CN103265104A

CN103265104A - 纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂

Info

Publication number: CN103265104A
Application number: CN201310081289XA
Authority: CN
Inventors: 唐永春; 陈傲洋
Original assignee: Suzhou Xuda Environmental Protection Science & Technology Co Ltd
Current assignee: Suzhou Xuda Environmental Protection Science & Technology Co Ltd
Priority date: 2013-03-14
Filing date: 2013-03-14
Publication date: 2013-08-28

Abstract

本发明公开了一种纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂，其特征在于，以纳米粉体和阳离子水溶性的有机高分子聚合物按重量百分比进行制备，纳米粉体：0.01-2.5%、有机高分子聚合物：0.5-40%，余量为水。本发明适用于强化工业污水处理、油田伴生水处理、城镇污水深化处理、以及淤泥脱水处理，对油脂、毒害有机物、腐殖质、色度等污染物有较高的处理效果。本发明能强化固水分离，提升沉降速度、减少淤泥体积、以及降低出水混浊度。

Description

纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂

技术领域

本发明涉及一种无机-有机复合絮凝剂，特别涉及一种用于强化污水处理中对油脂、毒害有机物、浊度等污染物去除效果较好的复合式絮凝剂。

背景技术

随着国内工业急速发展，污水排放量持续上升，对于污水处理的需求亦不断增加。混凝沉淀法利用聚凝剂技术处理废水中的悬浮物，在水/污水处理中广泛应用。然而，传统的絮凝剂对于一般水溶性有机物，油脂等其处理效果并不理想。国内外实验研究结果指出传统的絮凝沉淀法对水中有机污染物的去除率只有20%－30%，而且淤泥量多，加重固废处理负担。因此，近年的研究渐渐偏重于复合式的絮凝剂，如专利CN1308990公开了以氧化钙和阴离子聚丙烯酰胺两种药剂配成的复合絮凝剂，能加速颗粒沉降；专利CN1227192利用硅铝酸盐和硫酸亚铁、氧化钙、氯化镁、硫酸铝等复合而成的絮凝剂处利污水中的有机物质；专利CN1206695以由活性氧化钙和聚合氯化铝复配而成，在水处理上能达至破乳、破胶、吸附脱色、除油、脱墨等效果。目前的复合式絮凝剂一般以絮凝剂和助凝剂配合强化混凝效果；或利用吸附剂和絮凝剂配备以改善对有机物的去除效果。然而，一般吸附剂等添加剂在实际应用时一般只作为絮体骨干，而且投加量大以及生成淤泥量多，因而增加处理成本。由于纳米粉体在物理性质上有显着的分别，其独特的量子现象、表面现象、量子穿隧效应等特性能有效强化、应用在不同的技术层面。在絮凝剂的应用上，与传统无机絮凝剂相比，有机高分子聚合物不但剂量少、反应速度快、适用pH广，而且生成淤泥量少，能有效降低废料排放量及处理成本。通过适合的调配、合成工艺与系统优化，此技术有助处理城乡污水、工业废水和油田伴生水等问题，减低河川污染，保障国民用水安全以及整体水资源的可持续性。

发明内容

本发明的目的是纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂，利用纳米粉体特大的表面面积/体积比例、吸附效能等特点强化对有机污染物的去除效果。纳米粉体在有机高分子聚合物中均匀分散，有助于对污水中有机污染物的吸附。同时，纳米粉体能强化絮体骨干架构，生成的絮体密度高、含水量低，而且易于沉淀分离。

为实现上述发明目的，本发明采用了如下技术方案：

一种纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂，其特征在于，以纳米粉体和阳离子水溶性的有机高分子聚合物按重量百分比进行制备，纳米粉体：0.01-2.5%、有机高分子聚合物：0.5-40%，余量为水。

进一步的，所述纳米粉体为纳米氧化物，具体为纳米氧化铝、氧化铁、氧化锌、氧化铜、氧化镁、氧化钛、氧化镍、氧化钴、氧化锆和氧化硅中的一种、两种及以上的组合物。

进一步的，所述阳离子水溶性的有机高分子聚合物为聚季胺盐、聚丙烯酰胺、聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化胺中的一种、两种及以上的组合物。

进一步的，所述纳米粉体的粒径小于100nm。

上述纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，在有机高分子聚合物的合成过程中加入纳米粉体，在反应完毕后经过提纯、精制等工艺制作而成的复合式絮凝剂溶液；或再经过切粒、干燥、研磨等工艺制作而成的复合式絮凝剂干粉。

所述的纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂应用于处理污水的工艺方法，其特征在于，在污水处理絮凝、淤泥脱水等过程中，将纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂加入并进行搅拌混凝混凝分两段进行：快混时搅拌速度为120-800rpm ，持续1-20分钟；慢混时搅拌速度为10-100rpm 进行，持续10-40分钟。

在絮凝作用中，能提高固水分离效果，提升沉降速度，淤泥沉降时间少于30分钟；降低污水浊度，出水悬浮物(S.S.)含量少于20mg/L；提高针对有机污染物等有害物质的去除度达50%以上；对油脂类污染物去除率达90%以上；色度去除率达90%以上。

