一种采用聚氯化铝水处理剂废渣制备聚合氯化铝复合材料的方法与流程

本技术涉及净水材料制备，尤其是涉及一种采用聚氯化铝水处理剂废渣制备聚合氯化铝复合材料的方法。

背景技术：

1、目前，生活污水处理过程中，生活污水依次经过厌氧池、调酸池、芬顿氧化池、调碱池、dtcr池、絮凝沉降池和沉淀池，缺氧池是溶解氧控制在0.2-0.5mg/l之间的生化系统，主要起反硝化去除硝态氮的作用，同时去除部分bod，调酸池调整待处理水体的酸碱度，使水体呈酸性，保证芬顿氧化池中的芬顿试剂的质量，即芬顿试剂中的亚铁离子不于氢氧根发生沉淀；芬顿氧化池中的芬顿试剂可将水体中生物难降解或一般化学氧化难以奏效的有机污染物进行有效氧化除去，降低bod含量；dtcr池是含有重金属重捕剂的水槽，用于吸附水体中的重金属离子，可将水体中游离的重金属离子进行捕捉吸附。絮凝沉降池是含有聚合氯化铝混凝剂的水槽，吸附、凝聚、沉淀水体中的颗粒物和悬浮物，方便水体进入沉淀池中，进行对水中吸附了重金属离子的重金属重捕剂、部分难溶有机废水、絮状氢氧化铁、聚合氯化铝聚集的悬浮物和颗粒物杂质静止沉淀，后分离除去，获得初步净化水，所得初步净化水经过mbr池流入mbr产水池存储再利用。

2、在污水系统中的沉淀池含有的废渣不仅有聚合氯化铝聚集的悬浮物，还包括重金属离子的重金属重捕剂、部分难溶有机废水、絮状氢氧化铁、颗粒物杂质等。目前，这部分沉淀池产生的废渣一般和厌氧池中的污泥一起作为废弃物处理，不仅造成了污水处理成本上升，而且出现二次污染物，不利于可持续发展建设。为了解决上述问题，申请人业内首次提供了一种采用聚氯化铝水处理剂废渣制备聚合氯化铝复合材料的方法。

技术实现思路

1、为了解决上述现有技术存在的问题，本技术提供了一种采用聚氯化铝水处理剂废渣制备聚合氯化铝复合材料的方法，对含铝废渣进行二次开发利用，提升了资源利用率，符合可持续发展大趋势。

2、本技术提供的一种采用聚氯化铝水处理剂废渣制备聚合氯化铝复合材料的方法，是通过以下技术方案得以实现的：

3、一种采用聚氯化铝水处理剂废渣制备聚合氯化铝复合材料的方法，包括以下步骤：

4、步骤一，将含有聚氯化铝水处理剂废渣的固液混合物置于固液分离机中进行固液分离处理，所得污水输入污水管道，所得固体物晒干后破碎、筛分得到粒径<50目的渣粉粒；

5、步骤二，所得渣粉粒置于400-650℃下煅烧1-3h，研磨筛分得300-800目预处理渣粉；

6、步骤三，将步骤二中所得预处理渣粉10份与40～100份的自来水混合均匀，维持在80-200rpm下，加入0.1-0.5mol/l的盐酸水溶液，调整ph值等于2.8-3.5后维持80-200rpm继续搅拌4-8h，静置12-24h，过滤取上层清液进行下一步处理，所得固液废渣进行固液分离处理后，所得污水输入污水管道，所得固体物晒干后破碎后作为水泥掺合料使用；

7、步骤四，在80-200rpm转速下，向步骤三中所得上层清液中加入0.1-0.5mol/l的氢氧化钠水溶液，调整ph值为12-13后，升温至80-98℃维持5-15min，降至室温后，静置6-12h，过滤取上层清液进行下一步处理，所得富含金属杂质的固液混合物进行固液分离处理，所得污水输入污水管道，所得富含重金属固体废渣晒干后破碎、筛分回收处理；

8、步骤五，步骤四中所得上层清液中至少加入铝源，所述铝源为铝矾土和/或铝酸钙粉，所述铝源和所述上层清液的质量比为100:(5-20)，在80-200rpm下，加入0.4-1.2mol/l的盐酸水溶液，ph值为3.6-4.0后升温至75～90℃下聚合反应得含有聚合氯化铝的水溶液；

9、步骤六，向含有聚合氯化铝的水溶液中至少加入1-3wt％的阳离子聚丙烯酰胺，以100-400rpm转速下搅拌1-3h，熟化6-8h，减压过滤所得固体粉末进行真空干燥处理，研磨筛分即制得聚合氯化铝复合材料。

10、本技术对污水处理过程中产生的含铝废渣进行二次开发利用，提取含铝废渣中铝资源进行聚合氯化铝复合材料的生产，提升资源利用率，符合可持续绿色发展大趋势。

11、进一步地，所述步骤三，将步骤二中所得预处理渣粉10份与60～80份的自来水混合均匀，维持在120-160rpm下，加入0.3-0.5mol/l的盐酸水溶液，调整ph值等于3.2-3.5后维持120-160rpm继续搅拌5-6h，静置18-24h，过滤取上层清液进行下一步处理。

