專利名稱：絮凝劑組合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種絮凝劑組合物。
背景技術(shù)：
水的混凝處理是廢水處理中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，能夠去濁除污，減少污水后續(xù)處理的污染負荷。而絮凝劑是決定混凝處理效果的關(guān)鍵因素，對后續(xù)流程的運行狀況、最終出水水質(zhì)和成本費用等均有重要影響。絮凝劑按照其化學成份可分為無機絮凝劑和有機絮凝劑兩類，其中，無機絮凝劑又可分為低分子絮凝劑和高分子絮凝劑，低分子絮凝劑如硫酸鋁、氯化鋁等鋁鹽系和氯化鐵和硫酸鐵等鐵鹽系，低分子絮凝劑成本較低，但是，其具有絮凝沉淀速度慢、藥耗量高等缺點；高分子絮凝劑如堿式聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵等，克服了低分子絮凝劑存在的處理效率低的缺點，但其成本較高，且在低溫低濁時處理效果較差。有機絮凝劑一般為高分子聚合物，如聚胺絮凝劑、季銨型淀粉基絮凝劑和聚丙烯酰胺絮凝劑等，其中，聚丙烯酰胺具有用量少、澄清水質(zhì)能力強、絮凝速度快、不易受水的PH值影響、生成的污泥量少等優(yōu)點獲得了廣泛應用，但是聚丙烯酰胺具有強烈的神經(jīng)毒性和一定的致癌性， 大量聚丙烯酰胺用于處理廢水時會產(chǎn)生高分子殘留，破壞水體生物鏈，進而影響到人類健康?，F(xiàn)有技術(shù)公開了多種有機無機復合絮凝劑，有機無機復合絮凝劑兼具無機絮凝劑和有機絮凝劑的優(yōu)點，具有較好的絮凝處理效果。如申請?zhí)枮?1108579. 7的中國專利文獻公開了一種有機無機復合型絮凝劑，包括二氰二胺與甲醛的聚合物、聚硫氯化鋁和/或聚硫氯化鋁鈣，通過以下方法制備首先將鋁鹽水解，然后向所述水解產(chǎn)物中加入鈣鹽進行聚合反應，再加入二氰二胺和甲醛進行縮聚反應后得到所述無機有機復合型絮凝劑，該絮凝劑具有藥耗量低、廢水處理效果好等優(yōu)點，但是該絮凝劑以甲醛為原料，生產(chǎn)過程易產(chǎn)生環(huán)境污染，得到的絮凝劑中也含有大量游離甲醛，危害人體健康。申請?zhí)枮?91(^881. 3的中國專利文獻也公開了一種有機無機復合型絮凝劑，將聚合氯化鋁加熱至50°C 60°C，攪拌的條件下加入聚丙烯酰胺或其衍生物，攪拌均勻后得到含有聚合氯化鋁和聚丙烯酰胺或其衍生物的絮凝劑。該絮凝劑具有較好的絮凝效果，而且由于減少了聚丙烯酰胺的用量，其高分子殘留較少，對水體安全、人體健康影響較小，但是其功能單一，不具備殺菌、除藻等功能。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于提供一種絮凝劑組合物，本發(fā)明提供的絮凝劑組合物用于廢水處理時耗藥量少、絮凝效果好，而且具備殺菌、除藻功能。本發(fā)明提供了一種絮凝劑組合物，包括Iwt % IOwt %的高鐵酸鹽；20wt % 50wt %的聚合氯化鋁鈣；
IOwt % 40wt %的含鋁化合物和/或含鈣化合物；5wt% 氯化鐵；lwt% 聚丙烯酰胺。優(yōu)選的，包括3wt% 7wt%的高鐵酸鹽。優(yōu)選的，所述高鐵酸鹽為高鐵酸鈉或高鐵酸鉀。優(yōu)選的，所述高鐵酸鹽按照以下方法制備將過氧化鹽和水合硫酸亞鐵加熱反應，將得到的反應產(chǎn)物結(jié)晶后得到高鐵酸鹽。優(yōu)選的，所述聚合氯化鋁鈣按照以下方法制備將硫酸鋁和碳酸鈣加熱反應，得到中間產(chǎn)物；將所述中間產(chǎn)物溶于濃鹽酸中反應，蒸干后得到聚合氯化鋁鈣。優(yōu)選的，所述加熱反應的溫度為700°C 1200°C，所述加熱反應的時間為池 證。優(yōu)選的，所述硫酸鋁和碳酸鈣的質(zhì)量比為(50 150) (3 110)。