專利名稱：一種用于給水強化混凝處理的新型復(fù)合型混凝劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于給水強化混凝處理的新型復(fù)合型混凝劑的制備方法。
在顆粒物及其他污染物的去除中混凝工藝居于核心地位，是傳統(tǒng)常規(guī)處理和優(yōu)化集成處理中的重要環(huán)節(jié)?；炷撬幚韨鹘y(tǒng)采用的方法之一，歷經(jīng)百年，其在水質(zhì)凈化方面的作用仍然是不可替代的?；炷闹饕康氖窃诨炷齽┖退l件的作用下，通過改變水體顆粒物的狀態(tài)，形成更易于后期分離的絮體，通過后期沉淀、氣浮以及過濾去除顆粒物和其他污染物?；炷梢杂行У厝コw顆粒物，以達到大幅度降低濁度，大比例去除多種污染物質(zhì)的目的。研究表明，在去除膠體、顆粒物的同時，有機污染物也可以被部分去除；通過改善混凝條件，在經(jīng)濟有效前提下，盡可能提高有機物混凝去除效果成為強化混凝的主要思路，也成為去除有機物污染、降低消毒副產(chǎn)物前驅(qū)物，提高后續(xù)工藝效率的重要方法。作為水與廢水處理的重要方法之一，混凝技術(shù)得以廣泛地應(yīng)用于各種水處理工藝流程之中，決定著后續(xù)流程的運行工況，以及最終出水質(zhì)量與成本費用，因而成為環(huán)境工程的重要科技研究開發(fā)領(lǐng)域，在我國水處理高新技術(shù)的發(fā)展中占有重要地位。
在混凝處理中，混凝劑及其效果的發(fā)揮是關(guān)鍵。傳統(tǒng)混凝劑以無機低分子以及無機高分子為主，在使用中尤其是在以去除有機物為主要目標物之一的強化混凝處理中表現(xiàn)除出用藥量較大、絮體較分散、出水余鋁含量偏高等問題。有機高分子聚丙烯酰胺(PAM，Polyacrylamide)是一種線型的水溶性聚合物，是水溶性聚合物中應(yīng)用最廣泛的品種。它由丙烯酰胺聚合而成，因此在氣分子的主鏈上帶有大量側(cè)基一一酰氨基。酰氨基的化學活性很大，可以和多種化合物反應(yīng)而產(chǎn)生許多聚丙烯酰胺的衍生物。我國于60年代初開始生產(chǎn)聚丙烯酰胺，目前已經(jīng)廣泛用于采油、水處理、制糖、造紙、洗煤等行業(yè)。聚丙烯酰胺易溶于冷水，其水溶液的粘度和濃度近似于對數(shù)關(guān)系。分子鏈很長，可以在兩個或多個顆粒間架橋，加速粒子沉降。長期的環(huán)境研究表明暴露在PAM粉塵環(huán)境中長達五年的工人未發(fā)現(xiàn)有不良的影響，而且被認為對人、魚類等都是無毒的。
本發(fā)明所述的新型復(fù)合型混凝劑同傳統(tǒng)混凝劑相比存在如下特點1、結(jié)合了無機高分子混凝劑強脫穩(wěn)、架橋作用和有機高分子絮凝劑的強架橋作用，絮體形成均勻，絮體沉降性得到有效改善，混凝效果加強。
2、投藥量少，投藥量約1-3ppm即可發(fā)揮良好的絮凝效果。
3、投藥方式簡單、投藥設(shè)備沒有增加，有效地降低處理成本。
4、投藥不會明顯改變水體的pH值，免去了調(diào)整pH值的費用和工序，處理工藝得到改善和簡化。
5、生成的污泥量少，進一步減少了污泥處理成本。
本發(fā)明在堿化度2.5的聚合氯化鋁中引入穩(wěn)定的陽離子聚丙烯酰胺，有機高分子均勻、穩(wěn)定地分散在聚合氯化鋁溶液中，充分發(fā)揮了聚合氯化鋁強效電中和作用和沉降性能，微絮體迅速形成；均勻分散的陽離子型聚丙烯酰胺可以發(fā)揮兩種功能，一方面參與電中和作用，另一方面發(fā)揮強大的粘結(jié)、架橋功能。
本發(fā)明使用陽離子型聚丙烯酰胺，是人工合成有機高分子絮凝劑中最常用的一種，在給水處理的實踐中得到廣泛應(yīng)用。陽離子型聚丙烯酰胺表面具有正電荷，而且濃度較低，分散性好，增加了有機高分子絮凝劑在溶液中的穩(wěn)定性。
本發(fā)明合成方法是在常溫、常壓下，在強力攪拌(以攪拌儀上的電動機攪拌速率計算在200～400rpm之間即可)的條件下進行，設(shè)備和條件比較簡單。
應(yīng)用實例實例1實例1是本發(fā)明實施方案實例之一，但本專利不僅限于此。
用緩慢滴堿法制備堿化度為2.2～2.5左右的聚合氯化鋁，以Al2O3濃度計算的含量為10％左右，陳化一周以上形成穩(wěn)定的聚合氯化鋁溶液。量取200mL聚合氯化鋁溶液，在攪拌儀上以300rpm轉(zhuǎn)速攪拌條件下，緩慢滴加(滴速0.02g/min)新配制的0.1％的陽離子型聚丙烯酰胺溶液至400mL，繼續(xù)攪拌2hr以上，即制成有機高分子和聚合鋁比重約為0.01的新型復(fù)合型混凝劑。針對不同的水體要求，可以調(diào)整有機高分子和聚合鋁的比重。
混凝劑在南方某水廠應(yīng)用實例對照組使用同樣的PACl投量2.5mg/L；應(yīng)用組帶“*”組投量以PACl計1.8mg/L。
可見，本法制備的混凝劑在水處理工藝中發(fā)揮了優(yōu)良的混凝效能。
權(quán)利要求
1.一種用于給水處理的新型復(fù)合型混凝劑，其特征在于使用聚合氯化鋁(堿化度為2.2～2.5，Al2O3含量為10～20％)和陽離子型聚丙烯酰胺含量0.03～0.10％。
2.按照權(quán)利要求1所述的新型復(fù)合型混凝劑的制備方法，其特征在于以聚合氯化鋁為主要成分，在常溫、常壓、強烈攪拌條件下，加入定量的陽離子型聚丙烯酰胺使之均勻分布在體系中。
3.按照權(quán)利要求1所述的新型復(fù)合型混凝劑，其特征在于溶液在常溫下長期保持穩(wěn)定，混凝效果保持穩(wěn)定。
4.按照權(quán)利要求1所述的新型復(fù)合型混凝劑，其特征在于結(jié)合了無機高分子混凝劑強脫穩(wěn)、架橋作用和有機高分子絮凝劑的強架橋作用，混凝效果加強，投藥量少，有效地降低處理成本。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是一種用于給水強化混凝處理的新型復(fù)合型混凝劑的制備方法。該混凝劑的合成是以聚合氯化鋁和陽離子型聚丙烯酰胺為主要原料，將一定堿化度的聚合氯化鋁在一定條件下與陽離子型聚丙烯酰胺混合攪拌反應(yīng)制得。該混凝劑具有良好的電中和能力和粘結(jié)、架橋能力，在給水強化混凝中有突出的效果。此合成方法的特點是工藝簡捷、設(shè)備簡單、操作方便。
文檔編號C02F1/52GK1850647SQ20051006478
公開日2006年10月25日 申請日期2005年4月22日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月22日
發(fā)明者湯鴻霄, 劉海龍, 王東升 申請人:中國科學院生態(tài)環(huán)境研究中心