CN107935142A - 一种水处理剂的制备及使用方法 - Google Patents

Abstract

一种水处理剂的制备及使用方法。该水处理剂的各组分含量按质量分数包括以下原料——质量分数为30~45%的丙烯酰胺水溶液：75~100%；二甲基二烯丙基氯化铵：0~25%；五水合硫酸铜：0~0.5%；将单体水溶液进行辐照处理，辐照剂量2~12kGy；将辐照后得到的单体胶体剪成小块，搅拌清洗；40~70℃充分干燥；粉碎，得到粒径为0.15~0.60mm的水处理剂成品。在污水处理中应用方法如下：将水处理剂配制成质量分数为5~10%的胶体溶液；按50~100ppm的添加量加入污水中，搅拌1~3h，静置沉淀3~5h。本发明方法提供的水处理剂通过辐照法制备，一步合成，简单可行，应用方便，在污水处理中，絮凝能力强，能高效去除污水中漂浮物，显著降低污水浊度，提高污水透明度，去除污水异嗅味，适用于各种水质。

Description

一种水处理剂的制备及使用方法

技术领域

本发明属于污水处理技术领域，涉及一种水处理剂的制备及使用方法。具体的说，采用辐照技术制备絮凝剂，去除水中有机污染物及其在景观污水、城市生活污水等应用方法。

背景技术

近年来污水和废水的排放规模不断加大，种类不断增加，水中污染物的成分日趋复杂，对环境的危害日益加重。常用的污水治理方法主要分为物理方法、化学方法、生物方法。然而物理法耗电、水质不能保证，对于藻类、有机污染物等无法有效清除；生物方法占用土地资源、见效慢、工程复杂；化学方法对生态环境可能造成二次污染，效果容易出现反复。因此，开发一种针对性强、性能稳定、使用量少，且处理效果好的水处理剂具有较强的实用价值。

目前，水处理剂是污水处理的重要组成部分，而现有水处理剂产品会存在效果不好、使用复杂、成本造价高等一些缺点。中国专利申请201410663137.5公开了一种以水、硫酸、壳聚糖、无机铝盐为主原料的水处理剂，该产品使用化学有毒原料，制备过程中容易带来二次污染；中国专利申请201610504752.0公开了一种以阳离子絮凝剂、氯化钠、立德粉、聚乙烯亚胺为主要原料的水处理剂，该产品原料组成复杂，原料成本较高；中国专利申请201710629146.6公开了一种以新型锌基离子交换树脂、酿酒酵母菌株INVSCI等为主要原料的水处理剂，该产品制作成本高，且制备工艺需要活化菌株，较为复杂。因此，在水处理剂产品的开发中，还有很多问题亟需解决。

发明内容

本发明的目的是针对现有的水处理剂成本高，工艺复杂，使用不便，易产生二次污染的问题，发明一种制备简单、使用方便、絮凝效果好、成本低的水处理剂及其制备和使用方法，它能够广泛应用于各种污水处理。

本发明的技术方案之一：

一种水处理剂，其特征在于以丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵为主要原料，添加少量的阻聚剂，通过辐照法制备得到水处理剂，其中按质量分数，原料组分配比为：

丙烯酰胺：75~100%；

二甲基二烯丙基氯化铵：0~25%；

五水合硫酸铜：0~0.5%；

所述丙烯酰胺是质量分数为30~45%的水溶液；所述二甲基二烯丙基氯化铵是质量分数为60%的水溶液。

优选的，按质量分数，制备水处理剂的原料组分优化配比为：

丙烯酰胺：80~90%；

二甲基二烯丙基氯化铵：10~20%；

五水合硫酸铜：0.1~0.2%；

优选的，所述丙烯酰胺是质量分数为40%的水溶液；所述二甲基二烯丙基氯化铵是质量分数为60%的水溶液。

本发明的技术方案之二：

一种水处理剂的制备方法，包括以下步骤：

1）将丙烯酰胺加入去离子水中，配制成丙烯酰胺水溶液；

2）将二甲基二烯丙基氯化铵、五水合硫酸铜添加至丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀，得到单体水溶液；

