專利名稱：：制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法及其設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于膜分離技術(shù)和膜反應(yīng)器領(lǐng)域，特別是涉及制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法及其設(shè)備。無機(jī)高分子絮凝劑目前的種類很多，已基本形成系列。如陽離子型有聚合氯化鋁(鐵)、聚合硫酸鋁(鐵)、聚合磷酸鋁(鐵)；陰離子有活化硅酸、聚合硅酸；無機(jī)復(fù)合型有聚合氯化(硫酸、磷酸、硅酸)鋁鐵、聚合硅酸鋁(鐵)；無機(jī)與有機(jī)復(fù)合型有聚合鋁-聚丙烯酰胺(甲殼素)、聚合鐵-聚丙烯酰胺(甲殼素)。不過就其實質(zhì)而言，它們都是鋁、鐵和硅酸鹽的水解中間產(chǎn)物與不同陰離子的結(jié)合體，即羥基多核絡(luò)合物或無機(jī)高分子化合物。它們的制備方法多種多樣，但其原理是將含羥基或其他的陰離子基團(tuán)的溶液加入到鋁、鐵或硅酸鹽溶液中，促使鋁、鐵或硅酸鹽發(fā)生水解聚合反應(yīng)，生成多核物質(zhì)或無機(jī)聚合物。無機(jī)高分子絮凝劑之所以有高效的絮凝作用是因為它是一種無機(jī)高分子的多價聚合電解質(zhì)絮凝劑，可以看做是介于單體和膠體之間的一種中間產(chǎn)物。如將鋁化合物在溶液中水解聚合的形態(tài)分為三類，即自由離子、單體及低聚羥基物Ala，中等聚合物Alb，高聚物及溶膠Alc，并可分別求得各自的含量及比例，總鋁濃度AlT=Ala+Alb+Alc這種分類方法還可應(yīng)用于其他的無機(jī)高分子絮凝劑?，F(xiàn)代絮凝觀認(rèn)為，與傳統(tǒng)絮凝劑相比無機(jī)高分子絮凝劑擁有更好的絮凝效果。其原因是無機(jī)高分子絮凝劑有更多的高電荷、高分子量的聚合物形態(tài)(如聚合鋁中的有效成分是Alb)，其形態(tài)較為穩(wěn)定，而不易發(fā)生進(jìn)一步的水解和聚合反應(yīng)，因而具有更強(qiáng)烈的吸附能力。投加后可立即發(fā)揮其強(qiáng)烈的吸附／電中和能力和粘結(jié)架橋作用，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的除濁功能。目前工業(yè)生產(chǎn)無機(jī)高分子絮凝劑的主要工藝，正如湯鴻霄先生在《無機(jī)高分子絮凝劑的科學(xué)與技術(shù)進(jìn)展》中“水處理信息報導(dǎo)”(1997年第4期)一文所介紹的有酸溶一步法、酸溶兩步法、堿溶兩步法、壓溶一步法、滾筒干燥法、噴霧造粒法、氯氣氧化法、亞硝酸鈉催化法、金屬氧化法等。但這些工業(yè)生產(chǎn)無機(jī)高分子絮凝劑的工藝或多或少地都存在一些問題；如中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心的路光杰同志，在其博士論文(1998)《高效聚合絮凝劑-聚合氯化鋁的電化學(xué)合成》中所講的工業(yè)生產(chǎn)無機(jī)高分子絮凝劑有效成分含量不夠穩(wěn)定，產(chǎn)品中雜質(zhì)含量較多，并且因為在絮凝反應(yīng)中無法控制聚合形態(tài)的生成從而影響絮凝效果。因此，開發(fā)具有更高有效成分濃度的無機(jī)高分子絮凝劑，建立一種易于控制和效率高的生產(chǎn)工藝，以克服現(xiàn)有生產(chǎn)方法的不足，一直是無機(jī)高分子絮凝劑生產(chǎn)研究的重點。在滴定實驗的基礎(chǔ)上，中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心的欒兆坤在其博士論文《無機(jī)高分子絮凝劑聚合氯化鋁的基礎(chǔ)理論與應(yīng)用研究》(1997)中提出了鋁的堿化模型。這個模型說明，要生成以Alb占優(yōu)勢的聚合氯化鋁絮凝劑必須控制堿液中堿的濃度、滴加的堿液滴大小、加堿速度和堿液滴分散速度，造成形成Alb的微環(huán)境。堿濃度越低，堿液滴越小，加堿速度越慢，堿液滴分散速度越快，則生成的Alb濃度越大。本發(fā)明的目的在于提供一種利用膜反應(yīng)器制備無機(jī)絮凝劑的方法和設(shè)備，提高生產(chǎn)的無機(jī)高分子絮凝劑的有效成分濃度，使在聚合反應(yīng)中的聚合形態(tài)的生成能得到有效控制。本發(fā)明的原理就是通過控制微環(huán)境中堿濃度、堿液滴大小、加堿速度和堿分散速度來造成適合聚合形態(tài)生成的微環(huán)境。