申请日2019.06.26
公开(公告)日2019.09.27
IPC分类号C02F9/10; C01F7/56; B01J20/24; B01J20/30; C02F1/52; C02F101/14; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺，涉及聚合氯化铝制备的技术领域，包括以下工艺步骤：S1：将重量份数为100～150份的废水母液通入加有第一助剂的沉降池中进行沉降，所述第一助剂与废水母液的重量比例为(3～5)∶100，沉降完成后，过滤上层清液备用;S2：将步骤S1中的上层清液加热，然后加入活性铝和调节剂处理;S3：将步骤S2中处理后的溶液再次升温进行聚合反应后得到聚合液;S4：将步骤S3中的聚合液进行蒸发干燥制粒;通过上述4个步骤从废水中得到所需产品聚铝净水剂。本发明具有减少废水母液中重金属离子对回收制备得到的净水剂质量的影响的效果。
权利要求书
1.一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺，其特征在于：包括以下工艺步骤：
S1：将重量份数为100～150份的废水母液通入加有第一助剂的沉降池中进行沉降，所述第一助剂与废水母液的重量比例为(3～5)∶100，沉降完成后，过滤上层清液备用;
S2：将步骤S1中的上层清液加热，然后加入活性铝和调节剂处理，活性铝和调节剂与废水母液三者之间的比例为(1～3)∶(0.3～0.5)∶100;
S3：将步骤S2中处理后的溶液再次升温进行聚合反应后得到聚合液;
S4：将步骤S3中的聚合液进行蒸发干燥制粒;
通过上述4个步骤从废水中得到所需产品聚铝净水剂。
2.根据权利要求1所述的一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺，其特征在于：所述调节剂中包括以下重量百分比的组分：
氯酸钠 20～30%;
氢氧化钠 40～60%;
缓释剂 20～30%。
3.根据权利要求2所述的一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺，其特征在于：所述缓释剂中选自环糊精、醋酸纤维以及丝素蛋白中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺，其特征在于：所述第一助剂包括以下重量百分比的组分：
盐酸 50～70%;
促进剂 10～20%;
改性壳聚糖 20～30%。
5.根据权利要求4所述的一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺，其特征在于：所述促进剂选自稀硝酸、稀硫酸以及醋酸中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺，其特征在于：所述壳聚糖的改性过程中添加的改性剂与壳聚糖的重量比例为1∶(0.5～1.3)，所述改性剂包括以下重量百分比的组分：
2%质量浓度的戊二醛溶液 40～50%;
镧离子溶液 10～20%;
2%质量浓度的乙酸溶液 30～50%。
7.根据权利要求6所述的一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺，其特征在于：所述壳聚糖的改性过程具体如下：
步骤1：按比例将壳聚糖加入到2%质量浓度的乙酸溶液中，静置10～15h;
步骤2：向步骤1中得到的溶液中按比例加入2%质量浓度的戊二醛溶液和镧离子溶液，搅拌反应30～60min。
步骤3：将步骤2得到的溶液在玻璃片上流延制膜，然后放入28～35℃的烘箱中干燥至少24h;
通过上述3个步骤得到改性壳聚糖。
8.根据权利要求1所述的一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺，其特征在于：所述步骤S2中的上层清液加热升温至40～45℃，然后再加热升温至50～52℃，再加入活性铝和调节剂，然后再次升温至55～60℃。
说明书
一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺
技术领域
本发明涉及聚合氯化铝制备的技术领域，尤其是涉及一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺。
背景技术
聚合氯化铝是一种无机高分子絮凝剂，为淡黄色、黄色或褐色粉末。其使用过程为：将产品投入水中，搅拌均匀，取上清液即可使用。操作简单，但其净水效果很好，适应性很广。
现有的聚合氯化铝生产工艺有金属铝法、氢氧化铝法、三氧化二铝法以及结晶氯化铝法等。通常都包括活化、酸浸、碱溶、聚合等步骤，最后得到聚合铝盐净水剂。一些工业废水中通常含有较多的铝离子等金属离子，其废水的处理过程通常是需要将这些金属离子去除的，其中的铝离子可以通过助剂的添加回收制备得到聚合铝盐净水剂产品，使得废水中的金属离子得到回收利用。
