CN101531413A - 新型环保复合絮凝剂组成及混凝方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及水净化处理领域，具体地说是一种用于工业废水或生活污水处理的新型环保复合絮凝剂组成及混凝方法。其组成为淀粉、金属离子(包括其化合物、聚合物，包括铝、铁、镁、钛、锌等)，碱性物质(包括氢氧化钠、氢氧化钾、纯碱和石灰混合)。其混凝方法为淀粉先加碱改性(温度在室温或室温至110℃)，得改性淀粉，将改性淀粉、金属离子分别或同时投加于待处理原水中，其中改性淀粉、金属离子加入先后均可，也可以同时加入。本发明方法采用金属离子和经碱改性淀粉联用的方法，投加于原水后，形成的絮凝物矾花大，沉降迅速，并可大大降低金属离子的使用量，金属离子，例如铝离子，与改性淀粉联用后，其用量减少一半左右，有效解决已有水处理过程中的铝盐絮凝剂用量过大的问题，提高了饮用水的安全性。

Description

新型环保复合絮凝剂组成及混凝方法

技术领域：

本发明涉及水处理净化工艺，污水处理，具体地说一种用于给水前处理，工业废水或生活污水处理中的一种新型环保复合絮凝剂组成及混凝方法。

背景技术：

水处理净化工艺中，混凝工艺是向原水中投加絮凝剂，促使胶体颗粒脱稳并不断碰撞长大，从而通过沉降作用得以去除的过程。现有的混凝工艺中使用絮凝剂，一般包括无机絮凝剂、有机絮凝剂、无机高分子絮凝剂。无机高分子絮凝剂是1970年后发展起来的一类新型混凝剂，由于其比传统无机絮凝剂的净水性能更为优异，目前它的生产和应用在全世界都取得了迅速进展。但是，在形态、聚合度及相应的凝聚一絮凝效果方面，无机高分子絮凝剂仍处于传统金属盐絮凝剂与有机絮凝剂之间的位置，它的相对分子质量和粒度以及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差。

现有的有机絮凝剂具有的贮存时间短、残留单体有一定毒性(如聚丙烯酰胺)、净水效果不够稳定(如羧甲基淀粉)等缺陷，又存在着成本偏高等等问题，使其应用受到很大的制约。

由于在现有的水处理净化工艺中，无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂混合使用后将发生化学反应或电性中和作用，使它们各自的絮凝能力都有所减弱。导致实际应用中效果并不能让人满意。

目前所使用的絮凝剂和助凝剂主要为无机化合物和人工合成有机物。无机絮凝剂用量大，易产生二次污染，特别是铝盐的大量应用，对环境的影响日益突出，尤其是对饮用水的处理，大量使用铝盐，会导致老年痴呆症发病率上升。由于大多数人工合成高分子有机化合物作为絮凝剂或助凝剂的使用，残留在水中的单体具有毒性，危害人体健康，如目前普遍应用的聚丙烯酰胺。

发明内容：

本发明所要解决的技术问题是解决已有水处理过程中存在的絮凝剂用量过大以及提高饮用水安全性问题。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：新型环保复合絮凝剂组成及混凝方法。其组成为淀粉、金属离子(包括其化合物、聚合物，包括铝、铁、镁、钛、锌等)，碱性物质(包括氢氧化钠、氢氧化钾、纯碱和石灰混合)。其混凝方法为淀粉先加碱改性(温度在室温或室温至110℃)，得改性淀粉，将改性淀粉、金属离子分别或同时投加于待处理原水中，其中改性淀粉、金属离子加入先后均可，也可以同时加入。本发明方法采用金属离子和经改性淀粉联用的方法，其特点是在无机—有机高分子混凝剂具有的电性中和和吸附架桥、同时改性淀粉与金属离子形成络合物，投加于原水后，，形成密度和抗剪强度大的絮凝体，形成的絮凝物矾花大，沉降迅速，净水效果显著，适用Ph值范围广，价格便宜，并可大大降低金属离子的使用量，同时金属离子可以是化合物、聚合物，也就是说金属离子不需聚合也能达到很好的效果。金属离子，例如铝离子或聚合铝与改性淀粉联用后，其用量减少一半左右，有效解决已有水处理过程中的铝盐絮凝剂用量过大的问题，提高了饮用水的安全性。

具体实施方案：

新型环保复合絮凝剂组成及混凝方法，其组成为(质量比)