微濾膜與超濾膜表面有很多幾十埃到零點幾微米的孔，通常情況下我們利用這些孔截留大于孔的微粒或大分子。我們把含OH-的堿液或含其他制備無機(jī)高分子絮凝劑所需陰離子的溶液2放到膜的一側(cè)，而讓含Al3+、Fe3+、SiO32-的鋁、鐵或硅酸鹽溶液1在膜的另一側(cè)流動，當(dāng)在溶液2一側(cè)施加壓力，則溶液2會透過膜的微孔進(jìn)入溶液1，發(fā)生聚合反應(yīng)。由于膜上的這些孔很小，且溶液1是流動的，因此相當(dāng)于以極細(xì)的液滴向溶液1中加溶液2，所以它們的分散速度很快，從而形成有利于生成聚合形態(tài)的微環(huán)境。本發(fā)明還可以通過控制膜兩側(cè)壓差來控制溶液2透過膜的速度，控制溶液1的流速來控制溶液2的分散速度，因此可以實現(xiàn)在把高濃度溶液2加入到溶液1時得到高聚合形態(tài)含量的無機(jī)高分子絮凝劑，克服了普通滴加方式必須緩慢滴加稀溶液，導(dǎo)致溶液1稀釋而失去實用性的問題。本發(fā)明的技術(shù)方案可分為三種一、利用循環(huán)泵7-2來保證膜兩側(cè)的壓差，如圖1所示。1．首先向槽1-1中加入溶液1，向槽1-2中加入溶液2；其中溶液1中的鋁、鐵或硅酸根離子的濃度為大于0M，且小于或等于5M，溶液2中的OH-或其他陰離子濃度為大于0N，且小于或等于20N。2．完全打開閥5-1，開動泵7-1，使之反向抽吸，讓槽1-1中的溶液1經(jīng)閥5-1、流量計3-1和料液口10-3后進(jìn)入膜組件6中，使溶液1在膜組件6中的膜8的一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-1，經(jīng)過循環(huán)泵7-1進(jìn)入槽1-1，隨后調(diào)節(jié)泵7-1和閥5-1使膜面液體的流速達(dá)到預(yù)定值；然后打開閥5-2，開動泵7-2，讓槽1-2中的溶液2經(jīng)循環(huán)泵7-2和料液口10-4后進(jìn)入膜組件6中，使溶液2在膜組件6中的膜8的另一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-2，通過流量計3-2和閥5-2進(jìn)入槽1-2中，隨后調(diào)節(jié)泵7-2和閥5-2，以保證膜面上溶液2一側(cè)的平均壓力較溶液1一側(cè)壓力高0～0．2MPa；一部分溶液2透過膜上的微孔進(jìn)入到溶液1中，發(fā)生聚合反應(yīng)，一定時間后，槽1-1中的制備液即為無機(jī)高分子絮凝劑?；蛲耆蜷_閥5-1，開動泵7-1，讓槽1-1中的溶液1經(jīng)循環(huán)泵7-1和料液口10-1后進(jìn)入膜組件6中，使溶液1在膜組件6中的膜8的另一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-3出來，經(jīng)過流量計3-1和閥5-1進(jìn)入槽1-1，隨后調(diào)節(jié)泵7-1和閥5-1使膜面液體的流速達(dá)到預(yù)定值；然后打開閥5-2，開動泵7-2，讓槽1-2中的溶液2經(jīng)循環(huán)泵7-2和料液口10-4后進(jìn)入膜組件6中，使溶液2在膜組件6中的膜8的另一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-2，通過流量計3-2和閥5-2進(jìn)入槽1-2中，隨后調(diào)節(jié)泵7-2和閥5-2，以保證膜面上溶液2一側(cè)的平均壓力較溶液1一側(cè)壓力高0～0．2MPa；一部分溶液2透過膜上的微孔進(jìn)入到溶液1中，發(fā)生聚合反應(yīng)，一定時間后，槽1-1中的制備液即為無機(jī)高分子絮凝劑。二、利用膜兩側(cè)的液位差來保證膜兩側(cè)的壓差，如圖2所示。1．首先向槽1-1中加入溶液1，向槽1-2中加入溶液2；其中溶液1中的鋁、鐵或硅酸根離子的濃度為大于0M，且小于或等于5M，溶液2中的OH-或其他陰離子濃度為大于0N，且小于或等于20N。2．完全打開閥5-1，開動泵7-1，使之反向抽吸，讓槽1-1中的溶液1經(jīng)閥5-1、流量計3-1和料液口10-3后進(jìn)入膜組件6中，使溶液1在膜組件6中的膜8的一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-1，經(jīng)過循環(huán)泵7-1進(jìn)入槽1-1，隨后調(diào)節(jié)泵7-1和閥5-1使膜面液體的流速達(dá)到預(yù)定值；隨后打開閥5-2，讓槽1-2中的溶液2經(jīng)閥5-2和料液口10-2后進(jìn)入膜組件6，升高槽1-2至一定位置，使槽1-2和槽1-1的液面存在一定的高度差，以保證膜面上溶液2一側(cè)的平均壓力較溶液1一側(cè)壓力高0～0．