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CN114956279A - 一种制备镧系凝胶混凝剂的方法及其在深度除磷中的应用 - Google Patents

一种制备镧系凝胶混凝剂的方法及其在深度除磷中的应用 Download PDF

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CN114956279A
CN114956279A CN202210270158.5A CN202210270158A CN114956279A CN 114956279 A CN114956279 A CN 114956279A CN 202210270158 A CN202210270158 A CN 202210270158A CN 114956279 A CN114956279 A CN 114956279A
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lanthanide
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water
gel
acid
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CN202210270158.5A
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潘莹露
孙凌
吴玮
黄天寅
张红春
赵鸣峰
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Suzhou University of Science and Technology
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Suzhou University of Science and Technology
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Abstract

本发明公开了一种制备镧系凝胶混凝剂的方法及其应用，其具体步骤为：(1)将醇和有机螯合剂混合均匀后向其中加入不同无机镧盐；(2)将去离子水、酸/碱以及醇混合并将混合液体加入到(1)中，搅拌获得混合溶液；(3)将(2)中混合溶液干燥即可获得镧系凝胶混凝剂；本申请提供的该镧系凝胶混凝剂制备方法过程温和可控，克服了镧盐混凝剂直接投加入水pH下降过大的缺点；此外，该方法获得的镧系凝胶混凝剂混凝性能优异，可应用于废水中总磷和浊度的去除，特别是低温低浊水、内陆河水、大型水源地湖泊水、含磷废水等，混凝后残留金属浓度低，出水pH缓和，有利于后续处理单元的运行。

Description

一种制备镧系凝胶混凝剂的方法及其在深度除磷中的应用
技术领域
本发明属于水处理技术领域，具体涉及一种稳定制备镧系凝胶混凝剂的方法及其应用。
背景技术
混凝是最普遍和最重要的水处理工艺之一，它影响着后续工艺的出水水质和运行成本，可以有效地去除浊度和有机物。目前最常用的混凝剂为铝铁系简单盐和聚合物。但是，铝盐混凝剂具有生成絮体小、低温时除磷效果不佳以及残留铝存在生物毒性等缺点；而铁盐混凝剂存在出水色度高、腐蚀性强等问题。同时，大量污泥的产生也是这两类混凝剂的缺点之一。针对以上传统混凝剂存在的问题，需要研发新型、高效的混凝剂产品。
