CN104229960A - 复合型有机絮凝剂 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种复合型有机絮凝剂，属于一种有机絮凝剂。由下列质量份的原料组成的：聚合硫酸铝铁，氧化铝≥29%，氧化铁3～5%，86~92份，果胶，胶凝度150±5度，灰分小于2%，分子量10万～30万，0.4~0.6份，木质素磺酸钠，含量45%～50%，4~6份，乙烯磺酸钠，含量35%～40%，2~4份，聚丙烯酸钠，固含量＞35%～40%，2~3份。优点是显著提升了沉淀池的出水水质、出水稳定性，还大大降低了药剂耗量，从而既为水处理设备的安全、经济、稳定运行提供了保证，也大幅降低了水处理运行成本，具有显著的社会效益和经济效益。

Description

复合型有机絮凝剂

技术领域

本发明属于一种有机絮凝剂。

背景技术

预处理是保证后续各级水处理设备进水水质的技术手段，尤其是后续处理采用膜系统时。而混凝澄清处理由于投资少、运行费用低，对进水水质适应性强，出水水质稳定等众多优点，因此在预处理时得到了广泛使用。目前，混凝处理药剂分为混凝剂和助凝剂，混凝剂分为无机混凝剂、有机高分子混凝剂、合成高分子絮凝剂、微生物絮凝剂，而助凝剂主要包括pH值调节型、氧化型、无机高分子型助凝剂。

无机混凝剂主要分为铝盐、铁盐，研究表明单一的铝盐、铁盐会使得出水存在铝盐、铁盐二次沉积现象；而单一有机高分子混凝剂的性能会受到pH值影响较大，主要原因是有机高分子物质在不同的pH值时，以不同的单体物质存在；而微生物絮凝剂主要依靠微生物的吸附作用，只适用于负电荷较高的胶体水系；正常情况下，以上三种混凝剂均需要辅以少量的有机高分子混凝剂，才能达到最佳的处理效果，此外有机合成物质的种类繁多，性能可根据不同需要进行聚合、缩聚等过程加以修正，因此有机合成高分子絮凝剂是当前混凝处理药剂主要的研究方向。

而常规水处理的助凝剂多采用聚丙烯酰胺，对带负电荷的胶体体系的水源是不适用的；氧化剂多用于有机物质含量较高的水体处理。

发明内容

本发明提供一种复合型有机絮凝剂，具有较好的混凝、助凝效果，能够较好地消除常规混凝剂、助凝剂使用时的不良影响，并大幅降低了药剂使用剂量。

本发明采取的技术方案是：由下列质量份的原料组成的：

聚合硫酸铝铁，氧化铝≥29%，氧化铁3～5%，86~92份，

果胶，胶凝度150±5度，灰分小于2%，分子量10万～30万，0.4~0.6份，

木质素磺酸钠，含量45%～50%，4~6份，

乙烯磺酸钠，含量35%～40%，2~4份，

聚丙烯酸钠，固含量＞35%～40%，2~3份。

使用方法：配制成5～10%的溶液，采用变频计量泵加入至水力混合器，加药剂量宜自动根据单因子自控仪（测量水中的电荷特征）显示值（-5～10mv）进行。

本发明优点是对水质适用性强、不受pH值影响，在水中分子延伸层大，离子分散度高，对阴阳离子物质均有较好的除去能力，兼具了混凝沉降性能、助凝性能，无需采用其他助剂便大幅提升混凝澄清效果，在进水浊度小于200NTU时，系统出力在10～100%范围内，出水浊度均在1NTU以下，同时对有机物、常见金属离子、CODcr、BOD5均在70%以上，尤其是对城市再生水的混凝处理效果最佳，显著提升了沉淀池的出水水质、出水稳定性，还大大降低了药剂耗量，从而既为水处理设备的安全、经济、稳定运行提供了保证，也大幅降低了水处理运行成本，具有显著的社会效益和经济效益。