2MPa；一部分溶液2透過膜上的微孔進(jìn)入到溶液1中，發(fā)生聚合反應(yīng)，一定時間后，槽1-1中的制備液即為無機(jī)高分子絮凝劑。三、利用氣壓法來保證膜兩側(cè)的壓差，如圖3所示。1．首先向槽1-1中加入溶液1，向槽1-2中加入溶液2；其中溶液1中的鋁、鐵或硅酸根離子的濃度為大于0M，且小于或等于5M，溶液2中的OH-或其他陰離子濃度為大于0N，且小于或等于20N。2．完全打開閥5-1，開動泵7-1，使之反向抽吸，讓槽1-1中的溶液1經(jīng)閥5-1、流量計3-1和料液口10-3后進(jìn)入膜組件6中，使溶液1在膜組件6中的膜8的一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-1，經(jīng)過循環(huán)泵7-1進(jìn)入槽1-1，隨后調(diào)節(jié)泵7-1和閥5-1使膜面液體的流速達(dá)到預(yù)定值；隨后打開閥5-2，并開動氣壓泵7-3，讓槽1-2中的溶液2經(jīng)閥5-2和料液口10-2進(jìn)入膜組件6，隨后開動氣壓泵7-3并調(diào)節(jié)泵7-3，以保證膜面上溶液2一側(cè)的平均壓力較溶液1一側(cè)壓力高0～0．2MPa；一部分溶液2透過膜上的微孔進(jìn)入到溶液1中，發(fā)生聚合反應(yīng)，一定時間后，槽1-1中的制備液即為無機(jī)高分子絮凝劑。本發(fā)明所用的膜根據(jù)膜孔徑可分為離子交換膜、納濾膜、超濾膜和微濾膜，根據(jù)膜組件形式可分為平板膜、卷式膜、管式膜和中空纖維膜，根據(jù)膜材料可分為聚砜膜、磺化聚砜膜、圈形聚砜膜、氯甲基化聚砜膜、聚醚砜膜、聚丙烯腈膜、纖維素膜、聚偏氟乙烯膜、聚醚酮膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜、復(fù)合膜或無機(jī)膜。本發(fā)明所用的溶液1為鋁、鐵或硅酸鹽溶液，其中有H2SiO3，Na2SiO3，K2SiO3，F(xiàn)e2(SO4)3，A12(SO4)3，F(xiàn)eCl3，AlCl3，Al(OH)3，F(xiàn)e(OH)3的溶液。本發(fā)明所用的溶液2為NaOH，KOH，Na2CO3，K2CO3，NaHCO3，KHCO3，Mg(HCO3)2，Ca(HCO3)2，NH3，H2SO4，Na2SiO3，K2SiO3，F(xiàn)e2(SO4)3，Al2(SO4)3，KAl(SO4)2，庚酸鈉，山梨醇，檸檬酸鈉，酒石酸鈉，葡萄糖酸鈉，聚丙烯酰胺，甲殼素的溶液。本發(fā)明方法的專用設(shè)備為以下三種一、利用循環(huán)泵7-2來保證膜兩側(cè)的壓差所用的設(shè)備，如圖1所示。由槽1-1的邊上伸出一料液管9-1與泵7-1的一端連接，泵7-1的另一端通過料液管9-1與膜組件6的料液口10-1相連，在泵7-1與膜組件6之間的料液管9-1上有一個壓力表4-2，膜組件6內(nèi)安裝有膜8，膜組件6的料液口10-3與流量計3-1一端連接，在流量計3-1和膜組件6之間的料液管9-1上有一壓力表4-1，流量計3-1另一端與閥5-1相連，閥5-1的另一端連接一插入槽1-1中的料液管9-1。槽1-2伸出一料液管9-2與泵7-2的一端連接，泵7-2的另一端通過料液管9-2與膜組件6的一個料液口10-4相連，在泵7-2與膜組件6之間的料液管9-2上有一個壓力表4-3，膜組件6的料液口10-2與流量計3-2一端連接，在流量計3-2和膜組件6之間的料液管9-2上有一壓力表4-4，流量計3-2另一端與閥5-2相連，閥5-2的另一端連接一插入槽1-2中的料液管9-2；二、利用膜兩側(cè)的液位差來保證膜兩側(cè)的壓差所用的設(shè)備，如圖2所示。由槽1-1的邊上伸出一料液管9-1與泵7-1的一端連接，泵7-1的另一端通過料液管9-1與膜組件6的料液口10-1相連，在泵7-1與膜組件6之間的料液管9-1上有一個壓力表4-2，膜組件6內(nèi)安裝有膜8，膜組件6的料液口10-3與流量計3-1一端連接，在流量計3-1和膜組件6之間的料液管9-1上有一壓力表4-1，流量計3-1另一端與閥5-1相連，閥5-1的另一端連接一插入槽1-1中的料液管9-1。槽1-2伸出一料液管9-2與閥5-2的一端連接，閥5-2的另一端通過料液管9-2與膜組件6的一個料液口10-2相連；三、利用氣壓法來保證膜兩側(cè)的壓差所用的設(shè)備，如圖3所示。