上述中的现有技术方案存在以下缺陷：废水回收制备聚合铝盐的过程中通常含有较多的除铝铁外的中重金属离子，重金属离子对于水质具有一定的影响，使得制备得到的净水剂使用范围较为局限。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺，通过在对废水母液进行沉降前预先在沉降池内添加第一助剂，使得废水母液中的除铝离子外的大部分重金属离子去除，减少其对回收得到的净水剂的影响。
本发明的上述目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种废水中回收制备聚合氯化铝的工艺，包括以下工艺步骤：
S1：将重量份数为100～150份的废水母液通入加有第一助剂的沉降池中进行沉降，所述第一助剂与废水母液的重量比例为(3～5)∶ 100，沉降完成后，过滤上层清液备用;
S2：将步骤S1中的上层清液加热，然后加入活性铝和调节剂处理，活性铝和调节剂与废水母液三者之间的比例为(1～3)∶(0.3～ 0.5)∶100;
S3：将步骤S2中处理后的溶液再次升温进行聚合反应后得到聚合液;
S4：将步骤S3中的聚合液进行蒸发干燥制粒;
通过上述4个步骤从废水中得到所需产品聚铝净水剂。
通过采用上述技术方案，废水母液在通入沉降池中进行沉降，沉降池中预先加入的第一助剂对于废水母液中的重金属离子起到吸附作用，从而提高沉降的效果。沉降后的废水母液中基本上只含有大量的铝离子以及部分铁离子，然后再活性铝和调节剂的作用下，铝离子和铁离子发生水解，然后在通过步骤S3中升温活化，使得水解后的铝离子和铁离子进行聚合生成聚合铝铁净水剂，最后再通过步骤S4 进行干燥制粒，得到产品。产品中的聚合铝铁含量较高，重金属离子基本去除，使得产品净水剂的使用范围不局限于对重污染废水的处理，提高其使用范围。
本发明进一步设置为：所述调节剂中包括以下重量百分比的组分：
氯酸钠 20～30%;
氢氧化钠 40～60%;
缓释剂 20～30%。
通过采用上述技术方案，氯酸钠具有强氧化性，其可以氧化废水母液中的亚铁离子以及残留的部分杂质。氢氧化钠提供大量的氢氧根离子，促进废水母液中的铁离子以及铝离子的水解。缓释剂包覆在氯酸钠和氢氧化钠外层，其在废水母液中起到逐步释放氯酸钠氧化剂和氢氧化钠的作用，避免局部过浓而使得废水母液不能充分反应而提高了氯酸钠和氢氧化钠的用量。
本发明进一步设置为：所述缓释剂中选自环糊精、醋酸纤维以及丝素蛋白中的一种或多种。
本发明进一步设置为：所述第一助剂包括以下重量百分比的组分：
盐酸 50～70%;
促进剂 10～20%;
改性壳聚糖 20～30%。
通过采用上述技术方案，第一助剂中的盐酸提供酸性，使得废水母液中的金属氧化物被溶解，提高废水母液中的铁离子以及铝离子的浓度，促进剂起到促进盐酸酸性的作用。改性壳聚糖具有壳聚糖的特性，壳聚糖是葡萄糖单糖的无规共聚物，其价格比活性炭低，且其可广泛吸附酚类化合物以及金属离子，其对于重金属离子的吸附能力较好，少量铝离子被吸附，但是废水母液中的大部分除铝离子外的重金属离子可以基本被吸附完全，从而达到减少产品中重金属离子的影响。
本发明进一步设置为：所述促进剂选自稀硝酸、稀硫酸以及醋酸中的一种或多种。
本发明进一步设置为：所述壳聚糖的改性过程中添加的改性剂与壳聚糖的重量比例为1∶(0.5～1.3)，所述改性剂包括以下重量百分比的组分：
2%质量浓度的戊二醛溶液 40～50%;
镧离子溶液 10～20%;
2%质量浓度的乙酸溶液 30～50%。
本发明进一步设置为：所述壳聚糖的改性过程具体如下：
步骤1：按比例将壳聚糖加入到2%质量浓度的乙酸溶液中，静置 10～15h;
步骤2：向步骤1中得到的溶液中按比例加入2%质量浓度的戊二醛溶液和镧离子溶液，搅拌反应30～60min。
步骤3：将步骤2得到的溶液在玻璃片上流延制膜，然后放入28～ 35℃的烘箱中干燥至少24h;
通过上述3个步骤得到改性壳聚糖。
通过采用上述技术方案，改性剂中的乙酸和戊二醛对壳聚糖进行接枝交联改性，使得壳聚糖形成网状的聚合物，与改性前的壳聚糖分子相比，壳聚糖分子为线性高分子，在酸性介质中往往会因分子中的氨基质子化而溶于水，造成壳聚糖吸附剂部分流失的现象，交联后的壳聚糖仍保留壳聚糖的原有特征且更加稳定。在交联改性的过程中添加镧离子溶液，使得镧离子配位进入壳聚糖的结构中，从而使得壳聚糖在原有的吸附金属离子的基础上又增加了对氟离子的吸附性能。
本发明进一步设置为：所述步骤S2中的上层清液加热升温至 40～45℃，然后再加热升温至50～52℃，再加入活性铝和调节剂，然后再次升温至55～60℃。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、通过在对废水母液进行沉降前预先在沉降池内添加第一助剂，使得废水母液中的除铝离子外的大部分重金属离子去除，减少其对回收得到的净水剂的影响;
2、通过对壳聚糖进行改性处理，使得壳聚糖在吸附重金属离子的同时可以起到对氟离子的吸附作用，从而减少废水的中的氟离子进入产品净水剂中对其产生影响。