CN104709989B - 一种废水处理的混凝剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种废水处理混凝剂，该废水处理混凝剂由下列重量份数的组分制得：聚合硫酸镁‑二甲基二烯丙基氯化铵20～30份，十八水合硫酸铁10～15份，碳酸钠1～2.5份，聚乙烯酰胺2～3份，高锰酸钾2～3份，聚合氯化铝1～3份。本发明的混凝剂集成了无机混凝剂和有机混凝剂的优点，在加量相近的情况下的混凝效果比PAS、PDMDAAC、PAC、PAM、聚合氯化铝这些常规混凝剂的混凝效果都要好，其COD去除率相比增加29.9％～14.6％；色度去除率相比增加50.8％～70％。
Description
技术领域
本发明涉及一种废水处理的混凝剂及其制备方法。
背景技术
污水处理工艺分成一级处理、二级处理和三级处理。对于食品工业污水，一级处理一般是采用固液分离技术去除污水中的悬浮物和漂浮物；二级处理是主要处理过程，一般采用生物处理技术去除水中有机物等有毒物质，一般采用膜处理法、强氧化剂等技术将污水进一步进化。
在污水处理过程中，混凝是一个非常重要的环节。它可以有效去除污水中呈悬浮状的固体污染物，使之发生沉降。食品工业废水具有悬浮物、油脂含量高，重金属离子多，COD和BOD数值大，水质和水量变化幅度大，氮、磷化合物含量高，某些情况下水温也较高等特点。混凝剂的种类也多种多样，选择合适的混凝剂对不同性质的污水进行处理可以起到一定的针对性和更好的混凝效果。
混凝剂能促进胶体微粒及其它悬浮颗粒凝聚成无定型混凝物沉淀下来，是一种污水处理过程中必须的化学试剂。现在污水的水质复杂化，原有单一絮凝剂难以满足水处理的要求，因此复合混凝剂已经成为人们的关注重点，复合混凝剂不仅保留了原有优点，而且由于协同效应还增强了混凝性能。基于复合混凝剂的化学组成，复合混凝剂可以分为无机-无机复合混凝剂、无机-有机复合混凝剂以及有机-有机复合混凝剂。就具体处理效果来说，无机-有机复合高分子混凝剂是相对较好的。无机高分子混凝剂对各种复杂成分的水处理适用性强，成本低，但生成絮体小，且投药量大，生成污泥量大。相比之下，有机高分子絮凝剂可带-COO-、-NH-、-OH等亲水基团，可具链状、环状等多种结构，利于污染物进入絮体，具有所需用量少、形成絮团大、残余污泥易处理、脱色性好等优点。两者的结合使用效果优于单一絮凝剂的使用效果。
发明内容
为解决以上技术问题，本发明的目的在于提供一种可高效去除餐饮废水中的蛋白质、脂肪及悬浮物的废水处理混凝剂及其制备方法。
为实现上述目的，本发明提供一种废水处理混凝剂，该废水处理混凝剂由下列重量份数的组分制得：
聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵20～30份，十八水合硫酸铁10～15份，碳酸钠1～2.5份，聚乙烯酰胺2～3份，高锰酸钾2～3份，聚合氯化铝1～3份。
本发明还提供上述一种废水处理混凝剂的制备方法，包括下述步骤：
(1)制备聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵
将硫酸镁置于混合釜内，加水调配得到含量以氧化镁计其质量分数为40～50％的硫酸镁溶液；
在70℃搅拌获得的硫酸镁溶液，同时滴加质量分数为15％的Na2CO3溶液，控制其盐基度到50～55％，静止3小时，获得聚合硫酸镁溶液；
在65℃搅拌聚合硫酸镁溶液，加入分子量为30～40万的聚二甲基二烯丙基氯化铵质量分数计其含量25～35％的二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，使混合溶液中聚合硫酸镁溶液的含量以氧化镁计与聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为20∶1～15∶1；
(2)配制混凝剂
准备原料：聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵20～30份，十八水合硫酸铁10～15份，碳酸钠1～2.5份，聚乙烯酰胺2～3份，高锰酸钾2～3份，聚合氯化铝1～3份，放入密闭容器内，加水于阴凉处静置24～48小时；
将静置后的原料放入可加热的容器内，缓慢加热至60～80℃，充分搅拌，使原料充分混合；
混合后的原料呈粘稠状，常温下冷却8～12小时；
再次加热，在80～100℃环境下充分搅拌，使混合物的含水量小于5份；置于密闭容器中在常温条件下冷却至初凝；得到纯度高于95％的混合物，存放于阴凉干燥处。