由槽1-1的邊上伸出一料液管9-1與泵7-1的一端連接，泵7-1的另一端通過料液管9-1與膜組件6的料液口10-1相連，在泵7-1與膜組件6之間的料液管9-1上有一個壓力表4-2，膜組件6內(nèi)安裝有膜8，膜組件6的料液口10-3與流量計3-1一端連接，在流量計3-1和膜組件6之間的料液管9-1上有一壓力表4-1，流量計3-1另一端與閥5-1相連，閥5-1的另一端連接一插入槽1-1中的料液管9-1。槽1-2的邊上伸出一料液管9-2與閥5-2的一端連接，閥5-2的另一端通過料液管9-2與膜組件6的料液口10-2相連，在閥5-2與膜組件6之間的料液管9-2上有一個壓力表4-4；氣壓泵7-3通過空氣管道9-3與槽1-2連接。本發(fā)明中的攪拌器2，其作用是讓溶液2與溶液1充分混合；泵7-1可進(jìn)行負(fù)壓抽吸，也可進(jìn)行正向加壓。本發(fā)明的方法與實驗室的微量滴定法類似，無論從理論分析值，還是從實驗結(jié)果來看，膜反應(yīng)器制備的無機(jī)高分絮凝劑的質(zhì)量與微量滴定法的產(chǎn)品質(zhì)量相近，含高濃度的聚合形態(tài)，而且能隨時控制聚合形態(tài)的生成，克服了無機(jī)高分子絮凝劑有效成分含量不夠穩(wěn)定，產(chǎn)品中雜質(zhì)含量較多的缺陷。本法的另一特點是設(shè)備體積小、操作方便、效率高，可以現(xiàn)場制備投加絮凝劑，而三氯化鋁可以用固體運(yùn)輸儲存，能有效降低費(fèi)用。對于那些穩(wěn)定性不太好的無機(jī)絮凝劑更為有利。下面結(jié)合實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的描述。圖1本發(fā)明的設(shè)備之一示意圖；圖2本發(fā)明的設(shè)備之一示意圖；圖3本發(fā)明的設(shè)備之一示意圖。圖中標(biāo)號1-1、1-2．槽2．?dāng)嚢杵?-1、3-2．流量計4-1、4-2、4-3、4-4．壓力表5-1、5-2．閥6．膜組件7-1、7-2．循環(huán)泵7-3．氣壓泵8．膜9-1、9-2．料液管9-3．空氣管道10-1、10-2、10-3、10-4．料液口實施例1．請參見圖1。用NaOH和AlCl3制備總Al濃度約0．1M的低濃度聚合氯化鋁。循環(huán)泵7-1和7-2均為蠕動泵。溶液1和溶液2分別為AlCl3和NaOH溶液，槽1-1和槽1-2的有效容積都為1升。膜組件中的膜為中空纖維膜，材料為聚丙烯腈，截留分子量為60，000道爾頓，膜面積50．2cm2。溶液1在中空纖維膜內(nèi)流動。1、向槽1-1中加入總Al濃度約0．2M的AlCl3溶液250毫升，向槽1-2中加入1．0N的NaOH溶液400毫升。2、完全打開閥5-1，開動泵7-1，使之反向抽吸，讓槽1-1中的AlCl3溶液經(jīng)閥5-1、流量計3-1和料液口10-3后進(jìn)入膜組件6中，使AlCl3溶液在膜組件6中的膜8的一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-1，經(jīng)過循環(huán)泵7-1進(jìn)入槽1-1，隨后調(diào)節(jié)泵7-1和閥5-1使膜面液體的流速達(dá)到1．42m／s；然后打開閥5-2，開動泵7-2，讓槽1-2中的NaOH溶液經(jīng)循環(huán)泵7-2和料液口10-4后進(jìn)入膜組件6中，使NaOH溶液在膜組件6中的膜8的另一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-2，通過流量計3-2和閥5-2進(jìn)入槽1-2中，隨后調(diào)節(jié)泵7-2和閥5-2，以保證膜面上NaOH溶液一側(cè)的平均壓力較AlCl3溶液一側(cè)壓力高0．01-0．02MPa；一部分NaOH溶液透過膜上的微孔進(jìn)入到AlCl3溶液中，發(fā)生聚合反應(yīng)500分鐘后，槽1-1中的制備液即為聚合氯化鋁絮凝劑。本實施例制備的聚合鋁產(chǎn)品的形態(tài)分布見表1(摩爾百分比濃度)。表1<tablesid="table1"num="001"><table>制備時間(分)總Al(mol／l)BAla(％)Alb(％)Alc(％)5000．112．382．480．117．5</table></tables>注B為堿化度。實施例2．請參見圖2。用NaOH和AlCl3制備總Al濃度約1M的高濃度聚合氯化鋁。循環(huán)泵7-1和7-2均為蠕動泵。溶液1和溶液2分別為AlCl2和NaOH溶液，槽1-1和槽1-2的有效容積都為1升。