CN104016454B - 一种用于再生铅废水处理的絮凝沉淀剂的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于再生铅废水处理的絮凝沉淀剂及其制备方法，其步骤为：以聚丙烯酰胺溶液为絮凝剂，其特征在于：以羟甲基纤维素钠溶液为沉淀剂，硅酸钠溶液为助凝剂，其中，羧甲基纤维素钠与硅酸钠的配比在1：10—1：20。本发明的有益效果在于：（1）配方简单，原料来源广泛、价格低、操作性强，可工业化应用。（2）本絮凝沉淀剂在传统絮凝剂聚丙烯酰胺的基础上采用羧甲基纤维素钠沉淀剂，同时引入了硅酸钠助溶剂，混合絮凝沉淀剂能发挥每种成分的优点，提高沉淀效率，沉淀效率可达99%以上。

Description

一种用于再生铅废水处理的絮凝沉淀剂的制备方法

技术领域

本发明涉及一种用于再生铅废水处理的絮凝沉淀剂及其制备方法。

背景技术

一般来说，在形成的絮体大小、密实度、沉降速度以及最终絮凝效果等方面，无机低分子和高分子絮凝剂不如无机-有机高分子分子复合絮凝剂，同时用药量前者也明显多于后者。阴离子有机高分子絮凝剂不能为带负电荷的胶体粒子提供中和电荷作用，单独作为絮凝剂时效果很差。无机絮凝剂对各种复杂成分的水处理实用性强，可有效去除微纳米级的微粒颗粒物，但生成的絮凝体小，投药量大。而有机絮凝剂用量少，絮凝速度快，受共存盐类、介质pH和温度影响较小，生成的污泥量小。有机高分子所带的-COOH-,-NH-,-SO₃-,-OH-等亲水基团可具链状、环状结构，可使污染物进入絮体，脱色性能好。但是某些有机高分子物质或其水解、降解产物有毒性，或合成价格较高，所以现在较多是将无机絮凝剂与有机絮凝剂复合使用，或把Fe³⁺,AI³⁺等高价阳离子引入有机絮凝剂，有效克服了无机絮凝剂分子链短的不足，通过微粒之间的架桥形成大的絮凝体，通过卷扫去除微小颗粒。

但是，单一的水处理剂在使用时，需要多次溶解，多次投放，造成操作过程过于繁杂，同时，水处理过程中功能过于单一，也会影响污水处理的效果。

发明内容

本发明旨在提供一种再生铅行业铅离子絮凝沉淀剂及其制备方法，其步骤为：以聚丙烯酰胺溶液为絮凝剂，其特征在于：以羟甲基纤维素钠溶液为沉淀剂，硅酸钠溶液为助凝剂，其中，羧甲基纤维素钠与硅酸钠的配比在1：10—1：20。

若无特别说明，本发明所指的比例均为质量比。

混合后在温度为20~35℃条件下将絮凝沉淀剂，即聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠，用恒温水浴床搅拌加热；用稀盐酸或者稀氢氧化钠溶液调节混合液pH值，pH值取值在6~7之间。

所述的硅酸钠水溶液与水的溶解比例在1:50~1:100。

所述的羧甲基纤维素钠与水的溶解比例在1:80~1:100。

在配置CMC时力求做到以下几点：1、使用中性而不含盐类和夹杂物的水为宜；2、使用40度左右，但不超过60度的温水可加速絮凝剂溶解；3、溶解时应将CMC缓慢撒入水中，一次撒过多会出现难溶胶团；4、溶解搅拌时不能过猛，否则会使聚合物降解，搅拌应以100~300r/min为宜；5、溶解度按干基控制于0.1~0.5%，在使用前再稀释到0.05%，使用多少溶解多少，稀溶液易发生降解。

本发明的有益效果在于：

（1）配方简单，原料来源广泛、价格低、操作性强，可工业化应用。

（2）本絮凝沉淀剂在传统絮凝剂聚丙烯酰胺的基础上采用羧甲基纤维素钠沉淀剂，同时引入了硅酸钠助溶剂，混合絮凝沉淀剂能发挥每种成分的优点，提高沉淀效率，沉淀效率可达99%以上。

本发明的显著特点为各组分经复配后能发挥絮凝剂絮体强度大，高分子絮凝剂絮体大的优点。克服了无机絮凝剂絮体小以及有机絮凝剂絮体强度低的缺点。高效吸附组分的存在起到了吸附难絮凝沉淀的有机物及重金属离子的作用，同时具有助凝、去味的作用。因此本发明具有混凝效果好，矾花大，沉降速度快，出水水质好，投药量少等特点。本发明综合无机及有机絮凝剂的特点，改善了药剂投加方式，多层缓释的结构增加了药剂的作用效率，提高了药剂的效能。合成有机高分子絮凝剂如聚丙烯酰胺等，其效果优于无机絮凝剂，且用量少，但售价较高，而且尽管高聚物本身没有毒性，但其所包含在高聚物内部没有参加反应的单体，如丙烯酰胺等却具有很大的毒性。

聚丙烯酰胺具有用量少、澄清水质能力强、絮凝速度快、不易受水的pH值影响、生成的污泥量少等优点获得了广泛应用，但是聚丙烯酰胺具有强烈的神经毒性和一定的致癌性，大量聚丙烯酰胺用于处理废水时会产生高分子残留，破坏水体生物链，进而影响到人类健康。