优选的，在步骤(1)中，混合溶液中聚合硫酸镁溶液的含量以氧化镁计与聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为18∶1～16∶1。
优选的，在步骤(2)中聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵25～27份，十八水合硫酸铁12～13份，碳酸钠1.5～2份，聚乙烯酰胺2～2.5份，高锰酸钾2.5～3份，聚合氯化铝2～3份，放入密闭容器内，加水于阴凉处静置24～48小时。
有益效果
本发明的混凝剂集成了无机混凝剂和有机混凝剂的优点，在加量相近的情况下的混凝效果比PAS、PDMDAAC、PAC、PAM、聚合氯化铝这些常规混凝剂的混凝效果都要好，其COD去除率相比增加29.9％～14.6％；色度去除率相比增加50.8％～70％。
具体实施方式
实施例1
制备聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵
将硫酸镁置于混合釜内，加水调配得到含量以氧化镁计其质量分数为40％的硫酸镁溶液。在70℃搅拌获得的硫酸镁溶液，同时滴加质量分数为15％的Na2CO3溶液，控制其盐基度到50％，静止3小时，获得聚合硫酸镁溶液；在65℃搅拌聚合硫酸镁溶液，加入分子量为30～40万的聚二甲基二烯丙基氯化铵质量分数计其含量25％的二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，使混合溶液中聚合硫酸镁溶液的含量以氧化镁计与聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为20∶1。
配制混凝剂
准备原料：聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵20份，十八水合硫酸铁10份，碳酸钠1份，聚乙烯酰胺2份，高锰酸钾2份，聚合氯化铝1份，放入密闭容器内，加水于阴凉处静置24小时。
将静置后的原料放入可加热的容器内，缓慢加热至60℃，充分搅拌，使原料充分混合。混合后的原料呈粘稠状，常温下冷却8小时。再次加热，在80℃环境下充分搅拌，使混合物的含水量小于5份；置于密闭容器中在常温条件下冷却至初凝；得到纯度高于95％的混合物，存放于阴凉干燥处。
实施例2
制备聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵
将硫酸镁置于混合釜内，加水调配得到含量以氧化镁计其质量分数为50％的硫酸镁溶液。在70℃搅拌获得的硫酸镁溶液，同时滴加质量分数为15％的Na2CO3溶液，控制其盐基度到55％，静止3小时，获得聚合硫酸镁溶液；在65℃搅拌聚合硫酸镁溶液，加入分子量为30～40万的聚二甲基二烯丙基氯化铵质量分数计其含量35％的二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，使混合溶液中聚合硫酸镁溶液的含量以氧化镁计与聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为15∶1。
配制混凝剂
准备原料：聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵30份，十八水合硫酸铁15份，碳酸钠2.5份，聚乙烯酰胺3份，高锰酸钾3份，聚合氯化铝3份，放入密闭容器内，加水于阴凉处静置48小时。
将静置后的原料放入可加热的容器内，缓慢加热至80℃，充分搅拌，使原料充分混合。混合后的原料呈粘稠状，常温下冷却12小时。再次加热，在80～100℃环境下充分搅拌，使混合物的含水量小于5份；置于密闭容器中在常温条件下冷却至初凝；得到纯度高于95％的混合物，存放于阴凉干燥处。
实施例3
制备聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵
将硫酸镁置于混合釜内，加水调配得到含量以氧化镁计其质量分数为47％的硫酸镁溶液。在70℃搅拌获得的硫酸镁溶液，同时滴加质量分数为15％的Na2CO3溶液，控制其盐基度到53％，静止3小时，获得聚合硫酸镁溶液；在65℃搅拌聚合硫酸镁溶液，加入分子量为30～40万的聚二甲基二烯丙基氯化铵质量分数计其含量30％的二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，使混合溶液中聚合硫酸镁溶液的含量以氧化镁计与聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为16∶1。