膜組件中的膜為中空纖維膜，材料為聚砜，截留分子量為30，000道爾頓，膜面積60cm2。溶液1在中空纖維膜內(nèi)流動。1、向槽1-1中加入總Al濃度約2M的AlCl3溶液125毫升，向槽1-2中加入10N的NaOH溶液200毫升。2、完全打開閥5-1，開動泵7-1，使之反向抽吸，讓槽1-1中的AlCl3溶液經(jīng)閥5-1、流量計3-1和料液口10-3后進(jìn)入膜組件6中，使AlCl3溶液在膜組件6中的膜8的一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-1，經(jīng)過循環(huán)泵7-1進(jìn)入槽1-1，隨后調(diào)節(jié)泵7-1和閥5-1使膜面液體的流速達(dá)到0．5m／s；隨后打開閥5-2，讓槽1-2中的NaOH溶液經(jīng)閥5-2和料液口10-2后進(jìn)入膜組件6，升高槽1-2至一定位置，使槽1-2和槽1-1的液面存在1m的高度差，以保證膜面上NaOH溶液一側(cè)的平均壓力較AlCl3溶液一側(cè)壓力高0．005～0．01MPa；一部分NaOH溶液透過膜上的微孔進(jìn)入到AlCl3溶液中，發(fā)生聚合反應(yīng)1380分鐘后，槽1-1中的制備液即為聚合氯化鋁絮凝劑。本實施例制備的聚合鋁產(chǎn)品的形態(tài)分布見表2(摩爾百分比濃度)。表2<tablesid="table2"num="002"><table>制備時間(分)總Al(mol／l)BAla(％)Alb(％)Alc(％)13801．22．311．375．713．0</table></tables>實施例3．請參見圖1。用Na2CO3和AlCl3制備總Al濃度約0．2M的低濃度聚合氯化鋁。循環(huán)泵7-1和7-2均為蠕動泵。溶液1和溶液2分別為AlCl3和Na2CO3溶液，槽1-1和槽1-2的有效容積都為1升。膜組件中的膜為中空纖維膜，材料為聚砜，截留分子量為60，000道爾頓，膜面積74．6cm2。溶液1在中空纖維膜內(nèi)流動。1、向槽1-1中加入總Al濃度約0．4M的AlCl3溶液250毫升，向槽1-2中加入1．6N的Na2CO3溶液400毫升；2、完全打開閥5-1，開動泵7-1，讓槽1-1中的AlCl3溶液經(jīng)循環(huán)泵7-1和料液口10-1后進(jìn)入膜組件6中，使AlCl3溶液在膜組件6中的膜8的另一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-3出來，經(jīng)過流量計3-1和閥5-1進(jìn)入槽1-1，隨后調(diào)節(jié)泵7-1和閥5-1使膜面液體的流速達(dá)到0．88m／s；然后打開閥5-2，開動泵7-2，讓槽1-2中的Na2CO3溶液經(jīng)循環(huán)泵7-2和料液口10-4后進(jìn)入膜組件6中，使Na2CO3溶液在膜組件6中的膜8的另一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-2，通過流量計3-2和閥5-2進(jìn)入槽1-2中，隨后調(diào)節(jié)泵7-2和閥5-2，以保證膜面上Na2CO3溶液一側(cè)的平均壓力較AlCl3溶液一側(cè)壓力高0．01～0．02MPa；一部分Na2CO3溶液透過膜上的微孔進(jìn)入到AlCl3溶液中，發(fā)生聚合反應(yīng)1070分鐘后，槽1-1中的制備液即為聚合氯化鋁絮凝劑。本實施例制備的聚合鋁產(chǎn)品的形態(tài)分布見表3(摩爾百分比濃度)表3<tablesid="table3"num="003"><table>制備時間(分)總Al(mol／l)Ala(％)Alb(％)Alc(％)10700．2613．284．62．2</table></tables>實施例4．請參見圖3。用Na2CO3和AlCl3制備總Al濃度約0．4M的高濃度聚合氯化鋁。循環(huán)泵7-1和7-2均為蠕動泵。溶液1和溶液2分別為AlCl3和Na2CO3溶液，槽1-1和槽1-2的有效容積都為1升。膜組件中的膜為中空纖維膜，材料為氯甲基化聚砜，截留分子量為10，000道爾頓，膜面積80cm2。溶液1在中空纖維膜內(nèi)流動。1、向槽1-1中加入總Al濃度約2M的AlCl3溶液125毫升，向槽1-2中加入3．04N的Na2CO3溶液800毫升。