優(yōu)選的，包括Iwt % IOwt %的高鐵酸鹽；20wt % 50wt %的聚合氯化鋁鈣；5wt % !35wt %的含鋁化合物；5wt % 35wt %的含鈣化合物；5wt % 25wt % 的氯化鐵；lwt% 聚丙烯酰胺。優(yōu)選的，所述含鋁化合物為硫酸鋁和/或硫酸鋁鉀。優(yōu)選的，所述含鈣化合物為氧化鈣和/或氫氧化鈣。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的絮凝劑組合物包括高鐵酸鹽、聚合氯化鋁鈣、含鋁化合物和/或含鈣化合物、氯化鐵和聚丙烯酰胺，其中，聚合氯化鋁鈣和聚丙烯酰胺是起絮凝作用的主要成分，含鋁化合物和/或含鈣化合物、氯化鐵和高鐵酸鹽通過形成膠體沉淀等作用起到輔助絮凝的作用，增強絮凝劑組合物的絮凝效果。本發(fā)明提供的絮凝劑組合物中添加了高鐵酸鹽，不僅能夠促進絮凝效果、降低絮凝成本，而且使得絮凝劑具有殺菌、除藻功能，能夠抑制水體藻類爆發(fā)。本發(fā)明提供的絮凝劑組合物主要以鐵、鋁、鈣為主要成份， 降低了絮凝劑中鋁的含量，降低了鋁在出水中的殘留量。本發(fā)明添加了少量聚丙烯酰胺，提高絮凝效果的同時，減少了聚丙烯酰胺在出水中的殘留，減少了對水體生物鏈的毒害作用。 本發(fā)明提供的絮凝劑組合物兼有無機絮凝劑和有機絮凝劑的優(yōu)點，用于廢水處理時耗藥量少、絮凝效果好、絮凝速度快。實驗表明，本發(fā)明提供的絮凝劑組合物使用量為0. 6g/L時， 對COD為300mg/L 400mg/L的生活污水中濁度去除率可達93%以上，總磷去除率可達 90%以上，COD的去除率可達31%以上。
具體實施例方式本發(fā)明提供了一種絮凝劑組合物，包括Iwt % IOwt %的高鐵酸鹽；20wt % 50wt %的聚合氯化鋁鈣；IOwt % 40wt %的含鋁化合物和/或含鈣化合物；
5wt % 25wt % 的氯化鐵；lwt% 聚丙烯酰胺。本發(fā)明提供的絮凝劑組合物兼具無機絮凝劑和有機絮凝劑的優(yōu)點，用于廢水處理時絮凝效果好、絮凝速度快、耗藥量少、使用范圍廣，能有效降低廢水的濁度、COD含量和總磷含量，而且具備殺菌、除藻功能，可用于處理各種工業(yè)廢水、生活廢水、重金屬污染廢水寸。本發(fā)明提供的絮凝劑組合物以聚合氯化鋁鈣為主要成份，聚合氯化鋁鈣為無機高分子絮凝劑，具有良好的絮凝效果。在本發(fā)明中，所述聚合氯化鋁鈣在所述絮凝劑組合物中的含量為20wt % 50wt %，優(yōu)選為25wt % 45wt %，更優(yōu)選為30wt % 40wt %。本發(fā)明對所述聚合氯化鋁鈣的來源沒有特殊限制，可以為從市場上購買得到，也可以按照以下方法制備將硫酸鋁和碳酸鈣加熱反應，得到中間產(chǎn)物；將所述中間產(chǎn)物溶于濃鹽酸中反應，蒸干后得到聚合氯化鋁鈣。本發(fā)明以氧化鋁和碳酸鈣為原料制備聚合氯化鋁鈣，首先將氧化鋁和碳酸鈣混合，然后將得到的混合物加熱，氧化鋁與碳酸鈣發(fā)生反應，得到中間產(chǎn)物。在本發(fā)明中，所述氧化鋁和碳酸鈣的質(zhì)量比優(yōu)選為(50 150) (3 110)，更優(yōu)選為(70 130) (10 100)，最優(yōu)選為(80 100) (30 80)。本發(fā)明優(yōu)選將氧化鋁和碳酸鈣的混合物加熱至 700°C 1200°C，更優(yōu)選加熱至800°C 1100°C，最優(yōu)選加熱至900°C 100(TC ；所述氧化鋁和碳酸鈣進行反應的時間優(yōu)選為 證，更優(yōu)選為池 4h。得到中間產(chǎn)物后，將所述中間產(chǎn)物溶解于濃鹽酸中，所述中間產(chǎn)物與所述濃鹽酸發(fā)生反應，生成聚合氯化鋁鈣。在本發(fā)明中，所述濃鹽酸優(yōu)選為質(zhì)量濃度為60%以上的濃鹽酸，更優(yōu)選為質(zhì)量濃度為70%以上的濃鹽酸，最優(yōu)選為質(zhì)量濃度為75%以上的濃鹽酸。 