12、通过采用上述技术方案，可提升整体的生产效率和产品质量稳定性。

13、进一步地，所述步骤四，在120-160rpm转速下，向步骤三中所得上层清液中加入0.3-0.5mol/l的氢氧化钠水溶液，调整ph值为12.4-12.8后，升温至80-85℃维持10-15min，降至室温后，静置10-12h，过滤取上层清液进行下一步处理。

14、通过采用上述技术方案，可提升整体的生产效率和产品质量稳定性。

15、进一步地，所述步骤五，步骤四中所得上层清液中至少加入铝源，所述铝源为铝矾土和/或铝酸钙粉，所述铝源和所述上层清液的质量比为100:(8-12)，在160-200rpm下，加入0.8-1.0mol/l的盐酸水溶液，ph值为3.6-3.8后升温至80～85℃下聚合反应得含有聚合氯化铝的水溶液。

16、通过采用上述技术方案，可提升整体的生产效率和产品质量稳定性。

17、进一步地，所述步骤五，步骤四中所得上层清液中加入铝源和钛源，所述铝源为铝矾土和/或铝酸钙粉，所述钛源为0.05-0.2mol/l四氯化钛水溶液，所述铝源和所述上层清液的质量比为100:(8-12)，所述四氯化钛水溶液和所述上层清液的质量比为100:(1-3)，在160-200rpm下，加入0.8-1.0mol/l的盐酸水溶液，ph值为3.6-3.8后升温至80～85℃下聚合反应得含有聚合氯化铝的水溶液。

18、通过采用上述技术方案，不仅可提升整体的生产效率和产品质量稳定性，而且可提升所制备的聚合氯化铝复合材料絮凝性能。

19、进一步地，所述步骤六，向含有聚合氯化铝的水溶液中至少加入1-3wt％的阳离子聚丙烯酰胺，以240-320rpm转速下搅拌2-3h，熟化6-8h，减压过滤所得固体粉末进行真空干燥处理，真空干燥温度60-90℃，气压0.01-0.1pa，真空干燥时间6-8h，研磨筛分即制得粒径200-500目的聚合氯化铝复合材料。

20、通过采用上述技术方案，可提升整体的生产效率和产品质量稳定性。

21、进一步地，所述步骤六，向含有聚合氯化铝的水溶液中至少加入1-3wt％的阳离子聚丙烯酰胺，以240-320rpm转速下搅拌2-3h，熟化6-8h，减压过滤所得固体粉末进行真空干燥处理，真空干燥温度60-90℃，气压0.01-0.1pa，真空干燥时间6-8h，所得固体物中混合0.1-0.5wt％的活性硅酸，研磨、筛分即制得粒径200-500目的聚合氯化铝复合材料。

22、通过采用上述技术方案，不仅可提升整体的生产效率和产品质量稳定性，而且可提升所制备的聚合氯化铝复合材料絮凝性能。

23、进一步地，所述步骤六，向含有聚合氯化铝的水溶液中至少加入1-3wt％的阳离子聚丙烯酰胺，以240-320rpm转速下搅拌2-3h，熟化6-8h，然后加入0.5-2wt％的单原子改性增效助凝剂，超声分散1-2h后熟化8-12h，减压过滤所得固体粉末进行真空干燥处理，真空干燥温度60-90℃，气压0.01-0.1pa，真空干燥时间6-8h，研磨筛分即制得粒径200-500目的聚合氯化铝复合材料。

24、进一步地，所述步骤六，向含有聚合氯化铝的水溶液中至少加入1-3wt％的阳离子聚丙烯酰胺，以240-320rpm转速下搅拌2-3h，熟化6-8h，然后加入0.5-2wt％的单原子改性增效助凝剂，以超声频率34-60khz，超声功率600-1200w进行超声分散100-120min后熟化8-12h，减压过滤所得固体粉末进行真空干燥处理，真空干燥温度60-90℃，气压0.01-0.1pa，真空干燥时间6-8h，研磨筛分即制得粒径200-500目的聚合氯化铝复合材料。

25、进一步地，所述单原子改性增效助凝剂包括无机载体和和金属单原子，所述金属单原子以单原子的形式锚定在所述载体表面的缺陷位点；所述无机载体为混合晶型的二氧化钛、埃洛石、硅藻土、高岭土、石墨烯、碳纳米管中的至少一种；所述金属单原子为al、fe、cu、co、ce、ag中的至少一种。

26、通过采用上述技术方案，不仅可提升整体的生产效率和产品质量稳定性，而且可提升所制备的聚合氯化铝复合材料絮凝性能，此外还可赋予聚合氯化铝复合材料优良抗菌灭藻性能。

27、综上所述，本技术具有以下优点：

28、1、本技术对污水处理过程中产生的含铝废渣进行二次开发利用，提取含铝废渣中铝资源进行聚合氯化铝复合材料的生产，提升资源利用率，符合可持续绿色发展大趋势。

29、2、本技术的制备方法相对简单，实施操作难度相对较低，便于实现工业化生产。

30、3、本技术制备的聚合氯化铝复合材料中添加有单原子改性增效助凝剂不仅可提升所制备的聚合氯化铝复合材料絮凝性能，而且赋予了聚合氯化铝复合材料优良抗菌灭藻性能。