2、完全打開閥5-1，開動泵7-1，使之反向抽吸，讓槽1-1中的AlCl3溶液經(jīng)閥5-1、流量計3-1和料液口10-3后進(jìn)入膜組件6中，使AlCl3溶液在膜組件6中的膜8的一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件6上的料液口10-1，經(jīng)過循環(huán)泵7-1進(jìn)入槽1-1，隨后調(diào)節(jié)泵7-1和閥5-1使膜面液體的流速達(dá)到預(yù)定值；隨后打開閥5-2，讓槽1-2中的Na2CO3溶液經(jīng)閥5-2和料液口10-2進(jìn)入膜組件6，隨后開動氣壓泵7-3，并調(diào)節(jié)泵7-3，以保證膜面上Na2CO3溶液一側(cè)的平均壓力較AlCl3溶液一側(cè)壓力高0．005～0．01MPa；一部分Na2CO3溶液透過膜上的微孔進(jìn)入到AlCl3溶液中，發(fā)生聚合反應(yīng)2016分鐘后，槽1-1中的制備液即為聚合氯化鋁絮凝劑。本實施例制備的聚合鋁產(chǎn)品的形態(tài)分布見表4(摩爾百分比濃度)。表4<tablesid="table4"num="004"><table>制備時間(分)總Al(mol/l)Ala(％)Alb(％)Alc(％)20160．4819．179．61．3</table></tables>權(quán)利要求1．一種制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法，其特征在于一、利用循環(huán)泵(7-2)來保證膜兩側(cè)的壓差(1)．首先向槽(1-1)中加入溶液1，向槽(1-2)中加入溶液2；其中溶液1中的鋁、鐵或硅酸根離子的濃度為大于0M，且小于或等于5M，溶液2中的OH-或其他陰離子濃度為大于0N，且小于或等于20N；(2)．完全打開閥(5-1)，開動泵(7-1)，使之反向抽吸，讓槽(1-1)中的溶液1經(jīng)閥(5-1)、流量計(3-1)和料液口(10-3)后進(jìn)入膜組件(6)中，使溶液1在膜組件(6)中的膜(8)的一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件(6)上的料液口(10-1)，經(jīng)過循環(huán)泵(7-1)進(jìn)入槽(1-1)，隨后調(diào)節(jié)泵(7-1)和閥(5-1)使膜面液體的流速達(dá)到預(yù)定值；然后打開閥(5-2)，開動泵(7-2)，讓槽(1-2)中的溶液2經(jīng)循環(huán)泵(7-2)和料液口(10-4)后進(jìn)入膜組件(6)中，使溶液2在膜組件(6)中的膜(8)的另一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件(6)上的料液口(10-2)，通過流量計(3-2)和閥(5-2)進(jìn)入槽(1-2)中，隨后調(diào)節(jié)泵(7-2)和閥(5-2)，以保證膜面上溶液2一側(cè)的平均壓力較溶液1一側(cè)壓力高0～0．2MPa；一部分溶液2透過膜上的微孔進(jìn)入到溶液1中，發(fā)生聚合反應(yīng)，一定時間后，槽(1-1)中的制備液即為無機(jī)高分子絮凝劑；或完全打開閥(5-1)，開動泵(7-1)，讓槽(1-1)中的溶液1經(jīng)循環(huán)泵(7-1)和料液口(10-1)后進(jìn)入膜組件(6)中，使溶液1在膜組件(6)中的膜(8)的一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件(6)上的料液口(10-3)出來，經(jīng)過流量計(3-1)和閥(5-1)進(jìn)入槽(1-1)，隨后調(diào)節(jié)泵(7-1)和閥(5-1)使膜面液體的流速達(dá)到預(yù)定值；然后打開閥(5-2)，開動泵(7-2)，讓槽(1-2)中的溶液2經(jīng)循環(huán)泵(7-2)和料液口(10-4)后進(jìn)入膜組件(6)中，使溶液2在膜組件(6)中的膜(8)的另一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件(6)上的料液口(10-2)，通過流量計(3-2)和閥(5-2)進(jìn)入槽(1-2)中，隨后調(diào)節(jié)泵(7-2)和閥(5-2)，以保證膜面上溶液2一側(cè)的平均壓力較溶液1一側(cè)壓力高0～0．2MPa；一部分溶液2透過膜上的微孔進(jìn)入到溶液1中，發(fā)生聚合反應(yīng)，一定時間后，槽(1-1)中的制備液即為無機(jī)高分子絮凝劑；二、利用膜兩側(cè)的液位差來保證膜兩側(cè)的壓差(1)．首先向槽(1-1)中加入溶液1，向槽(1-2)中加入溶液2；其中溶液1中的鋁、鐵或硅酸根離子的濃度為大于0M，且小于或等于5M，溶液2中的OH-或其他陰離子濃度為大于0N，且小于或等于20N；(2)．