所述濃鹽酸的體積與所述氧化鋁的質(zhì)量比優(yōu)選為IOOmL 500mL 50g 150g，更優(yōu)選為 150mL 450mL 70g 130g，最優(yōu)選為200mL 400mL 80g IOOg ；所述中間產(chǎn)物與所述濃鹽酸發(fā)生反應的時間優(yōu)選為Ih 3h，更優(yōu)選為1. 5h 2.證。本發(fā)明提供的絮凝劑組合物中包括高鐵酸鹽，所述高鐵酸鹽能夠明顯促進所述聚合氯化鋁鈣的絮凝效果，減少聚合氯化鋁鈣的使用量，降低水處理成本。另外，高鐵酸鹽具有優(yōu)于臭氧和氯氣的氧化能力，可以滅菌、除藻，具有潛在的抑制水體藻類爆發(fā)的作用。在本發(fā)明中，所述高鐵酸鹽優(yōu)選為高鐵酸鈉或高鐵酸鉀，更優(yōu)選為高鐵酸鈉。所述高鐵酸鹽在所述絮凝劑組合物中的含量為Iwt % IOwt %，優(yōu)選為3wt% 7wt%，更優(yōu)選為 5wt%。本發(fā)明對所述高鐵酸鹽的來源沒有特殊限制，可以為從市場上購買得到，也可以按照以下方法制備將過氧化鹽和水合硫酸亞鐵加熱反應，將得到的反應產(chǎn)物結(jié)晶后得到高鐵酸鹽。首先將過氧化鹽和水合硫酸亞鐵在密閉、干燥的環(huán)境中混合，加熱得到的混合物使過氧化鹽和水合硫酸亞鐵發(fā)生反應，得到含有高鐵酸鹽的混合物。在本發(fā)明中，所述過氧化鹽優(yōu)選為過氧化鈉或過氧化鉀；所述水合硫酸亞鐵優(yōu)選為七水合硫酸亞鐵。所述過氧化鹽與所述水合硫酸亞鐵的質(zhì)量比優(yōu)選為(0.5 8.5) (1 25)，更優(yōu)選為(1 8) (5 20)，最優(yōu)選為(3 5) (10 15)。
將過氧化鹽和水合硫酸亞鐵混合后，優(yōu)選將得到的混合物加熱至500°C 900°C， 更優(yōu)選為600°C 800°C，最優(yōu)選為650°C 750°C，優(yōu)選反應0. 5h 池，更優(yōu)選反應Ih 1.證，得到含有高鐵酸鹽的混合物。將所述含有高鐵酸鹽的混合物結(jié)晶，得到高鐵酸鹽，本發(fā)明對所述結(jié)晶方法沒有特殊限制，優(yōu)選按照以下方法結(jié)晶將所述含有高鐵酸鹽的混合物溶于第一氫氧化物溶液中，過濾后，向得到的濾液中加入第二氫氧化物固體至析出高鐵酸鹽，將析出物過濾、洗滌、真空干燥后得到高鐵酸鹽。
在所述結(jié)晶過程中，所述第一氫氧化物為氫氧化鈉，所述第二氫氧化物為氫氧化鉀；或者所述第一氫氧化物為氫氧化鉀，所述第二氫氧化物為氫氧化鈉。所述第一氫氧化物的濃度優(yōu)選為lmol/L 5mol/L，更優(yōu)選為2mol/L 4mol/L，最優(yōu)選為2. 5mol/L 3. 5mol/ L0本發(fā)明提供的絮凝劑組合物還包括含鋁化合物和/或含鈣化合物，優(yōu)選包括含鋁化合物和含鈣化合物。所述含鋁化合物和/或含鈣化合物在所述絮凝劑組合物中的含量為 IOwt % 40wt%，優(yōu)選為15 丨％ ；35襯％，更優(yōu)選為20 丨％ 30 丨％。當所述絮凝劑組合物包括含鋁化合物和含鈣化合物時，所述含鋁化合物的含量優(yōu)選為5wt% 35wt%，更優(yōu)選為IOwt % 30wt%，最優(yōu)選為15wt% 25wt% ；所述含鈣化合物的含量優(yōu)選為5wt%
，更優(yōu)選為IOwt % 30wt%，最優(yōu)選為15wt% 25wt%。在本發(fā)明中，所述含鋁化合物優(yōu)選為鋁鹽，更優(yōu)選為硫酸鋁和/或硫酸鋁鉀。所述含鋁化合物作為無機絮凝劑，能夠提高所述絮凝劑組合物的絮凝效果。當所述含鋁化合物為硫酸鋁和硫酸鋁鉀時，所述硫酸鋁的含量優(yōu)選為5wt% 30wt%，更優(yōu)選為IOwt % 20wt% ；所述硫酸鋁鉀的含量優(yōu)選為5wt% 30wt%，更優(yōu)選為IOwt % 20wt%。在本發(fā)明中，所述含鈣化合物優(yōu)選為氫氧化鈣和/或氧化鈣，所述含鈣化合物能夠提高所述絮凝劑組合物的絮凝效果。