镧是自然界中分布广泛的稀土金属元素。许多研究者将镧及其复合材料用于强化水体中磷酸盐的去除，这是因为镧表现出对磷酸盐的特异性亲和力，即使对低浓度磷酸盐也表现出极高的去除率，适用于富营养化水体的治理。同时，镧显示出对人体的低毒性和安全性，其中一些医疗应用已获得美国食品和药物管理局的批准(参见文献：“H.Huang,J.Liu,P.Zhang,D.Zhang,F.Gao,Investigation on the simultaneous removal offluoride,ammonia nitrogen and phosphate from semiconductor wastewater usingchemical precipitation,Chem.Eng.J.307(2017) 696-706.”)。专利CN106082411B使用氯化铝、硅藻土和氯化镧制备了一种高效除磷的复配混凝剂，改善了单独投加聚合氯化铝除磷效果不佳、投加量大等弊端，还增加了脱色功能。与氯化铝和硫酸铁相比，镧盐混凝剂虽然在经济成本上有一定劣势，但在深度除磷、降低残留金属量以及低温低浊水的处理上具有明显的潜力。
对于镧及其复合材料的研究，绝大多数局限于吸附除磷方面；而在混凝工艺中，鲜少有关于镧系混凝剂的报道。目前，应用最普遍的镧系混凝剂为氯化镧。虽然普通氯化镧混凝剂在除磷除浊方面有优秀表现，但由于镧存在较多的活性位点，导致出水pH下降幅度过大，不利于后续工艺的进行(参见文献：“Kajjumba G W,Fischer D,Risso L,etal.Application of cerium and lanthanum coagulants in wastewater treatment—Acomparative assessment to magnesium,aluminum,and iron coagulants[J].ChemicalEngineering Journal,2021,426.”)。为了从根本上解决镧系混凝剂存在的出水pH变化大、聚合度低且不稳定等问题，需要开发新的镧系凝胶混凝剂。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种稳定制备镧系凝胶混凝剂的方法及其应用，可广泛应用于给水及废水中除浊及深度除磷，制备简单快捷，重复性好，混凝性能优异，残留金属低，沉淀性能好，本发明是这样实现的：
本发明首先提供了一种稳定制备镧系凝胶混凝剂的方法，即溶胶凝胶法，该混凝剂是通过如下方法获得的：
a)将醇和有机螯合剂混合均匀，加入无机镧盐，然后以100～500rpm的速率搅拌30min，获得A液，备用；
无机镧盐、醇和有机螯合剂的摩尔比为1：5～13：0.06～0.5；
b)将醇、去离子水和酸混合后为B液；
无机镧盐、醇、去离子水和酸/碱的摩尔比为：1：0～7：6：0～1/0～0.6；
c)将B液滴入A液中，然后以100～500rpm的速率搅拌60min，获得混合溶液；
d)将混合溶液置于室温下，使用红外干燥灯干燥至恒重，即获得镧系凝胶混凝剂。
进一步，本发明中，步骤a)和步骤b)所述醇包括乙醇和异丙醇中的至少一种；步骤a)与步骤b)中所使用的醇，可以相同，也可以不同，优选使用相同的醇。
进一步，本发明中，所述螯合剂包括乙酰丙酮、乙酸、柠檬酸、酒石酸和丙二酸中的至少一种。
进一步，本发明中，所述无机镧盐包括氯化镧和硝酸镧中的至少一种。
进一步，本发明中，所述酸为盐酸或硝酸；对酸的浓度不做要求。
本发明中，水样包括模拟实验水、内陆富营养化河水和不同大型水源地湖泊水。
本发明首先利用无机镧盐在醇溶液中分散，加入少量有机螯合剂形成镧复合物；随后在适量酸的抑制条件下实现可控的水解聚合或适量碱的促进条件下加速水解聚合，然后即得到稳定均一的镧混合溶液；最终将镧混合溶液在红外干燥灯下老化干燥得到固态的镧系凝胶混凝剂。
本发明以无机镧盐为镧源前驱体，有机螯合剂和无机酸作为抑制剂或无机碱作为水解促进剂，通过优化调节各原料的配比制备镧系凝胶混凝剂，实现镧系凝胶混凝剂稳定制备。而且，所得的镧系凝胶混凝剂溶解性好、盐基度高、混凝性能优异。相较于现有技术，具有以下有益效果：
(1)本发明的镧系凝胶混凝剂的制备方法步骤简单，制备过程环境友好，能稳定快速获得混凝效果优异的镧系凝胶混凝剂，通过红外干燥制得的材料稳定性高，混凝性能优异；