3）将单体水溶液放入辐照管中，通N₂，密封后进行辐照处理，辐照剂量2~12kGy；

4）将辐照后得到的单体胶体剪成小块，搅拌清洗，放入鼓风烘箱中40~70 ℃充分干燥；

5）将干燥后的样品进行粉碎，得到粒径为0.15~0.60mm的水处理剂成品。

其中：

优选的，本发明将辐照剂量设定为4~12kGy，该剂量下单体转化率高。

优选的，本发明将干燥温度设定为50~60℃，该温度下干燥速率快，且完好保护水处理剂的优良性能。

优选的，经过粉碎得到的水处理剂成品粒径为0.20~0.45mm，该粒径水处理剂样品能良好的在污水处理中发挥絮凝吸附沉淀作用。

本发明的技术方案之三：

一种水处理剂的应用方法，其特征是它包括以下步骤：

1）将水处理剂加入去离子水中，配制成质量分数为5~10%的胶体溶液；

2）按50~100ppm的添加量向污水中加入步骤（1）中水处理剂胶体溶液，搅拌，静置沉淀。

优选地，所述步骤（2）中的搅拌时间为1~3h；

优选地，所述步骤（2）中的静置时间为3~5h。

本发明的有益效果是：

本发明方法提供的水处理剂原料简单，应用于污水处理，絮凝能力强，适用于生活污水、景观污水等各种水质。

本发明中所述的水处理剂的实施有利效果如下：

1）本发明和普通化学制备方法相比，不会带来二次污染，成本节约15%；

2）本发明和现有常规辐照方法相比，辐照一步法合成，过程简单，制备时间缩短30%，易于工业生产和大规模推广应用；

3）本发明水处理剂制备中添加少量阻聚剂五水合硫酸铜，减小产品中均聚物的比例，增大单体转化率，节约原料，提高产品产出率；

4）本发明在污水中应用方便，使用量少，成本低。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例1。

按以下质量百分比，配制单体溶液——质量分数为30%的丙烯酰胺水溶液：75%、二甲基二烯丙基氯化铵：24.9%、五水合硫酸铜：0.1%；将单体水溶液进行辐照处理，辐照剂量2kGy；将辐照后得到的单体胶体剪成小块，搅拌清洗； 40℃充分干燥；粉碎，得到粒径为0.15mm的水处理剂成品；将水处理剂配制成质量分数为5%的胶体溶液；按50ppm的添加量加入污水中，搅拌1h，静置沉淀3h。

实施例2。

按以下质量百分比，配制单体溶液——质量分数为40%的丙烯酰胺水溶液：80%、二甲基二烯丙基氯化铵：19.8%、五水合硫酸铜：0.2%；将单体水溶液进行辐照处理，辐照剂量4kGy；将辐照后得到的单体胶体剪成小块，搅拌清洗； 50℃充分干燥；粉碎，得到粒径为0.20mm的水处理剂成品；将水处理剂配制成质量分数为5%的胶体溶液；按70ppm的添加量加入污水中，搅拌2h，静置沉淀3h。

实施例3。

按以下质量百分比，配制单体溶液——质量分数为40%的丙烯酰胺水溶液：85%、二甲基二烯丙基氯化铵：14.8%、五水合硫酸铜：0.2%；将单体水溶液进行辐照处理，辐照剂量6kGy；将辐照后得到的单体胶体剪成小块，搅拌清洗； 50℃充分干燥；粉碎，得到粒径为0.45mm的水处理剂成品；将水处理剂配制成质量分数为10%的胶体溶液；按70ppm的添加量加入污水中，搅拌2h，静置沉淀4h。

实施例4。

按以下质量百分比，配制单体溶液——质量分数为45%的丙烯酰胺水溶液：85%、二甲基二烯丙基氯化铵：14.9%、五水合硫酸铜：0.1%；将单体水溶液进行辐照处理，辐照剂量8kGy；将辐照后得到的单体胶体剪成小块，搅拌清洗；60℃充分干燥；粉碎，得到粒径为0.45mm的水处理剂成品；将水处理剂配制成质量分数为10%的胶体溶液；按90ppm的添加量加入污水中，搅拌3h，静置沉淀4h。

实施例5。

按以下质量百分比，配制单体溶液——质量分数为45%的丙烯酰胺水溶液：90%、二甲基二烯丙基氯化铵：9.9%、五水合硫酸铜：0.1%；将单体水溶液进行辐照处理，辐照剂量12kGy；将辐照后得到的单体胶体剪成小块，搅拌清洗； 70℃充分干燥；粉碎，得到粒径为0.60mm的水处理剂成品；将水处理剂配制成质量分数为10%的胶体溶液；按100ppm的添加量加入污水中，搅拌3h，静置沉淀5h。

