CN107352630A - 一种新型无机‑有机复合型高分子混凝剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种新型无机‑有机复合型高分子混凝剂，涉及混凝剂领域，包括以下重量份的原料：改性聚丙烯酰胺1‑10份、二甲基二烯丙基氯化铵1‑5份、氯化镁10‑15份、聚合氯化铝60‑80份、氯化钙0.5‑1.5、膨润土5‑10份、碳酸氢钠0.1‑0.5份，本发明通过将改性聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与聚合氯化铝复合，增加了混凝剂的吸附架桥能力和絮凝能力，减少了混凝剂的用量，降低了环保带来的问题，该混凝剂的热稳定性高，长时间放置不易发生分层，具有较好的分散性，应用本发明制成的混凝剂所带电荷密度高，应用的PH范围大，性能高，能够去除工业废水中高达95％的COD和99％的色度和浊度。
Description
技术领域
本发明涉及混凝剂领域，具体涉及一种新型无机-有机复合型高分子混凝剂。
背景技术
混凝是常规水处理工艺中的关键环节之一，混凝剂的优劣直接影响到混凝效果，随着环境污染的日益加剧以及人们对水质的要求越来越高，研制和开发新型高效的混凝剂已经成为一个重要与紧迫的事情。无机高分子混凝剂对各种复杂成分的水处理适用性强，但生成絮体小，且投药量大，生成污泥量大，而有机高分子混凝剂用量少，絮凝速度快，生成污泥量少，但是成本高。为了进一步提高混凝剂使用的经济效益、社会效益和环境效益，无机-有机复合型高分子絮凝剂被开发了出来，无机-有机复合型高分子絮凝剂就是将无机物与天然有机物或人工合成有机物进行复合，从混凝机理来看，复合主要是使絮凝剂同时具备比较强的电中和能力和吸附架桥能力。无机-有机复合絮凝剂与传统无机高分子絮凝剂的价格相差不多，但由于增强了吸附架桥能力，使得无机-有机复合絮凝剂的絮凝效能得到很大提升。相比有机高分子絮凝剂，则增强了电中和能力，不但提升了絮凝效果，价格也更加便宜，此外由于投加量减少，残留在水中的有毒物质也相对少得多。但是，目前无机-有机复合型混凝剂的制备工艺不太完善，使用中还存在因为各组分物化性质之间的差异而影响复合混凝剂的稳定性和使用性能以及难降解和环保的问题。
发明内容
(一)解决的技术问题
目前无机-有机复合型混凝剂的制备工艺不太完善，使用中还存在因为各组分物化性质之间的差异而影响复合混凝剂的稳定性和使用性能，以及难降解和环保的问题。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
一种新型无机-有机复合型高分子混凝剂，包括以下重量份的原料：改性聚丙烯酰胺1-10份、二甲基二烯丙基氯化铵1-5份、氯化镁10-15份、聚合氯化铝60-80份、氯化钙0.5-1.5、膨润土5-10份、碳酸氢钠0.1-0.5份。
优选地，所述新型无机-有机复合型高分子混凝剂，包括以下重量份的原料：改性聚丙烯酰胺5份、二甲基二烯丙基氯化铵5份、氯化镁13份、聚合氯化铝65份、氯化钙1份、膨润土8份、碳酸氢钠0.3份。
其中，上述改性聚丙烯酰胺的制备方法为：将聚丙烯酰胺与甲醛混合置于50-70℃恒温水浴中搅拌反应10-30min，再滴加入二甲胺一起加热反应4-6h，冷却至15℃，用盐酸调节PH值至5，最后缓慢加入硫酸二甲酯，反应1-2h，所得到的产品倒入5℃冷水中，经抽滤、洗涤、40℃-60℃负压干燥即得到改性聚丙烯酰胺。
优选地，上述改性聚丙烯酰胺的制备方法为：将聚丙烯酰胺与甲醛混合置于50℃恒温水浴中搅拌反应10min，再滴加入二甲胺一起加热反应4h，冷却至15℃，用盐酸调节PH值至5，最后缓慢加入硫酸二甲酯，反应1h，所得到的产品倒入5℃冷水中，经抽滤、洗涤、40℃负压干燥即得到改性聚丙烯酰胺。