(2)本发明制备的镧系凝胶混凝剂，克服了普通氯化镧混凝剂投加入水后， pH变化过大的缺点，提高了混凝剂制备的重复性和成功率；
(3)本发明制备的镧系凝胶混凝剂对原水水质、水量变化的耐冲击性强，适应pH值范围宽，受水温变化影响小，解决了传统混凝剂不同季节处理效果不稳定的难题。
(4)本发明制备的镧系凝胶混凝剂，通过有效控制抑制剂酸、有机螯合剂和促进剂碱的含量，获得的镧系凝胶混凝剂聚合度高，抗水质干扰能力强，混凝出水残留金属较传统混凝剂低。
附图说明
图1是实施例1中制备的镧系凝胶混凝剂与普通氯化镧混凝剂对高岭土模拟废水的处理效果示意图；
图2是实施例2中镧系凝胶混凝剂对腐殖酸-高岭土模拟水样的除磷处理效果示意图；
图3是实施例10中不同有机螯合剂制备的镧系凝胶混凝剂对富营养化河水的处理效果示意图；
图4是实施例11中镧系凝胶混凝剂与氯化镧混凝剂对低温低浊湖水的除磷效果对比；
图5是实施例11中镧系凝胶混凝剂与氯化镧混凝剂对低温低浊湖水处理后出水残留镧金属量对比；
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明，需要说明的是，本发明所保护的范围不限于以下实施例所公开的内容。
实施例中所涉及的试剂，除非特殊说明，均是通过市售途径购买获得。
实施例1稳定制备镧系凝胶混凝剂及除浊性能评价
(1)制备镧系凝胶混凝剂
a)将10～20mL乙醇和0.174～0.7mL乙酰丙酮混合均匀，加入11.66g六水合硝酸镧，然后以300rpm的速率搅拌30min，获得A液；
无机镧盐、醇和乙酰丙酮的摩尔比为1：5～13：0.06～0.5；
b)将0～10mL乙醇、0～2.25mL浓盐酸或0～1.125mL氢氧化钠混合后为B 液；
无机镧盐、醇、去离子水和酸/碱的摩尔比为1：0～7：6：0～1/0～0.6(其中的去离子水含量为镧源药品中本身含有的量，不再另外添加)；
c)将B液以0.5mL/min的滴加速率加入到A液中，然后以300rpm的速率搅拌60min，获得混合溶液；
d)将混合溶液置于室温下红外干燥2～3天至恒重，即获得所述镧系凝胶混凝剂。
根据不同原料比例，依次编号1～12，详细的比例如表1所示。
表1镧系凝胶混凝剂的不同原料比例
Figure RE-GDA0003743770610000041
(2)镧系凝胶混凝剂混凝性能评价：高岭土模拟水样
将高岭土加入自来水中，直至初始浊度为20NTU，模拟水样pH为8.3～8.4。将本实施例中镧系凝胶混凝剂的1号与普通氯化镧混凝剂对比除浊性能。投加量为0.5～4mg/L，混凝程序为：200rpm转速下搅拌1min，40rpm转速下搅拌15min，静置20min后使用浊度计(2100N HACH,USA)测定剩余浊度。
混凝结果见图1，当本实施例制备的镧系凝胶混凝剂投加量大于3mg/L时出水残留浊度能降到2.0NTU以下，而氯化镧混凝剂在投加量为4mg/L时，仍无法将浊度降至2.0NTU以下。镧系凝胶混凝剂除浊性能明显好于普通氯化镧混凝剂。
(3)镧系凝胶混凝剂混凝性能评价：腐殖酸-高岭土含磷模拟水样
腐殖酸-高岭土含磷模拟水样：将腐殖酸、高岭土以及磷酸储备液加入自来水中，直至初始浊度为20NTU，pH为7.8～8.0，腐殖酸浓度为10mg/L(UV254为 0.15)，总磷浓度为30mg/L。
将本实施例获得的不同原料比例的镧系凝胶混凝剂(编号1～12)投入腐殖酸-高岭土含磷模拟水样中，投加量为50mg/L，混凝程序为：200rpm转速下搅拌 1min，40rpm转速下搅拌15min，静置20min后使用浊度计(2100N HACH,USA) 测定剩余浊度，使用紫外分光光度计(Agilent Cary 60，USA)测定剩余UV254及总磷浓度。
浊度去除率计算公式如下：
浊度去除率(％)＝(初始浊度-剩余浊度)/初始浊度*100
UV254去除率计算公式如下：
UV254去除率(％)＝(初始UV254-剩余UV254)/初始UV254*100
总磷去除率计算公式如下：