完全打開閥(5-1)，開動泵(7-1)，使之反向抽吸，讓槽(1-1)中的溶液1經(jīng)閥(5-1)、流量計(3-1)和料液口(10-3)后進(jìn)入膜組件(6)中，使溶液1在膜組件(6)中的膜(8)的一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件(6)上的料液口(10-1)，經(jīng)過循環(huán)泵(7-1)進(jìn)入槽(1-1)，隨后調(diào)節(jié)泵(7-1)和閥(5-1)使膜面液體的流速達(dá)到預(yù)定值；隨后打開閥(5-2)，讓槽(1-2)中的溶液2經(jīng)閥(5-2)和料液口(10-2)后進(jìn)入膜組件(6)，升高槽(1-2)至一定位置，使槽(1-2)和槽(1-1)的液面存在一定的高度差，以保證膜面上溶液2一側(cè)的平均壓力較溶液1一側(cè)壓力高0～0．2MPa；一部分溶液2透過膜上的微孔進(jìn)入到溶液1中，發(fā)生聚合反應(yīng)，一定時間后，槽(1-1)中的制備液即為無機(jī)高分子絮凝劑；三、利用氣壓法來保證膜兩側(cè)的壓差(1)．首先向槽(1-1)中加入溶液1，向槽(1-2)中加入溶液2；其中溶液1中的鋁、鐵或硅酸根離子的濃度為大于0M，且小于或等于5M，溶液2中的OH-或其他陰離子濃度為大于0N，且小于或等于20N；(2)．完全打開閥(5-1)，開動泵(7-1)，使之反向抽吸，讓槽(1-1)中的溶液1經(jīng)閥(5-1)、流量計(3-1)和料液口(10-3)后進(jìn)入膜組件(6)中，使溶液1在膜組件(6)中的膜(8)的一側(cè)膜面上流動，最后由膜組件(6)上的料液口(10-1)，經(jīng)過循環(huán)泵(7-1)進(jìn)入槽(1-1)，隨后調(diào)節(jié)泵(7-1)和閥(5-1)使膜面液體的流速達(dá)到預(yù)定值；隨后打開閥(5-2)，并開動氣壓泵(7-3)，讓槽(1-2)中的溶液2經(jīng)閥(5-2)和料液口(10-2)進(jìn)入膜組件(6)，隨后開動氣壓泵(7-3)，調(diào)節(jié)泵(7-3)，以保證膜面上溶液2一側(cè)的平均壓力較溶液1一側(cè)壓力高0～0．2MPa；一部分溶液2透過膜上的微孔進(jìn)入到溶液1中，發(fā)生聚合反應(yīng)，一定時間后，槽(1-1)中的制備液即為無機(jī)高分子絮凝劑。2．如權(quán)利要求1所述的制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法，其特征在于所述的膜為聚砜膜、磺化聚砜膜、圈形聚砜膜、氯甲基化聚砜膜、聚醚砜膜、聚丙烯腈膜、纖維素膜、聚偏氟乙烯膜、聚醚酮膜、聚丙烯微孔膜、聚乙烯微孔膜、聚四氟乙烯微孔膜、復(fù)合膜或無機(jī)膜。3．如權(quán)利要求1所述的制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法，其特征在于所述的膜為平板膜、卷式膜、管式膜或中空纖維膜。4．如權(quán)利要求1所述的制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法，其特征在于所述的膜為離子交換膜、納濾膜、超濾膜或微濾膜。5．如權(quán)利要求1所述的制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法，其特征在于所述的溶液2為NaOH、KOH、Na2CO3、K2CO3、NaHCO3、KHCO3、Mg(HCO3)2、Ca(HCO3)2、NH3、H2SO4、Na2SiO3、K2SiO3、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3、KAl(SO4)2、庚酸鈉、山梨醇、檸檬酸鈉、酒石酸鈉、葡萄糖酸鈉、聚丙烯酰胺或甲殼素的溶液。6．如權(quán)利要求1所述的制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法，其特征在于所述的溶液1為鋁、鐵或硅酸鹽溶液。7．如權(quán)利要求6所述的制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法，其特征在于所述的鋁、鐵或硅酸鹽溶液有H2SiO3、Na2SiO3、K2SiO3、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3、FeCl3、AlCl3、Al(OH)3或Fe(OH)3溶液。8．