當所述含鈣化合物為氫氧化鈣和氧化鈣時，所述氫氧化鈣的含量優(yōu)選為5wt% 30wt%，更優(yōu)選為10wt% 20wt% ；所述氧化鈣的含量優(yōu)選為5wt % 30wt %，更優(yōu)選為IOwt % 20wt %。所述絮凝劑組合物還包括氯化鐵，所述氯化鐵能夠產(chǎn)生膠體沉淀，從而強化所述絮凝劑組合物的絮凝效果。在本發(fā)明中，所述氯化鐵在所述絮凝劑組合物中的含量為 5wt% 25wt%，優(yōu)選為 10wt% 20wt%，更優(yōu)選為 12wt% 18wt%。所述絮凝劑組合物還包括聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺具有用量少、澄清水質(zhì)能力強、絮凝速度快、不易受水的PH值影響、生成的污泥量少等優(yōu)點，增加了所述絮凝劑組合物的絮凝效果。在本發(fā)明中，所述聚丙烯酰胺在所述絮凝劑組合物中的含量為 20wt%，優(yōu)選為5wt% 15wt%，更優(yōu)選為7wt% 13wt%。本發(fā)明中聚丙烯酰胺含量少， 在水中的殘留少，對水體生物鏈的毒害作用小。本發(fā)明對所述絮凝劑組合物的制備方法沒有特殊限制，將高鐵酸鹽、聚合氯化鋁鈣、含鋁化合物和/或含鈣化合物、氯化鐵和聚丙烯酰胺按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法混合均勻即可。得到絮凝劑組合物后，將所述絮凝劑組合物用于污水處理將其用于COD為 300mg/L 400mg/L的生活污水中時，用量為0. 6g/L即可達到良好的處理效果，濁度去除率可達93%以上，總磷去除率可達90%以上，COD的去除率可達31%以上；將其用于COD為 5000mg/L 6000mg/L的屠宰廢水中時，用量為1. Og/L即可達到良好的處理效果，濁度去除率可達96 %以上，總磷去除率87 %，COD的去除率可達36 %，效果優(yōu)于目前常用的聚合氯化鋁(PAC)。本發(fā)明提供的絮凝劑組合物中添加了高鐵酸鹽，不僅能夠促進絮凝效果、降低絮凝成本，而且使得絮凝劑具有殺菌、除藻功能，能夠抑制水體藻類爆發(fā)。本發(fā)明提供的絮凝劑組合物主要以鐵、鋁、鈣為主要成份，降低了絮凝劑中鋁的含量，降低了鋁在出水中的殘留量。本發(fā)明添加了少量聚丙烯酰胺，提高絮凝效果的同時，減少了聚丙烯酰胺在出水中的殘留，減少了對水體生物鏈的毒害作用。本發(fā)明提供的絮凝劑組合物兼有無機絮凝劑和有機絮凝劑的優(yōu)點，用于廢水處理時耗藥量少、絮凝效果好、絮凝速度快。另外，本發(fā)明提供的絮凝劑組合物原料來源廣泛、生產(chǎn)工藝簡單、成本較低而且對環(huán)境沒有危害，可用于生活污水、工業(yè)污水、城市污水以及污泥的絮凝處理。為了進一步說明本發(fā)明，以下結(jié)合實施例對本發(fā)明提供的絮凝劑組合物進行詳細描述。實施例1將8g過氧化鈉和20g七水合硫酸亞鐵在密閉、干燥的環(huán)境中混合，將得到的混合物加熱至800°C反應池，得到含有高鐵酸鈉的粉末；將所述高鐵酸鈉粉末用4mol/L的氫氧化鈉溶解，過濾后，向得到濾液中加入氫氧化鉀固體飽和至析出晶體，將所述晶體過濾、洗滌、真空干燥，得到高鐵酸鈉。實施例2將IOOg氧化鋁和IOOg碳酸鈣混合，將得到的混合物加熱至1000°C反應證，得到中間產(chǎn)物；將所述中間產(chǎn)物溶于300mL濃鹽酸中，反應池，蒸干后得到固態(tài)聚合氯化鋁鈣。實施例3將50g實施例1制備的高鐵酸鈉、350g實施例2制備的聚合氯化鋁鈣、IOOg硫酸鋁、IOOg硫酸鋁鉀、50g氫氧化鈣、50g氧化鈣、200g氯化鐵和IOOg聚丙烯酰胺混合，攪拌均勻后得到絮凝劑組合物。采集安徽師范大學生活區(qū)的污水，分別向所述污水中加入所述絮凝劑組合物，加入量分別為0. 2g/L、0. 4g/L和0. 6g/L，將得到的混合物在六聯(lián)攪拌器上依次以300r/min的速度攪拌30s，100r/min攪拌lmin，60r/min攪拌5min后，靜置30min，過濾。分別測量污水處理前后的濁度變化情況，結(jié)果參見表1，表1為本發(fā)明實施例3提供的絮凝劑組合物對生活污水的處理效果。表1本發(fā)明實施例3提供的絮凝劑組合物對生活污水的處理效果