总磷去除率(％)＝(初始磷浓度-剩余磷浓度)/初始磷浓度*100
混凝结果如表2所示，当投加量在30mg/L时，12种材料的浊度去除率均高于95％，UV254的去除率均保持在50％以上，总磷去除率均高于65％，由此可见，混凝性能受原料比例影响较小，这也说明本方法可以稳定制备性能优异的镧系凝胶混凝剂。其中1号和12号材料的除磷效果最好，在此基础上，考虑到出水pH 的影响，后续实例的实施优先考虑应用1号材料。
表2不同原料比例的镧系凝胶混凝剂的混凝性能
材料编号 浊度去除率(％) UV<sub>254</sub>去除率(％) 总磷去除率(％) 出水pH
1 98.4 68 77.7 7.0
2 97.9 54.7 68.0 6.6
3 97.9 74.7 68.7 6.5
4 97.8 52.0 67.0 6.5
5 97.4 10.7 67.3 6.7
6 98.0 74.7 67.0 6.5
7 96.6 69.3 68.7 7.0
8 96.3 65.3 69.7 6.7
9 96.5 60.0 69.0 6.7
10 95.6 68.7 69.7 6.5
11 96.4 71.3 69.3 6.9
12 98.0 70.7 80.7 5.7
实施例2镧系凝胶混凝剂的除磷性能评价
(1)制备镧系凝胶混凝剂
a)将10mL乙醇和0.174mL乙酰丙酮混合均匀，加入11.66g六水合硝酸镧，然后以300rpm的速率搅拌30min，获得A液；
无机镧盐、醇和乙酰丙酮的摩尔比为1：6.2：0.06；
b)以1.69mL浓盐酸为B液；
无机镧盐、去离子水和酸的摩尔比为1：6：0.75
c)将B液以0.5mL/min的滴加速率加入到A液中，然后以300rpm的速率搅拌60min，获得混合溶液；
d)使用红外干燥灯(深圳市安宏达光电科技有限公司，250W)于通风处对混合溶液进行干燥，干燥完成后得到镧系凝胶混凝剂固体粉末。
(2)镧系凝胶混凝剂混凝性能评价：腐殖酸-高岭土含磷模拟水样
腐殖酸-高岭土含磷模拟水样：将腐殖酸、高岭土以及磷酸储备液加入自来水中，直至初始浊度为20NTU，pH为8.0，腐殖酸浓度为10mg/L(UV254为0.15)，总磷浓度为30mg/L。
将实施例1中获得的1号镧系凝胶混凝剂和普通氯化镧混凝剂分别应用于腐殖酸-高岭土含磷模拟水样处理中，投加量为5～70mg La/L，经过混凝程序：在 200rpm转速下搅拌1min，40rpm转速下搅拌15min，静置20min后使用浊度计(2100N HACH,USA)测定残留浊度，使用紫外分光光度计(Agilent Cary 60， USA)测定剩余UV254及总磷浓度。两种材料在任一投加量下的浊度去除率均可保持在95％以上，但在总磷的去除率上，新型镧系凝胶混凝剂的性能明显优于普通氯化镧混凝剂，具体混凝结果对比见图2。
实施例3大批量制备镧系凝胶混凝剂并评价对实际水样的处理效果 (1)大批量制备镧系凝胶混凝剂
A)将100mL乙醇和1.75mL乙酰丙酮混合均匀，加入116.6g六水合硝酸镧，然后以300rpm的速率搅拌30min，获得A液；
无机镧盐、醇、乙酰丙酮和水的摩尔比为1：6：0.06：6；
b)以16.9mL浓盐酸为B液；
无机镧盐、去离子水和酸的摩尔比为1：6：0.75；
c)将B液以0.5mL/min的速率加入A液中，然后以300rpm的速率搅拌60 min，获得混合溶液；
d)使用红外干燥灯于通风处对混合溶液进行干燥，干燥完成后即获得所述镧系凝胶混凝剂。
(2)镧系凝胶混凝剂对富营养化水体的处理效果：苏州某学校内陆河河水
本实施例中处理的实际河水包含夏季河水(水温14℃-15℃)以及冬季河水(水温4℃-6℃)
将本实施例所制备的镧系凝胶混凝剂应用于磷的去除，投加5～40mg/L后，在200rpm转速下搅拌1min，40rpm转速下搅拌15min，静置20min后使用浊度计(2100N HACH,USA)测定残留浊度，使用紫外分光光度计(Agilent Cary 60，USA)测定剩余UV254及总磷浓度。