配制混凝剂
准备原料：聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵25份，十八水合硫酸铁12份，碳酸钠2份，聚乙烯酰胺2.5份，高锰酸钾2.5份，聚合氯化铝2份，放入密闭容器内，加水于阴凉处静置30小时。
将静置后的原料放入可加热的容器内，缓慢加热至75℃，充分搅拌，使原料充分混合。混合后的原料呈粘稠状，常温下冷却10小时。再次加热，在90℃环境下充分搅拌，使混合物的含水量小于5份；置于密闭容器中在常温条件下冷却至初凝；得到纯度高于95％的混合物，存放于阴凉干燥处。
为了解本发明的混凝剂的混凝能力，在同样条件下将它与聚合硫酸铝(PAS)、聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)、聚合氯化铝(PAC)，聚丙烯酰胺(PAM)、三氯化铁等常规混凝剂进行了对比。实验过程如下：
加入250mL搅拌均匀的餐饮废水于1～6号烧杯，在1号烧杯中加入5mL本发明的混凝剂，在2号烧杯中加入合成的硫酸铝2g，3号烧杯中加入聚丙烯酰胺(PAM)5mL(加量为1000mg/L)，4号加入PDMDAAC0.62g(加量为1000mg/L)，5号加入PAC2.5mL(加量为1000mg/L)，6号加入聚合三氯化铁2g，同时快速搅拌1min，慢速搅拌3min，然后静置。取上清液，测试其COD和色度结果见表1。
表1不同混凝剂混凝之后的COD和色度变化
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包括在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种废水处理混凝剂的制备方法，包括下述步骤：
(1)制备聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵
将硫酸镁置于混合釜内，加水调配得到含量以氧化镁计其质量分数为40～50％的硫酸镁溶液；
在70℃搅拌获得的硫酸镁溶液，同时滴加质量分数为15％的Na2CO3溶液，控制其盐基度到50～55％，静止3小时，获得聚合硫酸镁溶液；
在65℃搅拌聚合硫酸镁溶液，加入分子量为30～40万的聚二甲基二烯丙基氯化铵质量分数计其含量25～35％的二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，使混合溶液中聚合硫酸镁溶液的含量以氧化镁计与聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为20∶1～15∶1；
(2)配制混凝剂
准备原料：聚合硫酸镁-二甲基二烯丙基氯化铵20～30份，十八水合硫酸铁10～15份，碳酸钠1～2.5份，聚乙烯酰胺2～3份，高锰酸钾2～3份，聚合氯化铝1～3份，放入密闭容器内，加水于阴凉处静置24～48小时；
将静置后的原料放入可加热的容器内，缓慢加热至60～80℃，充分搅拌，使原料充分混合；
混合后的原料呈粘稠状，常温下冷却8～12小时；
再次加热，在80～100℃环境下充分搅拌，使混合物的含水量小于5份；置于密闭容器中在常温条件下冷却至初凝；得到纯度高于95％的混合物，存放于阴凉干燥处。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(1)中，混合溶液中聚合硫酸镁溶液的含量以氧化镁计与聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为18∶1～16∶1。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在步骤(2)中聚合硫酸镁～二甲基二烯丙基氯化铵25～27份，十八水合硫酸铁12～13份，碳酸钠1.5～2份，聚乙烯酰胺2～2.5份，高锰酸钾2.5～3份，聚合氯化铝2～3份，放入密闭容器内，加水于阴凉处静置24～48小时。
4.一种废水处理混凝剂，该废水处理混凝剂由权利要求1-3中任一方法制得。
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