实施例6。

按以下质量百分比，配制单体溶液——质量分数为40%的丙烯酰胺水溶液：100%，将单体水溶液进行辐照处理，辐照剂量2kGy；将辐照后得到的单体胶体剪成小块，搅拌清洗； 40℃充分干燥；粉碎，得到粒径为0.15mm的水处理剂成品；将水处理剂配制成质量分数为7.5%的胶体溶液；按50ppm的添加量加入污水中，搅拌1h，静置沉淀3h。

实施例7。

按以下质量百分比，配制单体溶液——质量分数为45%的丙烯酰胺水溶液：74.5%、二甲基二烯丙基氯化铵：25%、五水合硫酸铜：0.5%；将单体水溶液进行辐照处理，辐照剂量6kGy；将辐照后得到的单体胶体剪成小块，搅拌清洗； 55℃充分干燥；粉碎，得到粒径为0.40mm的水处理剂成品；将水处理剂配制成质量分数为10%的胶体溶液；按80ppm的添加量加入污水中，搅拌2.5h，静置沉淀4.5h。

将实施例1-7以及原水样，用浊度仪测定液面2cm以下水体的浊度，并观察水体中絮状物的漂浮情况，测定pH值。测定结果如表1所示。

表1

	浊度NTU	透明度/m	pH	漂浮物	嗅
						原水样	18.71	0.3	7.8	多	明显异嗅
实施例1	3.12	1.2	8.2	极少	无异嗅
						实施例2	2.88	1.5	8.2	极少	无异嗅
实施例3	2.23	1.4	8.3	极少	无异嗅
						实施例4	2.56	1.5	8.3	极少	无异嗅
实施例5	2.05	1.4	8.2	极少	无异嗅
						实施例6	3.23	1.1	8.1	极少	无异嗅
实施例7	2.85	1.4	8.2	极少	无异嗅

综上所述，本发明的实施例具有较好的去污去异嗅能力，且污水澄清的能力也较短。且本发明水处理剂针对各种污水产生絮凝体较大，污水处理效率高，成本低，无二次污染。

虽然本发明已以较佳实施例公开如上，但其并非用以限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种的改动与修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。

本发明未涉及部分与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。

Claims (10)

1.一种水处理剂，其特征在于它以丙烯酰胺和二甲基二烯丙基氯化铵为主要原料，添加少量的阻聚剂，通过辐照法制备得到水处理剂，其中按质量分数，原料组分配比为：

丙烯酰胺：75~100%；

二甲基二烯丙基氯化铵：0~25%；

五水合硫酸铜：0~0.5%；

各组份之和为100%。

2.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征是所述的丙烯酰胺是质量分数为30~45%的水溶液；所述二甲基二烯丙基氯化铵是质量分数为60%的水溶液。

3.根据权利要求2所述的水处理剂，其特征是所述丙烯酰胺是质量分数为40%的水溶液；所述二甲基二烯丙基氯化铵是质量分数为60%的水溶液。

4.根据权利要求1所述的水处理剂，其特征是按质量分数，制备水处理剂的原料组分配比为：

丙烯酰胺：80~90%；

二甲基二烯丙基氯化铵：10~20%；

五水合硫酸铜：0.1~0.2%；

各组份之和为100%。

5.一种权利要求1所术污水处理剂的制备方法，其特征它包括以下步骤：

1）将丙烯酰胺加入去离子水中，配制成丙烯酰胺水溶液；

2）将二甲基二烯丙基氯化铵、五水合硫酸铜添加至丙烯酰胺水溶液中，搅拌均匀，得到单体水溶液；

3）将单体水溶液放入辐照管中，通N₂，密封后进行辐照处理，辐照剂量2~12kGy，得到单体胶体；

4）将辐照后得到的单体胶体剪成小块，搅拌清洗，放入鼓风烘箱中40~70 ℃充分干燥；

5）将干燥后的样品进行粉碎，得到粒径为0.15~0.60mm的水处理剂成品。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征是所述的辐照剂量为4~12kGy。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征是所述的干燥温度为50~60℃。

8.根据权利要求5所述的方法，其特征是经过粉碎得到的水处理剂成品粒径为0.20~0.45mm。

9.一种权利要求5制造所得的水处理剂的使用方法，其特征是它包括以下步骤：

1）将水处理剂加入去离子水中，配制成质量分数为5~10%的胶体溶液；

2）按50~100ppm的添加量向污水中加入步骤（1）中水处理剂胶体溶液，搅拌，静置沉淀。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征是所述步骤（2）中的搅拌时间为1~3h；静置时间为3~5h。