具体实施方式

实施例1

是由下列质量份的原料组成的：

聚合硫酸铝铁，氧化铝≥29%，氧化铁3～5%，86份，

果胶，胶凝度150±5度，灰分小于2%，分子量10万～30万，0.4份，

木质素磺酸钠，含量45%～50%，4份，

乙烯磺酸钠，含量35%～40%，2份，

聚丙烯酸钠，固含量＞35%～40%，2份。

使用方法：配制成5～10%的溶液，采用变频计量泵加入至水力混合器，加药剂量宜自动根据单因子自控仪（测量水中的电荷特征）显示值（-5～10mv）进行。

实施例2

是由下列质量份的原料组成的：

聚合硫酸铝铁，氧化铝≥29%，氧化铁3～5%，89份，

果胶，胶凝度150±5度，灰分小于2%，分子量10万～30万，0.5份，

木质素磺酸钠，含量45%～50%，5份，

乙烯磺酸钠，含量35%～40%，3份，

聚丙烯酸钠，固含量＞35%～40%，2.5份。

实施例3

是由下列质量份的原料组成的：

聚合硫酸铝铁，氧化铝≥29%，氧化铁3～5%，92份，

果胶，胶凝度150±5度，灰分小于2%，分子量10万～30万，0.6份，

木质素磺酸钠，含量45%～50%， 6份，

乙烯磺酸钠，含量35%～40%， 4份，

聚丙烯酸钠，固含量＞35%～40%， 3份。

下边通过现场应用例来进一步说明本发明的效果。

某电厂原水采用反应沉淀进行处理，出水进入1000m³/h清水池，其中600m³/h清水通过3×50%水泵送至化学水处理系统，400m³/h通过3×50%水泵送至生活水处理装置，生活水处理装置采用多介质过滤、消毒后经生活水变频泵送至生活区及家属区用水母管，多介质过滤失效后采用水反冲洗及空气擦洗，反洗排水经水泵提升至反应沉淀池入口，沉淀池排泥采用污泥脱水设备处理，上清水回到反应沉淀池入口，泥饼外运，所有设备采用室内布置。原水预处理系统流程主要为：    

 嫩江水进入沉淀池，沉淀池中加混凝剂、助凝剂，进入清水池、多介质过滤器、生活水池，进行消毒处理，进入用水点。

预处理系统采用2套斜板沉淀池，主要由管式混合装置、折板絮凝装置、斜板沉淀装置、集水装置、排泥脱水及电控装置组成。系统设计温度：4～30 ℃，沉淀池出水指标为：总悬浮物≤20mg/L、6.5≤pH≤8.5，多介质过滤器出水浊度≤1NTU，消毒后生活用水满足《生活饮用用水标准》（GB5749-2006）的要求，主要指标：CODMn≤3mg/L、6.5≤pH≤8.5、Mn≤0.1mg/L、Fe≤0.2mg/L。二氧化氯装置采用30～33%的浓盐酸和必须符合DIN19617的溶液强度（如纯度为24.5%时亚氯酸钠300g/L）的亚氯酸钠与水共同通过化学反应制取。

从2009年预处理系统正常运行以来，混凝剂采用聚合硫酸铁，2010年6月，过滤器运行周期明显缩短，检查发现过滤器内部有一层铝盐淤泥，原因是沉淀池出水浊度随原水水质波动大，出水浊度均在2.0～3.5NTU之间，此外，铁盐水解产物随水流进入后续系统，在流速过滤器内部发生析出污染，使得过滤器运行周期较短。

电厂化学专业经过技术改造和运行调整后，情况虽有所好转，但系统仍受嫩江水水质随季节变化大影响，冬季絮凝体较小，沉降速度较慢，时常出现沉淀池清水区浑浊现象。2011年、2012年冬季期间，出水浊度仍普遍高于进水浊度，同时混凝剂、助凝剂剂量较大。

从2014年1月～6月，1号池开始采用本发明复合有机絮凝剂。

1月10日停运2台沉淀池、放尽积水，并对池体底部、斜板、集水槽等进行了清理。为了对比实际应用效果，同时投入2台沉淀池运行，1号沉淀池混凝剂采用本发明复合有机絮凝剂，2号沉淀池仍按照聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺。

试验开始时，原水温度在7.3℃，浊度在7.5NTU。初期，2台沉淀池进水流量控制在额定出力的20%（120m³/h），调节混凝剂、助凝剂加药泵的行程、频率最大，运行0.5小时后逐渐提高流量至额定出力的30%（180m³/h）至池体满水，对不合格水排放至泥渣池，降低混凝剂、助凝剂的行程、频率，1号池运行2小时候，出水浊度为1.1～1.3NTU, 2号池出水浊度为2.5～3.0NTU,此后，每30分钟提升一次1、2号沉淀池的进水流量，每次提升幅度为额定出力的10%，直到额定出力。