如權(quán)利要求1所述的一種制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法的專用設(shè)備，其特征在于一、利用循環(huán)泵(7-2)來保證膜兩側(cè)的壓差所用的設(shè)備由槽(1-1)的邊上伸出一料液管(9-1)與泵(7-1)的一端連接，泵(7-1)的另一端通過料液管(9-1)與膜組件(6)的料液口(10-l)相連，在泵(7-1)與膜組件(6)之間的料液管(9-1)上有一個壓力表(4-2)，膜組件(6)內(nèi)安裝有膜(8)，膜組件(6)的料液口(10-3)與流量計(3-1)一端連接，在流量計(3-1)和膜組件(6)之間的料液管(9-1)上有一壓力表(4-1)，流量計(3-1)另一端與閥(5-1)相連，閥(5-1)的另一端連接一插入槽(1-1)中的料液管(9-1)；槽(1-2)伸出一料液管(9-2)與泵(7-2)的一端連接，泵(7-2)的另一端通過料液管(9-2)與膜組件(6)的一個料液口(10-4)相連，在泵(7-2)與膜組件(6)之間的料液管(9-2)上有一個壓力表(4-3)，膜組件(6)的料液口(10-2)與流量計(3-2)一端連接，在流量計(3-2)和膜組件(6)之間的料液管(9-2)上有一壓力表(4-4)，流量計(3-2)另一端與閥(5-2)相連，閥(5-2)的另一端連接一插入槽(1-2)中的料液管(9-2)；二、利用膜兩側(cè)的液位差來保證膜兩側(cè)的壓差所用的設(shè)備由槽(1-1)的邊上伸出一料液管(9-1)與泵(7-1)的一端連接，泵(7-1)的另一端通過料液管(9-1)與膜組件(6)的料液口(10-1)相連，在泵(7-1)與膜組件(6)之間的料液管(9-1)上有一個壓力表(4-2)，膜組件(6)內(nèi)安裝有膜(8)，膜組件(6)的料液口(10-3)與流量計(3-1)一端連接，在流量計(3-1)和膜組件(6)之間的料液管(9-1)上有一壓力表(4-1)，流量計(3-1)另一端與閥(5-1)相連，閥(5-1)的另一端連接一插入槽(1-1)中的料液管(9-1)；槽(1-2)伸出一料液管(9-2)與閥(5-2)的一端連接，閥(5-2)的另一端通過料液管(9-2)與膜組件(6)的一個料液口(10-2)相連；三、利用氣壓法來保證膜兩側(cè)的壓差所用的設(shè)備；由槽(1-1)的邊上伸出一料液管(9-1)與泵(7-1)的一端連接，泵(7-1)的另一端通過料液管(9-1)與膜組件(6)的料液口(10-1)相連，在泵(7-1)與膜組件(6)之間的料液管(9-1)上有一個壓力表(4-2)，膜組件(6)內(nèi)安裝有膜(8)，膜組件(6)的料液口(10-3)與流量計(3-1)一端連接，在流量計(3-1)和膜組件(6)之間的料液管(9-1)上有一壓力表(4-1)，流量計(3-1)另一端與閥(5-1)相連，閥(5-1)的另一端連接一插入槽(1-1)中的料液管(9-1)；槽(1-2)的邊上伸出一料液管(9-2)與閥(5-2)的一端連接，閥(5-2)的另一端通過料液管(9-2)與膜組件(6)的料液口(10-2)相連，在閥(5-2)與膜組件(6)之間的料液管(9-2)上有一個壓力表(4-4)；氣壓泵(7-3)通過空氣管道(9-3)與槽(1-(2))連接。9．如權(quán)利要求8所述的制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法的專用設(shè)備，其特征在于所述的槽(1-1)里裝有攪拌器(2)。10．如權(quán)利要求8所述的制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法的專用設(shè)備，其特征在于所述的泵(7-1)可進(jìn)行負(fù)壓抽吸，也可進(jìn)行正向加壓。全文摘要本發(fā)明屬于膜分離技術(shù)和膜反應(yīng)器領(lǐng)域,特別是涉及制備無機(jī)高分子絮凝劑的方法及其設(shè)備。向槽1－1中加入濃度為大于0M,且小于或等于5M的鋁、鐵、硅酸鹽溶液1,向槽1—2中加入濃度為大于0N,且小于或等于20N的堿或含其它陰離子的溶液2;溶液1和溶液2分別由料液管進(jìn)入膜組件中,溶液2通過膜滲透到溶液1一側(cè),最終制成無機(jī)高分子絮凝劑。本發(fā)明克服了無機(jī)高分子絮凝劑有效成分含量不夠穩(wěn)定等缺陷。文檔編號C08G79/00GK1280996SQ9910985公開日2001年1月24日申請日期1999年7月20日優(yōu)先權(quán)日1999年7月20日發(fā)明者劉忠洲,彭躍蓮申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心