优选地，上述新型无机-有机复合型高分子混凝剂还包括2-8份的氢氧化钙。
优选地，上述新型无机-有机复合型高分子混凝剂还包括6份的氢氧化钙。
优选地，所述聚合氯化铝的原料包括盐酸以及由铝屑、铝灰、铝渣按一定比例混合而成的混合物。进一步地，所述混合物为铝屑、铝灰、铝渣按重量比1:1:1混合而成。
(三)有益效果
本发明提供了一种新型无机-有机复合型高分子混凝剂，通过将改性聚丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与聚合氯化铝复合，增加了混凝剂的吸附架桥能力和絮凝能力，减少了混凝剂的用量，降低了环保带来的问题。使用的聚合氯化铝为工业下脚料制备而成，废物利用，减少了成本。组分中的膨润土，能让该混凝剂的热稳定性有较大提高，长时间放置不易发生分层，具有较好的分散性，加入的氢氧化钙能与膨润土起协同作用，能使混凝剂更加稳定。应用本发明制成的混凝剂所带电荷密度高，应用的PH范围大，性能高，能够去除工业废水中高达95％的COD和99％的色度和浊度。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
一种新型无机-有机复合型高分子混凝剂，包括以下重量份数的原料：改性聚丙烯酰胺5份、二甲基二烯丙基氯化铵5份、氯化镁13份、聚合氯化铝65份、氯化钙1份、膨润土8份、碳酸氢钠0.3份。
其中改性聚丙烯酰胺的制备方法为：将聚丙烯酰胺与甲醛混合置于50℃恒温水浴中搅拌反应10min，再滴加入二甲胺一起加热反应4h，冷却至15℃，用盐酸调节PH值至5，最后缓慢加入硫酸二甲酯，反应1h，所得到的产品倒入5℃冷水中，经抽滤、洗涤、40℃负压干燥即得到改性聚丙烯酰胺。
所述聚合氯化铝的原料包括盐酸以及由铝屑、铝灰、铝渣按一定比例混合而成的混合物，所述混合物为铝屑、铝灰、铝渣按重量比1:1:1混合而成。
实施例2：
一种新型无机-有机复合型高分子混凝剂，包括以下重量份数的原料：改性聚丙烯酰胺1份、二甲基二烯丙基氯化铵5份、氯化镁15份、聚合氯化铝60份、氯化钙1.5份、膨润土5份、碳酸氢钠0.5份。
其中改性聚丙烯酰胺的制备方法为：将聚丙烯酰胺与甲醛混合置于60℃恒温水浴中搅拌反应30min，再滴加入二甲胺一起加热反应6h，冷却至15℃，用盐酸调节PH值至5，最后缓慢加入硫酸二甲酯，反应1.5h，所得到的产品倒入5℃冷水中，经抽滤、洗涤、45℃负压干燥即得到改性聚丙烯酰胺。
所述聚合氯化铝的原料包括盐酸以及由铝屑、铝灰、铝渣按一定比例混合而成的混合物，所述混合物为铝屑、铝灰、铝渣按重量比2:1:1混合而成。
实施例3：
一种新型无机-有机复合型高分子混凝剂，包括以下重量份数的原料：改性聚丙烯酰胺10份、二甲基二烯丙基氯化铵1份、氯化镁10份、聚合氯化铝70份、氯化钙1份、膨润土10份、碳酸氢钠0.2份、氢氧化钙2份。
其中改性聚丙烯酰胺的制备方法为：将聚丙烯酰胺与甲醛混合置于70℃恒温水浴中搅拌反应15min，再滴加入二甲胺一起加热反应5h，冷却至15℃，用盐酸调节PH值至5，最后缓慢加入硫酸二甲酯，反应2h，所得到的产品倒入5℃冷水中，经抽滤、洗涤、60℃负压干燥即得到改性聚丙烯酰胺。
所述聚合氯化铝的原料包括盐酸以及由铝屑、铝灰、铝渣按一定比例混合而成的混合物，所述混合物为铝屑、铝灰、铝渣按重量比1:1:2混合而成。
实施例4：
一种新型无机-有机复合型高分子混凝剂，包括以下重量份数的原料：改性聚丙烯酰胺8份、二甲基二烯丙基氯化铵1份、氯化镁13份、聚合氯化铝75份、氯化钙0.8份、膨润土9份、碳酸氢钠0.5份、氢氧化钙8份。