除磷性能如表3所示，对于不同季节的富营养化水体，经过镧系凝胶混凝剂处理后，水体中的磷都被有效去除。在投加量为40mg La/L时去除率均达到90％以上，且pH变化幅度不大。同时，在此投加量下，浊度也得到了有效去除，浊度去除率达90％以上。对于两种水温水样，UV254去除率也能保持在45％以上。
表3镧系凝胶混凝剂对不同季节河水的除磷性能
水样类型 水质条件 投加量(mg La/L) 出水总磷/ppb 总磷去除率/％ 出水pH
夏季河水 TP 1.01ppb，pH 7.8 40 0.05 94.1 7.37
冬季河水 TP 0.92ppb，pH 8.1 40 0.03 96.7 7.52
实施例4镧系凝胶混凝剂对大型湖泊水的处理效果
本实施例中的混凝剂选用实施例3中制备的镧系凝胶混凝剂，水样分别取自苏州阳澄湖、太湖以及石湖。
(1)镧系凝胶混凝剂处理阳澄湖水样
阳澄湖原水指标：TP：0.14ppb，浊度：19.6；UV254：0.054；pH：8.1。主要的浊度来源于湖中无机胶体颗粒、水生生物及其代谢物、微生物以及细菌等。
将选用的混凝剂以2.5～20mg/L的投加量应用于处理阳澄湖水，投加混凝剂后在200rpm转速下搅拌1min，40rpm转速下搅拌15min，静置20min后使用浊度计(2100N HACH,USA)测定残留浊度。使用紫外分光光度计(Agilent Cary 60，USA)测定剩余UV254及总磷浓度。
当投加量大于7.5mg/L，出水的浊度即可低于3.0NTU。另外，随着投加量的增大并未出现重稳返混，这说明了该混凝剂对于湖泊除浊的有效性。投加量大于15mg/L时，总磷去除率达90％以上，出水总磷浓度降至0.014ppb，小于0.02 ppb，达到深度除磷的效果。
(2)镧系凝胶混凝剂处理太湖水样
太湖原水指标：TP：0.14ppb，浊度：18.3；UV254：0.060；pH：7.9。主要的浊度来源于湖中无机胶体颗粒、水生生物及其代谢物、微生物以及细菌等。
将选用的混凝剂以5～25mg/L的投加量应用于处理太湖湖水，投加混凝剂后在200rpm转速下搅拌1min，40rpm转速下搅拌15min，静置20min后使用浊度计(2100N HACH,USA)测定残留浊度。使用紫外分光光度计(Agilent Cary 60，USA)测定剩余UV254及总磷浓度。
当投加量大于5mg/L，出水的浊度即可低于3.0NTU。投加量大于15mg/L 时，总磷去除率达90％以上，能有效除磷。
(2)镧系凝胶混凝剂处理石湖水样
石湖原水指标：TP：0.10ppb，浊度：6.03；UV254：0.061；pH：7.9。主要的浊度来源于湖中无机胶体颗粒、水生生物及其代谢物、微生物以及细菌等。
将本实施例获得的混凝剂以5～25mg/L的投加量应用于处理石湖湖水，投加混凝剂后在200rpm转速下搅拌1min，40rpm转速下搅拌15min，静置20min 后使用浊度计(2100NHACH,USA)测定残留浊度。
当投加量大于7.5mg/L，出水的浊度即可低于3.0NTU。投加量大于10mg/L 时，总磷浓度降至0.02ppb；投加量大于15mg/L时，总磷去除率达90％以上，
新型镧系凝胶混凝剂在对三种不同湖水水样的处理上，均表现出好的混凝性能，可见其在湖水处理上应用范围广，具有很大的应用前景。
实施例5
a)将10mL异丙醇和0.174mL乙酰丙酮混合均匀，加入11.66g六水合硝酸镧，然后以300rpm的速率搅拌30min，获得A液；
无机镧盐、醇和有机螯合剂的摩尔比为1：6.2：0.06；
b)以1.69mL浓盐酸为B液；
无机镧盐、去离子水和酸的摩尔比为1：6：0.75
c)将B液以0.5mL/min的滴加速率加入到A液中，然后以300rpm的速率搅拌60min，获得混合溶液；
d)使用红外干燥灯(深圳市安宏达光电科技有限公司，250W)于通风处对混合溶液进行干燥，干燥完成后得到镧系凝胶混凝剂固体粉末。
