CN102408145B - 一种复合絮凝剂及应用 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种复合絮凝剂，由A水溶液和B水溶液组成，A水溶液由氯化铁和氯化钙质量比2~4:1的比例配制而成，其中氯化铁的浓度为1-10g/L，氯化钙的浓度为0.25-5g/L，B水溶液是海藻酸钠浓度为1-10g/L的水溶液。本发明通过在高浊度海水中分别加入A水溶液和B水溶液，迅速搅拌后静止，达到高浊度海水净化的目的。本发明絮凝剂矾花大，比单种絮凝剂效果好，可避免铁离子带来的色度问题，效果稳定，快速；摒弃了铝盐类和有机合成大分子絮凝剂，安全无毒；制备简单，原料成本低，使用条件温和；可以除去海水中部分重金属，如砷等。

Description

一种复合絮凝剂及应用
技术领域
本发明属水处理领域，涉及一种用于高浊度海水快速净化的复合絮凝剂。 
背景技术
东海区域海岛的缺水现象却越来越严重。但是东海入海口附近区域海水浑浊，为海水淡化和海水的直接利用带来了障碍，使得海水利用效率低，成本增加。如何快速的，有效的，絮凝，同时絮凝后的海水不会造成二次污染成为海水利用的关键。 
随着工业和科学技术的发展，无机和有机合成高分子絮凝剂越来越广泛地被应用于各种水及废水的处理。然而，无机和有机合成高分子絮凝剂的生产和应用在取得长足进步的同时，其使用过程中的不安全性和给环境造成的二次污染已越来越引起人们的重视。无机低分子絮凝剂如Al3+的投入，与目前日益增多的老年痴呆症的引发有直接关系;有机合成高分子絮凝剂聚丙烯酞胺是丙烯酞胺多聚体，虽然本身没有任何毒性，但其难生物降解，易造成二次污染，而且聚合单体丙烯酞胺的残留也是一个令人十分担忧的问题，它不仅具有强烈的神经毒性，而且是致癌物质，现在许多国家和领域己禁止或限量使用此类絮凝剂，如美国严格规定其最大投加剂量不得超过1.0g/L。 
在理论和实践的双重驱动下，安全、无毒、高效的微生物絮凝剂大有取代传统絮凝剂的趋势。 
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种复合絮凝剂，所述复合絮凝剂又A水溶液和B水溶液组成，A水溶液由氯化铁和氯化钙按质量比2～4:1的比例配制而成，其中氯化铁的浓度为1-10g/L，氯化钙的浓度为0.25-5g/L，B水溶液是浓度为1-10g/L的海藻酸钠水溶液。 
本发明的另一个目的是提供所述的复合絮凝剂在高浊度海水净化中的应用。 
本发明通过以下步骤实现高浊度海水的净化：按照体积比1-10‰的量，先将A溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止，再按照体积比1-10‰的量，将B溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止，达到净化目的。 
本发明净化高浊度海水的原理是： 
第一步氯化铁絮凝：氯化铁是无机絮凝剂，它的作用机理是以其水解产物对水中颗粒或胶体污染物进行电中和，压缩扩散层,降低Z电位，破坏水化膜，使颗粒脱稳，而产生粗粒絮状体与水分离，钙离子是助凝剂，可辅助促进凝聚； 
第二步海藻酸钠进一步絮凝：由于上步铁离子絮凝后铁离子可能会使色度提高，同时为了进一步降低浊度，利用海藻酸钠进行进一步絮凝，由于海藻酸钠分子主链上带有羧基侧基，它可以与铁离子（Fe2+）、钙离子（Ca2+）混合后，形成水凝胶沉淀，具有较强吸附作用，同时掩盖掉一部分色度。
本发明所用海藻酸钠结构式为： 
Figure GDA00002156904900021
上面结构中的M为β-D-甘露糖醛酸G为α-L-古罗糖醛酸。
钙离子与海藻酸钠交联形成络合物的结构示意为： 
Figure GDA00002156904900022
上面结构中的（a）代表G单元与Ca2+形成蛋盒结构，（b）代表G基团堆积而形成交联网络结构。
本发明提供复合絮凝剂是一种新型、安全无害的絮凝剂，不会造成二次污染，快速， 高效，效果稳定。本发明提供的复合絮凝剂具有（1）矾花大，比单种絮凝剂效果好，同时避免铁离子带来的色度问题；（2）以多种生物絮凝剂为主，摒弃了铝盐类和有机合成大分子絮凝剂，安全无毒；（3）制备简单，原料成本低，使用条件温和；（4）此絮凝剂还可以除去海水中部分重金属，如砷等。 
具体实施方法 
本发明结合具体实施例作进一步的说明。
实施例1在容器中按照氯化铁和氯化钙质量比2:1的比例制成A水溶液，其中氯化铁的浓度为1g/L。再在另一容器中放入海藻酸钠制成B水溶液，浓度为1g/L。最后按照体积比10‰的量，将A溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止。再按照体积比10‰的量，将B溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止。水质变化见表1。 
表1 水质变化表：
   浊度(NTU)   COD(mg/L)   砷(μg/L)
  絮凝处理前   585   10   1.62
  本发明絮凝处理后   7   5   0.84
  单用氯化铁   85   6   1.5
  单用海藻酸钠   234   8   1.2
实施例2 
在容器中按照氯化铁和氯化钙质量比3:1的比例制成A水溶液，其中氯化铁的浓度为10g/L。再在另一容器中放入海藻酸钠制成B水溶液，浓度为10g/L。最后按照体积比1‰的量，将A溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止。再按照体积比1‰的量，将B溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止。水质变化见表2。
表2
   浊度(NTU)   COD(mg/L) 砷(μg/L)
  絮凝处理前   585   10   1.62
  絮凝处理后   9   4   0.67
  单用氯化铁   96   8   1.4
  单用海藻酸钠   254   6   1.12
实施例3 
在容器中按照氯化铁和氯化钙质量比4:1的比例制成A水溶液，其中氯化铁的浓度为5g/L。再在另一容器中放入海藻酸钠制成B水溶液，浓度为5g/L。最后按照体积比5‰的量，将A溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止。再按照体积比5‰的量，将B溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止。水质变化见表3。 
表3
   浊度(NTU)  COD(mg/L)   砷(μg/L)
  絮凝处理前   585   10   1.62
  絮凝处理后   8   8   0.92
  单用氯化铁和氯化钙   123   6   1.53
  单用海藻酸钠   275   8   1.26
实施例4 
在容器中按照氯化铁和氯化钙质量比4:1的比例制成A水溶液，其中氯化铁的浓度为5g/L。再在另一容器中放入海藻酸钠制成B水溶液，浓度为5g/L。最后按照体积比10‰的量，将A溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止。再按照体积比10‰的量，将B溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止。水质变化见表4。
表4
   浊度(NTU)  COD(mg/L)   砷(μg/L)
  絮凝处理前   585   10   1.62
  絮凝处理后   9   8   1.14
  单用氯化铁和氯化钙   123   7   1.58
  单用海藻酸钠   265   8   1.26

Claims (1)

1.一种复合絮凝剂在净化高浊度海水中的应用，其特征在于，通过以下步骤实现：按照体积比1-10‰的量，先将A溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止，再按照体积比1-10‰的量，将B溶液添加到浑浊的海水中，迅速搅拌后静止，达到净化目的；所述A溶液由氯化铁和氯化钙按质量比2 ~ 4: 1的比例配制而成，其中氯化铁的浓度为1-10g/L，氯化钙的浓度为0.25-5g/L，B水溶液是浓度为1-10g/L的海藻酸钠水溶液。
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