1、淀粉或富含淀粉物质  以纯淀粉计100份

2、金属离子(包括其化合物、聚合物)  以单质计5-1000份

3、碱性物质(包括氢氧化钠、氢氧化钾、纯碱和石灰混合)3-100份方案一、淀粉先加碱改性，所用碱为氢氧化钾。淀粉、氢氧化钾分别配成百分之二十的液体，然后在室温条件下，在搅拌条件下将氢氧化钾溶液慢慢倒入淀粉溶液中，加完后，可继续搅拌十分钟左右，可以十份淀粉配二份氢氧化钾。金属离子可用硫酸铝，将硫酸铝溶于水，配成含氧化铝百分之五的液体。将改性后的淀粉配成含淀粉百分之五的溶液备用，亦可将改性淀粉干燥后备用。将改性淀粉、硫酸铝溶液分别或同时投加于待处理原水中，其用量配比根据原水不同调整，可在上述配比范围内调整。

方案二、同方案一，不同的是硫酸铝用聚合铝或硫酸铁或聚合铁或硫酸镁代替。

方案三、同方案一，不同的是氢氧化钾用氢氧化钠代替。

方案四、淀粉预先和纯碱、石灰混合，在使用时将混合物加五份左右水搅拌活化反应半小左右即可。淀粉、纯碱、石灰可按100:20:20质量比混合，然后混合物加六份水搅拌活化后稀释至含淀粉百分之五左右使用。将改性淀粉、金属离子分别或同时投加于待处理水中，其用量配比根据原水不同调整，可在上述配比范围内调整。

方案五、同方案四，金属离子可用硫酸铝、硫酸铁混合物或聚合铝铁等

方案六、同方案一，不同的是淀粉改性温度在50℃搅拌改性二小时。

方案七、淀粉的改性，将淀粉用水配成20％淀粉溶液，氢氧化钠配成30％的溶液，按淀粉:氢氧化钠＝5:1质量比将氢氧化钠溶液边搅拌边加入淀粉溶液中，常温改性反应半小时，得改性淀粉。按氧化铝与淀粉质量比1:2取聚合铝或硫酸铝，将聚合铝或硫酸铝配成液体，和改性淀粉，分别或同时投入待处理水中。

用烧杯搅拌试验对聚合氯化铝与方案七絮凝剂的絮凝效果进行比较，原水为硅藻土与自来水配制的悬浊液，稳定后悬浊液的浊度约为100NTU。絮凝剂加入原水后以200r/min转速快搅30s，50r/min转速慢搅10min，静置沉淀20min。当聚合氯化铝絮凝剂投量为10mg/L时，沉后水浊度能达到1.3NTU。方案七絮凝剂投加量为5mg/L的沉后水浊度可达到0.9NTU。上述结果表明，本发明复合絮疑剂的处理效果优于聚合铝且用量可减少一半左右。并且本发明所用金属离子可以是工业废渣和废液中含有的金属离子，可以直接利用或提纯后使用.，所用淀粉原料丰富，价格低廉，尤为突出的是它安全无毒，可以完全生物降解，具有良好的“环境可接受性”，而且具有分子量分布广，活性基团点多，结构多样化等特点，具有制备条件易得，方法简单、无危险，可实现性强的积极效果。

Claims (7)

1、新型环保复合絮凝剂组成及混凝方法，其组成为(质量比)

(1)淀粉或富含淀粉物质     以纯淀粉计100份

(2)金属离子(包括其化合物、聚合物)   以单质计5-1000份

(3)碱性物质(包括氢氧化钠、氢氧化钾、纯碱和石灰混合)3-100份

2、所述淀粉，包括玉米淀粉、木薯淀粉、红薯淀粉等，以及富含淀粉物质，例如木薯干。

3、所述碱性物质，包括氢氧化钠、氢氧化钾、纯碱和石灰混合等。

4、所述金属离子，包括其化合物、聚合物，包括铝、铁、镁、钛、锌等的化合物、聚合物，例如硫酸铝、聚合铝、硫酸跌、疏酸亚铁、聚合铁、硫酸镁、氯化镁等，可以一种或一种以上金属离子复合使用。

5、所述淀粉，在使用前先用碱改性处理，淀粉可先溶于水，再加碱搅拌改性处理，可在室温或室温至110℃条件下搅拌改性，反应时间不限，可以10分钟左右，也可以24小时。改性后的淀粉可以直接使用或烘干后待用。

6、所述淀粉，在使用前也可以预先和纯碱和石灰一起混合，在使用时加适量的水搅拌活化反应后即可使用。

7、混凝方法淀粉加碱改性后和金属离子分别或同时投入待处理的原水中，可以先投入金属离子或者改性淀粉，也可以同时投入。其余处理工艺跟用金属絮凝剂差不多。金属离子可以用水稀释后加入，也可以固体形式加入。