实施例6
a)将10mL乙醇和0.174mL乙酰丙酮混合均匀，加入11.66g六水合硝酸镧，然后以300rpm的速率搅拌30min，获得A液；
无机镧盐、醇和有机螯合剂的摩尔比为1：6.2：0.06；
b)以1.69mL浓硝酸为B液；
无机镧盐、去离子水和酸的摩尔比为1：6：0.75
c)将B液以0.5mL/min的滴加速率加入到A液中，然后以300rpm的速率搅拌60min，获得混合溶液；
d)使用红外干燥灯(深圳市安宏达光电科技有限公司，250W)于通风处对混合溶液进行干燥，干燥完成后得到镧系凝胶混凝剂固体粉末。
实施例7
a)将10mL乙醇和0.174mL乙酰丙酮混合均匀，加入10.01g七水合氯化镧，然后以300rpm的速率搅拌30min，获得A液；
无机镧盐、醇和有机螯合剂的摩尔比为1：6.2：0.06；
b)以1.69mL浓盐酸为B液；
无机镧盐、去离子水和酸的摩尔比为1：6：0.75
c)将B液以0.5mL/min的滴加速率加入到A液中，然后以300rpm的速率搅拌60min，获得混合溶液；
d)使用红外干燥灯(深圳市安宏达光电科技有限公司，250W)于通风处对混合溶液进行干燥，干燥完成后得到镧系凝胶混凝剂固体粉末。
实施例8
a)将10mL乙醇和0.174mL乙酰丙酮混合均匀，加入10.01g六水合硝酸镧，然后以150rpm的速率搅拌30min，获得A液；
无机镧盐、醇和有机螯合剂的摩尔比为1：6.2：0.06；
b)以1.69mL浓盐酸为B液；
无机镧盐、去离子水和酸的摩尔比为1：6：0.75
c)将B液以0.5mL/min的滴加速率加入到A液中，然后以150rpm的速率搅拌60min，获得混合溶液；
d)使用红外干燥灯(深圳市安宏达光电科技有限公司，250W)于通风处对混合溶液进行干燥，干燥完成后得到镧系凝胶混凝剂固体粉末。
实施例9
a)将10mL乙醇和0.174mL乙酰丙酮混合均匀，加入10.01g六水合硝酸镧，然后以300rpm的速率搅拌30min，获得A液；
无机镧盐、醇和有机螯合剂的摩尔比为1：6.2：0.06；
b)以1.69mL浓盐酸为B液；
无机镧盐、去离子水和酸的摩尔比为1：6：0.75
c)将B液以10mL/min的滴加速率加入到A液中，然后以300rpm的速率搅拌60min，获得混合溶液；
d)使用红外干燥灯(深圳市安宏达光电科技有限公司，250W)于通风处对混合溶液进行干燥，干燥完成后得到镧系凝胶混凝剂固体粉末。
实施例10不同有机螯合剂作为抑制剂制备镧系凝胶混凝剂及性能评价
(1)镧系凝胶混凝剂的制备
a)将10mL乙醇和一定量的有机螯合剂混合均匀，加入11.66g六水合硝酸镧，然后以300rpm的速率搅拌30min，获得A液；
有机螯合剂为乙酰丙酮、乙酸、柠檬酸、酒石酸、丙二酸，分别依次编号a～e；
无机镧盐、醇和有机螯合剂的摩尔比为1：6.2：0.06；
b)以1.69mL浓盐酸为B液；
无机镧盐、去离子水和酸的摩尔比为1：6：0.75
c)将B液以0.5mL/min的滴加速率加入到A液中，然后以300rpm的速率搅拌60min，获得混合溶液；
d)使用红外干燥灯(深圳市安宏达光电科技有限公司，250W)于通风处对混合溶液进行干燥，干燥完成后得到镧系凝胶混凝剂固体粉末。
(2)混凝除磷性能评价
将实施例5～9制备的镧系凝胶混凝剂应用于富营养化河水除磷，并对比处理结果。
河水初始磷浓度为1.01ppb，pH为7.9。
混凝剂投加量为40mg/L，在200rpm转速下搅拌1min，40rpm转速下搅拌 15min，静置20min后测定取上清液使用紫外分光光度计(Agilent Cary 60，USA) 测定残留磷浓度。
结果如表4所示。不同条件下制备的镧系凝胶混凝剂都表现出了高效的除磷性能，磷的去除率均在90％以上。
表4镧系凝胶混凝剂对富营养化水体的除磷效果
实施例5 实施例6 实施例7 实施例8 实施例9