在额定出力流量下，均以出水水质合格为控制指标进行对比，1号池混凝剂加药量（以铁计）为3.2mg/L，2号池聚合硫酸铁（以铁计）为16.3mg/L，助凝剂加药量为2～3mg/L。运行1小时后，1号池分离区清水深度为1.2m，出水浊度0.88NTU；2号池分离区水较浑浊，出水浊度4.5NTU，提升2号池加药量（以铁计）至18mg/L左右，运行2小时后，分离区水中较清澈，但水中悬浮有大量细小絮凝体，出水浊度3.96NTU。继续提升2号池加药量（以铁计）至20mg/L，运行2小时后，分离区水中清澈，但水中仍悬浮有细小絮凝体，出水浊度3.67NTU。表明即使继续大幅提升2号池硫酸铁剂量，出水浊度会小幅降低，出水铁含量则会迅速地增加。

提升1号池混凝剂加入量（以铁计）至5mg/L，运行2小时后，出水浊度0.65NTU，铁含量24.3μg/L。继续提升加入量（以铁计）至6mg/L，出水浊度0.6NTU；逐渐降低混凝剂加入量（以铁计）为2mg/L、3mg/L，出水中浊度分别为1.06NTU、0.89NTU。

2014年5月～6月，原水温度在14～18℃之间，浊度一般在19～45NTU之间，最大浊度为45.4NTU。整个运行期间，1号池中混凝剂剂量（以铁计）为4～5 mg/L，出水浊度均保持在1.0NTU以下。2号池中混凝剂剂量（以铁计）为20～25 mg/L，出水浊度均保持在2.0～2.5NTU之间。

2014年1～4月，进水属于低温低浊水，采用本发明复合型有机絮凝剂，出水水质均较稳定。在完全满足出水水质指标的情况下，药剂加入量大幅将少，大大降低了运行成本，解决了2009～2012年冬季期间采用聚合硫酸铁处理时出水浊度常常大于设计出水控制指标（＜3NTU），过滤器运行周期短的问题。

2014年5～6月，进水不属于高浊水，1号池的药剂剂量明显低于2号池，同时出水水质也明显好于2号池。

2014年1月至6月初，5个月期间共处理原水218万m³左右，节省混凝剂费用1.47万元，助凝剂费用4.5万元，此外过滤器反洗间隔由原来的8～12小时延长至18～24小时，共减少清水耗量近4000m³左右（每吨2.5元），5个月共节省运行成本近7万元，此外，采用此工艺后，超滤、反渗透保安过滤器污堵现象得到根本治理，降低了超滤反洗的废水量和膜系统的清洗次数，减少了废液处理负担，节省保安过滤器滤元更换费用约9万元。

综上所述，采用本发明复合型有机絮凝剂，不仅显著提升了沉淀池的出水水质、出水稳定性，还大大降低了药剂耗量，从而既为水处理设备的安全、经济、稳定运行提供了保证，也大幅降低了水处理运行成本，具有显著的社会效益和经济效益。

Claims (2)

1.一种复合型有机絮凝剂，其特征在于：是由下列质量份的原料组成的：

聚合硫酸铝铁，氧化铝≥29%，氧化铁3～5%，86~92份，

果胶，胶凝度150±5度，灰分小于2%，分子量10万～30万，0.4~0.6份，

木质素磺酸钠，含量45%～50%，4~6份，

乙烯磺酸钠，含量35%～40%，2~4份，

聚丙烯酸钠，固含量＞35%～40%，2~3份。

2.根据权利要求1所述的复合型有机絮凝剂，其特征在于：是由下列质量份的原料组成的：

聚合硫酸铝铁，氧化铝≥29%，氧化铁3～5%，89份，

果胶，胶凝度150±5度，灰分小于2%，分子量10万～30万，0.5份，

木质素磺酸钠，含量45%～50%，5份，

乙烯磺酸钠，含量35%～40%，3份，

聚丙烯酸钠，固含量＞35%～40%，2.5份。