權(quán)利要求
1.一種絮凝劑組合物，包括 Iwt % IOwt %的高鐵酸鹽； 20wt% 聚合氯化鋁鈣；IOwt % 40Wt%的含鋁化合物和/或含鈣化合物； 5wt% 氯化鐵；Iwt % 20襯％的聚丙烯酰胺。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絮凝劑組合物，其特征在于，包括3wt% 7wt %的高鐵酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的絮凝劑組合物，其特征在于，所述高鐵酸鹽為高鐵酸鈉或高鐵酸鉀。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的絮凝劑組合物，其特征在于，所述高鐵酸鹽按照以下方法制備將過氧化鹽和水合硫酸亞鐵加熱反應，將得到的反應產(chǎn)物結(jié)晶后得到高鐵酸鹽。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絮凝劑組合物，其特征在于，所述聚合氯化鋁鈣按照以下方法制備將硫酸鋁和碳酸鈣加熱反應，得到中間產(chǎn)物； 將所述中間產(chǎn)物溶于濃鹽酸中反應，蒸干后得到聚合氯化鋁鈣。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的絮凝劑組合物，其特征在于，所述加熱反應的溫度為700°C 1200°C，所述加熱反應的時間為池 證。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的絮凝劑組合物，其特征在于，所述硫酸鋁和碳酸鈣的質(zhì)量比為(50 150) (3 110)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的絮凝劑組合物，其特征在于，包括 Iwt % IOwt %的高鐵酸鹽；20wt% 聚合氯化鋁鈣；5wt% 35wt%的含鋁化合物； 5wt % 35wt %的含鈣化合物； 5wt% 氯化鐵；Iwt % 20襯％的聚丙烯酰胺。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的絮凝劑組合物，其特征在于，所述含鋁化合物為硫酸鋁和/或硫酸鋁鉀。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的絮凝劑組合物，其特征在于，所述含鈣化合物為氧化鈣和/ 或氫氧化鈣。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種絮凝劑組合物，包括1wt％～10wt％的高鐵酸鹽；20wt％～50wt％的聚合氯化鋁鈣；10wt％～40wt％的含鋁化合物和/或含鈣化合物；5wt％～25wt％的氯化鐵；1wt％～20wt％的聚丙烯酰胺。本發(fā)明提供的絮凝劑組合物中添加了高鐵酸鹽，不僅能夠促進絮凝效果、降低絮凝成本，而且使得絮凝劑具有殺菌、除藻功能，能夠抑制水體藻類爆發(fā)。實驗表明，本發(fā)明提供的絮凝劑組合物使用量為0.6g/L時，對COD為300mg/L～400mg/L的生活污水中濁度去除率可達93％以上，總磷去除率可達90％以上，COD的去除率可達31％以上。
文檔編號C02F1/52GK102295335SQ201110222749
公開日2011年12月28日 申請日期2011年8月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月4日
發(fā)明者何心偉, 商永嘉, 孫宇, 趙敏 申請人:安徽師范大學