残留磷浓度(ppb) 0.042 0.035 0.05 0.033 0.06
磷去除率(％) 95.8 96.5 95.0 96.7 94.1
实施例11镧系凝胶混凝剂对低温低浊水的处理性能
(1)对比由不同有机螯合剂制备的混凝剂的混凝性能
将实施例10制备的5种镧系凝胶混凝剂应用于低温低浊水处理。低温低浊水为冬季苏州某学校内陆河水。最终水质指标如下：总磷浓度为1.05ppb；浊度为13.2NTU；pH为7.8；UV254为0.12；温度为4～6℃。
混凝剂投加量为40mg/L，投加混凝剂后混凝程序为：200rpm搅拌1min； 40rpm搅拌15min；静置20min后取上清液使用浊度计(2100N HACH,USA) 直接测定浊度，使用紫外分光光度计(Agilent Cary 60，USA)测定剩余UV254及总磷浓度。分析混凝出水水质情况，如图3所示，根据本技术方案合成的镧系凝胶混凝剂均具有较好的混凝效果，对于低温低浊河水，总磷去除率均在90％以上，浊度去除率也能保持在89.2％～92.17％，且处理后剩余浊度均低于3NTU， UV254去除率为42.24％～55.17％。
(2)镧系凝胶混凝剂和氯化镧混凝剂处理低温低浊湖水性能对比
本实施例中采用实施例3中制备的镧系凝胶混凝剂，水样取自苏州石湖湖水。最终水质指标如下：总磷浓度为0.10ppb；浊度为6.03NTU；pH为7.8；UV254为0.06；温度为4～6℃。
两种混凝剂投加量为5～25mg/L，投加混凝剂后混凝程序为：200rpm搅拌1 min；40rpm搅拌15min；静置20min后取上清液使用浊度计(2100N HACH,USA) 直接测定浊度，使用紫外分光光度计(Agilent Cary 60，USA)测定残留UV254及总磷浓度。使用电感耦合等离子体发射光谱仪(ThermoiCAP 6000,USA)测定混凝出水中残留的总镧含量。分析混凝出水水质情况，如图4～图5所示，根据本技术方案合成的镧系凝胶混凝剂均具有较好的混凝效果，对于低温低浊湖水，在投加量为25mg/L时，总磷去除率达100％，完全达到深度除磷效果。对比发现，新型混凝剂整体除磷比氯化镧混凝剂高。并且，残留镧金属量较氯化镧混凝剂有明显降低。在此投加量下，浊度去除率达75％以上，剩余浊度均低于2NTU； UV254去除率达30％以上。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进，这些改进都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种制备镧系凝胶混凝剂的方法，其特征在于，具体步骤如下：
a)将醇A、有机螯合剂与无机镧盐，混合均匀，即获得A液，备用；
无机镧盐、醇和有机螯合剂的摩尔比为1：5～13：0.06～0.5；
b)将醇B、去离子水和酸混合后获得B液，备用；
无机镧盐、醇、去离子水和酸/碱的摩尔比为：1：0～7：6：0～1/0～0.6；
c)将B液逐滴加入A液中，获得混合溶液；
d)将混合溶液干燥至恒重，即获得所述镧系凝胶混凝剂。
2.根据权利要求1所述制备镧系凝胶混凝剂的方法，其特征在于，所述醇A包括乙醇和异丙醇中的至少一种；所述醇B包括乙醇和异丙醇中的至少一种。
3.根据根据权利要求1所述制备镧系凝胶混凝剂的方法，其特征在于，所述有机螯合剂包括乙酰丙酮、乙酸、柠檬酸、酒石酸和丙二酸的至少一种。
4.根据根据权利要求1所述制备镧系凝胶混凝剂的方法，其特征在于，所述有无机镧盐包括氯化镧和硝酸镧中的至少一种。
5.根据根据权利要求1所述制备镧系凝胶混凝剂的方法，其特征在于，所述酸为盐酸或硝酸。
6.如权利要求1～5任一所述方法获得的镧系凝胶混凝剂在内陆河水除浊除磷中的应用。
7.如权利要求1～5任一所述方法获得的镧系凝胶混凝剂去除大型水源地湖泊水中总磷的应用。
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