其中改性聚丙烯酰胺的制备方法为：将聚丙烯酰胺与甲醛混合置于50℃恒温水浴中搅拌反应20min，再滴加入二甲胺一起加热反应6h，冷却至15℃，用盐酸调节PH值至5，最后缓慢加入硫酸二甲酯，反应1h，所得到的产品倒入5℃冷水中，经抽滤、洗涤、50℃负压干燥即得到改性聚丙烯酰胺。
所述聚合氯化铝的原料包括盐酸以及由铝屑、铝灰、铝渣按一定比例混合而成的混合物，所述混合物为铝屑、铝灰、铝渣按重量比2:1:1混合而成。
实施例5：
一种新型无机-有机复合型高分子混凝剂，包括以下重量份数的原料：改性聚丙烯酰胺5份、二甲基二烯丙基氯化铵5份、氯化镁15份、聚合氯化铝80份、氯化钙0.5份、膨润土5份、碳酸氢钠0.1份、氢氧化钙6份。
其中改性聚丙烯酰胺的制备方法为：将聚丙烯酰胺与甲醛混合置于60℃恒温水浴中搅拌反应10min，再滴加入二甲胺一起加热反应5h，冷却至15℃，用盐酸调节PH值至5，最后缓慢加入硫酸二甲酯，反应2h，所得到的产品倒入5℃冷水中，经抽滤、洗涤、50℃负压干燥即得到改性聚丙烯酰胺。
所述聚合氯化铝的原料包括盐酸以及由铝屑、铝灰、铝渣按一定比例混合而成的混合物，所述混合物为铝屑、铝灰、铝渣按重量比2:1:1混合而成。
性能测试：
实施例1-4制成的复合型高分子混凝剂对污水处理的检测数据对比，如表1所示：
表1性能检测
综上，本发明实施例具有如下有益效果：澄清速度快，总固体去除率、色度去除率、BOD去除率和COD去除率高。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种新型无机-有机复合型高分子混凝剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：改性聚丙烯酰胺1-10份、二甲基二烯丙基氯化铵1-5份、氯化镁10-15份、聚合氯化铝60-80份、氯化钙0.5-1.5、膨润土5-10份、碳酸氢钠0.1-0.5份。
2.如权利要求1所述的新型无机-有机复合型高分子混凝剂，其特征在于，包括以下重量份数的原料：改性聚丙烯酰胺5份、二甲基二烯丙基氯化铵5份、氯化镁13份、聚合氯化铝65份、氯化钙1份、膨润土8份、碳酸氢钠0.3份。
3.如权利要求1所述的新型无机-有机复合型高分子混凝剂，其特征在于，所述改性聚丙烯酰胺的制备方法为：将聚丙烯酰胺与甲醛混合置于50-70℃恒温水浴中搅拌反应10-30min，再滴加入二甲胺一起加热反应4-6h，冷却至15℃，用盐酸调节PH值至5，最后缓慢加入硫酸二甲酯，反应1-2h，所得到的产品倒入5℃冷水中，经抽滤、洗涤、40℃-60℃负压干燥即得到改性聚丙烯酰胺。
4.如权利要求3所述的新型无机-有机复合型高分子混凝剂，其特征在于，所述改性聚丙烯酰胺的制备方法为：将聚丙烯酰胺与甲醛混合置于50℃恒温水浴中搅拌反应10min，再滴加入二甲胺一起加热反应4h，冷却至15℃，用盐酸调节PH值至5，最后缓慢加入硫酸二甲酯，反应1h，所得到的产品倒入5℃冷水中，经抽滤、洗涤、40℃负压干燥即得到改性聚丙烯酰胺。
5.如权利要求1-4中任一项所述的新型无机-有机复合型高分子混凝剂，其特征在于，该混凝剂中还包括2-8份的氢氧化钙。
6.如权利要求5中所述的新型无机-有机复合型高分子混凝剂，其特征在于，该混凝剂中还包括6份的氢氧化钙。
7.如权利要求1所述的新型无机-有机复合型高分子混凝剂，其特征在于，所述聚合氯化铝的原料包括盐酸以及由铝屑、铝灰、铝渣按一定比例混合而成的混合物。
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