本发明提供的羧甲基纤维素钠-水解聚丙烯酰胺复合絮凝剂的制备方法，具有操简单、合成时间短的特点，所用主要原料为来源丰富的天然高分子产品，成本低廉适合工业化生产，是一种经济的获得高品质的水处理剂的制备方法。廉价实用、无毒无害，能够有效去除废水处理系统中高浓度有机污染物与悬浮物，并且对色度也具有较好的去除效果，可代替多种药剂使用。本发明配方合理，使用效果好，生产成本低。

本发明操作简单易控、运行时间短、成本低廉，具有良好的社会、环境、经济效益，应用前景广阔。本发明得到的絮凝剂的正、负电荷含量相当，其溶液性质呈反聚电解质效应，溶液性能不会随外界盐浓度增大而发生剧烈变化，絮凝效果优异。同时，得到的絮凝剂带有的疏水基团形成物理交联，因此增强了絮凝剂的抗盐能力，从而提高了其絮凝效果。絮凝剂制备操作简单，可直接使用；所制备的絮凝剂具有用量小，絮体直径大和沉降快等优点。

经过实验得出，使用本发明絮凝处理后得到的絮凝体直径，比在相同实验条件下的单一聚丙烯酰胺絮凝剂絮凝体平均直径大1.5倍左右，絮凝搅拌时间平均缩短70~80%，比使用羧甲基纤维素钠和硅酸钠溶液絮凝剂所得絮凝体平均直径大1.2左右，沉淀时间平均缩短60~70%。三种试剂配伍使用减小了聚丙烯酰胺的大量单一使用，羧甲基纤维素钠原料廉价易得，可以是絮凝剂价格下降60~70%，有利于工业化的利用。

附图说明

图1是污水沉淀后的主要指标参照表。

具体实施方式

具体实施例1

羧甲基纤维素钠溶液的配置具有以下步骤：使用中性不含盐类和夹杂物的水，水温控制在40摄氏度，将羧甲基纤维素钠缓慢撒入水中，搅拌频率在100~300r/min，溶解度按干基控制在0.1%，在使用前再稀释到0.05%。配置的羧甲基纤维素钠溶液的溶解比例在1：80。羧甲基纤维素钠与硅酸钠的配比在1：10。硅酸钠水溶液的溶解度为1：50。

混合后在温度为20℃条件下将絮凝沉淀剂，即聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠，用恒温水浴床搅拌加热；用稀盐酸或者稀氢氧化钠溶液调节混合液pH值，pH值为6。

具体实施例2

羧甲基纤维素钠溶液的配置具有以下步骤：使用中性不含盐类和夹杂物的水，水温控制在45摄氏度，将羧甲基纤维素钠缓慢撒入水中，搅拌频率在100~300r/min，溶解度按干基控制在0.3%，在使用前再稀释到0.05%。配置的羧甲基纤维素钠溶液的溶解比例在1：100。羧甲基纤维素钠与硅酸钠的配比在1：20。

混合后在温度为20℃条件下将絮凝沉淀剂，即聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠，用恒温水浴床搅拌加热；用稀盐酸或者稀氢氧化钠溶液调节混合液pH值，pH值为7。

硅酸钠水溶液的溶解度为1：100。

使用羧甲基纤维素钠作为絮凝剂，其主要原因在于羧甲基纤维素钠具有如下性质：1、分子中具有阳性基因，絮凝能力强，用量少，处理效果明显。2、溶解性好，活性高，在水体中凝聚形成的矾花大，沉降快，比其他水溶性高分子聚合物净化能力大2-3倍。3、适应性强受水体PH值和温度影响小，原水净化后达到国家引用水标准，处理后水中悬浮颗粒达到絮凝澄清的目的，有利于离子交换处理和高纯水的制备。4、腐蚀性小，操作简便，能改善投药工序的劳动强度和劳动条件。

水处理剂复配使用的作用主要体现在如下几个方面：1、利用不同类型水处理剂之间的协同效应，增强絮凝体的絮凝效率。2、利用不同絮凝剂的不同功能，通过复配形成多功能的絮凝剂。3、降低絮凝剂的用量和水处理成本，有时单一的水处理剂价格昂贵，如与廉价的其他水处理剂复配后可降低投加浓度从而简化及方便操作。单一的水处理剂在现场使用时，往往要分别溶解和投加，造成操作麻烦，制成复合配方则可以一次投加便于使用。

Claims (3)

1.一种用于再生铅废水处理的絮凝沉淀剂的制备方法，其步骤为：以聚丙烯酰胺溶液为絮凝剂，其特征在于：以羟甲基纤维素钠溶液为沉淀剂，硅酸钠溶液为助凝剂，其中，羧甲基纤维素钠与硅酸钠的配比在1：10—1：20，所述的配比为质量比；混合后在温度为20~35℃条件下将絮凝沉淀剂，即聚丙烯酰胺和羧甲基纤维素钠，用恒温水浴床搅拌加热；用稀盐酸或者稀氢氧化钠溶液调节混合液pH值，pH值取值在6~7之间。

2.根据权利要求1所述的一种用于再生铅废水处理的絮凝沉淀剂的制备方法，其特征在于：所述的硅酸钠水溶液与水的溶解比例在1:50~1:100，上述配比为质量比。

3.根据权利要求1所述的一种用于再生铅废水处理的絮凝沉淀剂的制备方法，其特征在于：所述的羧甲基纤维素钠与水的溶解比例1:80~1:100，上述配比为质量比。