发明优点：

本发明所述纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂的特点是：

1. 该复合絮凝剂适用于较广泛的pH与温度范围。相较传统絮凝剂，所述的复合式絮凝剂能减免对污水进水的要求与限制。

2. 该复合絮凝剂对油脂、毒害有机物、腐殖质、色度等污染物有较高的处理效果；而且能强化固水分离，提升沉降速度、减少淤泥体积、以及降低出水混浊度。

3. 该复合絮凝剂无毒害，而且残量的复合式絮凝剂能被水中的悬浮物所吸收沉淀，不会对水中生态造成破坏。

4. 该复合絮凝剂应用上容易操作，适用于工业废水处理、油田伴生水处理、城镇污水强化处理、淤泥脱水等工艺。

具体实施方式

以下结合一优选实施例对本发明的技术方案作进一步的说明。

实施例1：

制备：配备PolyDADMAC(聚二甲基二烯丙基氯化胺)原液时，分别加入0mg/L、1000 mg/L、5000 mg/L、10000 mg/L、20000 mg/L的二氧化硅(SiO2)纳米粉体进行搅拌，并在合适条件下进行聚合反应。

应用：含油污水水样含2000mg/L油脂。取含油污水加入至一系列125mL烧杯中，每瓶含100mL污水，分别加入含有0mg/L、1000 mg/L、5000 mg/L、10000 mg/L、20000 mg/L的二氧化硅纳米粉体的PolyDADMAC絮凝剂，絮凝剂投加量为5 mg/L、10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L。絮凝剂投加后进行快混持续30秒；再以慢混持续10分钟。经过15分钟的静止沉淀后，取清液进行检测，测定处理前后水样的含油度和浊度变化。结果表明：在最佳投加量时油脂去除度达99%，浊度去除度达95%。

实施例2：

制备：配备PolyDADMAC(聚二甲基二烯丙基氯化胺)原液时，分别加入0mg/L、1000 mg/L、5000 mg/L、10000 mg/L、20000 mg/L的氧化铝(Al2O3)纳米粉体进行搅拌，并在合适条件下进行聚合反应。

应用：取高色度污水水样加入至一系列125mL烧杯中，每瓶含100mL污水，分别加入含有0mg/L、1000 mg/L、5000 mg/L、10000 mg/L、20000 mg/L的氧化铝纳米粉体的PolyDADMAC絮凝剂，絮凝剂投加量为10 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L、300 mg/L、400 mg/L、500 mg/L。絮凝剂投加后进行快混持续30秒；再以慢混持续10分钟。经过15分钟的静止沉淀后，取清液进行检测，测定处理前后水样的色度和浊度变化。结果表明：在最佳投加量时色度去除度达75%，浊度去除度达80%。

实施例3：

制备：配备PolyDADMAC(聚二甲基二烯丙基氯化胺)原液时，分别加入0mg/L、1000 mg/L、5000 mg/L、10000 mg/L、20000 mg/L的氧化铁(Fe2O3)纳米粉体进行搅拌，并在合适条件下进行聚合反应。

应用：取油田伴生水水样加入至一系列125mL烧杯中，每瓶含100mL水样，分别加入含有0mg/L、1000 mg/L、5000 mg/L、10000 mg/L、20000 mg/L的氧化铁纳米粉体的PolyDADMAC絮凝剂，絮凝剂投加量为10 mg/L、20 mg/L、30 mg/L、40 mg/L、50 mg/L、100 mg/L、150 mg/L、200 mg/L。絮凝剂投加后进行快混持续30秒；再以慢混持续10分钟。经过15分钟的静止沉淀后，取清液进行检测，测定处理前后水样的含油量、粘度和浊度变化。结果表明：在最佳投加量时油脂去除度达98%，粘度下降95%，浊度去除度达95%。

需要指出的是，以上所述者仅为用以解释本发明之较佳实施例，并非企图据以对本发明作任何形式上之限制，是以，凡有在相同之发明精神下所作有关本发明之任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护之范畴。

Claims

1.一种纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂，其特征在于，以纳米粉体和阳离子水溶性的有机高分子聚合物按重量百分比进行制备，纳米粉体：0.01-2.5%、有机高分子聚合物：0.5-40%，余量为水。

2.根据权利要求1所述的纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂，其特征在于，所述纳米粉体为纳米氧化物，具体为纳米氧化铝、氧化铁、氧化锌、氧化铜、氧化镁、氧化钛、氧化镍、氧化钴、氧化锆和氧化硅中的一种、两种及以上的组合物。

3.根据权利要求2所述的纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂，其特征在于，所述阳离子水溶性的有机高分子聚合物为聚季胺盐、聚丙烯酰胺、聚胺、聚二甲基二烯丙基氯化胺中的一种、两种及以上的组合物。

4.根据权利要求3所述的纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂，其特征在于，所述纳米粉体的粒径小于100nm。

5.如权利要求1~4任一项所述的纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂的制备方法，其特征在于，在有机高分子聚合物的合成过程中加入纳米粉体，在反应完毕后经过提纯、精制等工艺制作而成的复合式絮凝剂溶液；或再经过切粒、干燥、研磨等工艺制作而成的复合式絮凝剂干粉。

6.如权利要求1~4任一项所述的纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂应用于处理污水的工艺方法，其特征在于，在污水处理絮凝、淤泥脱水等过程中，将纳米粉体-有机高分子聚合物复合絮凝剂加入并进行搅拌混凝混凝分两段进行：快混时搅拌速度为120-800rpm ，持续1-20分钟；慢混时搅拌速度为10-100rpm 进行，持续10-40分钟。