、总铝浓度为0.6mol/L,温度60℃，以500r/min的速度搅拌15min，得混合液A；
(2)将上述混合液A自然冷却到常温后，加入聚丙烯酸钠1g/L，十二烷基苯磺酸钠2g/L,硫化铵5g/L,500r/min常压搅拌30min,得混合液B；
(3)将上述混合液B在40℃下低热蒸发水分，搅拌速度100r/min,至刚有沉淀析出时停止加热，冷却至常温即得所述高效的水处理聚硫氯化铝。
实施例2
一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，包括以下步骤：
(1)配制1.2mol/L的AlCl3溶液，并按SO4 2-/Al3+摩尔比1:10的比例向AlCl3溶液中加入浓硫酸；配制1.5mol/L的NaOH溶液，在0.3Mpa压力的条件下将NaOH溶液溶液和含有SO4 2-的AlCl3溶液快速混合，控制OH-/Al3+摩尔比为1：3，总铝浓度为0.7mol/L,温度75℃，以800r/min的速度搅拌25min，得混合液A；
(2)将上述混合液A自然冷却到常温后，加入聚丙烯酸钠1-5g/L，脂肪酸山梨坦4g/L,硫化铵7.5g/L,800r/min常压搅拌45min,得混合液B；
(3)将上述混合液B在50℃下低热蒸发水分，搅拌速度150r/min,至刚有沉淀析出时停止加热，冷却至常温即得所述高效的水处理聚硫氯化铝。
实施例3
一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配制1.5mol/L的AlCl3溶液，并按SO4 2-/Al3+摩尔比1:15的比例向AlCl3溶液中加入浓硫酸；配制2.0mol/L的NaOH溶液，在0.4Mpa压力的条件下将NaOH溶液溶液和含有SO4 2-的AlCl3溶液快速混合，控制OH-/Al3+摩尔比为1:5之间、总铝浓度为0.8mol/L,温度90℃，以1000r/min的速度搅拌30min，得混合液A；
(2)将上述混合液A自然冷却到常温后，加入聚丙烯酸钠5g/L，烷基葡糖苷6g/L,硫化铵10g/L,1000r/min常压搅拌60min,得混合液B；
(3)将上述混合液B在60℃下低热蒸发水分，搅拌速度200r/min,至刚有沉淀析出时停止加热，冷却至常温即得所述高效的水处理聚硫氯化铝。
实施例4
测试例
将实施例1-3制得的高效的水处理聚硫氯化铝，与市售聚硫氯化铝进行水处理对比测试，其他条件相同，结果如表1所示。
表1 测试结果
检测项 原水 实施例1 实施例2 实施例3 商业对照
PH 8.4 7.4 7.2 7.3 7.6
UV<sub>254</sub>(1/cm) 1.742 0.074 0.064 0.071 0.091
DOC(mg/L) 24.362 1.574 1.421 1.524 2.574
浊度(NTU) 574.2 0.74 0.61 0.69 0.97
残留铝(mg/L) 无 0.14 0.11 0.14 0.27
根据上述测试结果可知本发明所制得的水处理聚硫氯化铝对原水UV254、DOC、浊度去除率高，且出水残留铝浓度低。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配制1.0-1.5mol/L的AlCl 3溶液，并按SO4 2-/Al3+摩尔比1:5-1:15的比例向AlCl 3溶液中加入浓硫酸；配制1.0-2.0mol/L的NaOH溶液，在0.2-0.4Mpa压力的条件下将NaOH溶液溶液和含有SO4 2-的AlCl3溶液快速混合，控制OH-/Al3+摩尔比为1:2-1:5之间、总铝浓度为0.6-0.8mol/L,温度60-90℃，以500-1000r/min的速度搅拌15-30min，得混合液A；
（2）将上述混合液A自然冷却到常温后，加入聚丙烯酸钠1-5g/L，表面改性剂2-6g/L,硫化铵5-10g/L,500-1000r/min常压搅拌30-60min,得混合液B；
（3）将上述混合液B在40-60℃下低热蒸发水分，搅拌速度100-200r/min,至刚有沉淀析出时停止加热，冷却至常温即得所述高效的水处理聚硫氯化铝。
2.根据权利要求1所述的一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，其特征在于，所述AlCl3可以用聚合氯化铝代替。
3.根据权利要求1所述的一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，其特征在于，所述表面改性剂选自钛酸酯偶联剂、表面活性剂、有机高分子处理剂、无机改性剂中的一种或者多种。
4.根据权利要求3所述的一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂选自十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、卵磷脂、烷基葡糖苷、脂肪酸山梨坦中的一种或者多种。
5.根据权利要求4所述的一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，其特征在于，所述表面活性剂为脂肪酸山梨坦。
6.根据权利要求1所述的一种高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)配制1.2mol/L的AlCl 3溶液，并按SO4 2-/Al3+摩尔比1:10的比例向AlCl 3溶液中加入浓硫酸；配制1.5mol/L的NaOH溶液，在0.3Mpa压力的条件下将NaOH溶液溶液和含有SO4 2-的AlCl3溶液快速混合，控制OH-/Al3+摩尔比为1：3，总铝浓度为0.7mol/L,温度75℃，以800r/min的速度搅拌25min，得混合液A；
（2）将上述混合液A自然冷却到常温后，加入聚丙烯酸钠1-5g/L，脂肪酸山梨坦4g/L,硫化铵7.5g/L,800r/min常压搅拌45min,得混合液B；
（3）将上述混合液B在50℃下低热蒸发水分，搅拌速度150r/min,至刚有沉淀析出时停止加热，冷却至常温即得所述高效的水处理聚硫氯化铝。
7.如权利要求1-6任一项所述的高效的水处理聚硫氯化铝的制备方法在含油废水处理过程中的应用。
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