CN108163948A - 聚合氯化铁-pdmdaac复合混凝剂及其制备方法 - Google Patents

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许霞
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Abstract

本发明公开了一种聚合氯化铁‑PDMDAAC复合混凝剂及其制备方法和应用。这种制备方法包括：按重量份计称取原料：PDMDAAC 1份，聚合氯化铁25～100份，硫酸锌3～5份，碳酸钠3～5份；将聚合氯化铁固体溶解形成PFC溶液，碳酸钠调节其碱化度为0.6～2.5，然后在搅拌及加热的条件下在PFC溶液中加入PDMDAAC溶液，熟化直至获得稳定的均像溶液。由本发明制备的复合混凝剂可广泛用于印染废水及生活污水的混凝处理中，具有制备简单、高效、经济，原材料来源广泛，产品性能稳定且絮体沉降速度快等优点。

Description

聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及混凝剂领域，尤其是一种聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂及其制备方法。
背景技术
水资源短缺和水污染是目前制约社会经济、环境协调发展的重大问题,也是区域发展的重要瓶颈。污水处理及回用是解决水资源短缺和环境污染的有效途径,对节约淡水资源、保护环境、实现可持续发展具有重要意义。
针对污水的特点及其危害程度，目前已有较多可供选择的处理技术及工艺，主要可分为物理法、化学法、生物法三大类，又可细分为物理法：吸附法、膜分离法、超声波处理法；化学法：混凝法、氧化法、电化学法；生物法：好氧处理法、厌氧处理法、组合法等。由于生物法占地面积大、适应性差，容易受环境的影响，而物化法尤其是混凝沉淀法用化学药剂混凝沉淀的方法净化污水,速度快、稳定性强、占地面积小,具有独特的优势。其中，混凝剂的质量及使用效果是混凝沉淀法的关键所在。
聚合氯化铁是一种无机高分子混凝剂，可用于源水的净化及印染造纸、洗煤、食品、制革工业废水和城市生活污水的处理。特别是对浊度的源水，工业废水的处理优与其他絮凝剂，对水中各种有害元素都有较高的脱除率，COD除去率达60-95％。
聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)在给水和污水处理中作为絮凝剂已应用广泛，特别是对于高浊度原水，为使其中的黏土、硅石、微生物和水合金属氧化物能有效地混凝，常选用PDMDAAC产品进行处理。
通常在混凝法水处理过程中，一般需要采取无机混凝剂与有机高分子絮凝剂复配使用，因为无机混凝剂一般都具有较强的吸附电中和能力，但分子量较低，要想获得大的絮体则需要投加大量的混凝剂；而有机高分子一般都具有大的分子量和线型的长分子量结构，具有很强的颗粒间架桥的能力，且用量少，絮凝速度快。将聚合氯化铁与PDMDAAC混合使用可以综合发挥两者的优点，产生更多絮体，同时可以降低投药量，节省投资。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服现有技术中之不足，提供一种聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂及其制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂的制备方法，具有如下步骤：
(1)、称取原料，其中原料重量份为：PDMDAAC 1份，聚合氯化铁25～100份，氯化锌3～5份，碳酸钠3～5份；
(2)、将氯化锌溶于蒸馏水中配制成摩尔浓度为0.1～0.2mol/L的氯化锌溶液；
(3)、将PDMDAAC溶于蒸馏水中配制成质量浓度为0.8～1.0g/L的PDMDAAC溶液；
(4)、将聚合氯化铁溶于蒸馏水中配制成聚合氯化铁的质量浓度为10％～20％的聚合氯化铁溶液，在聚合氯化铁溶液中加入碳酸钠固体调节其碱化度为0.6～2.5，然后在搅拌及加热的条件下加入步骤(2)配制的氯化锌溶液；再加入步骤(3)配制的PDMDAAC溶液，搅拌1～3h后取下，形成的均相溶液在室温下熟化后得到聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂；每10g聚合氯化铁溶液中加入100～400ml的PDMDAAC溶液。
进一步地，所述步骤(4)中聚合氯化铁溶液和氯化锌溶液的质量比为10：(3～5)。
进一步地，所述步骤(4)中加热温度为30～60℃，搅拌的转速为200～500r/min。
进一步地，所述步骤(4)中聚合氯化铁溶液中三氧化二铁的质量百分比浓度为5～10％，盐基度为35～85％。
一种根据上述的制备方法制备的聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂。
本发明的有益效果是：本发明工艺制备简单，制备得到的聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂具有反应速度快、形成絮体大、沉降速度快及产品性能稳定等优点；聚合氯化铁具有较强的吸附电中和能力，可以中和废水中带负电荷的颗粒，将聚合氯化铁与PDMDAAC复合后使用可以发挥两者共同的优点，制备简单、高效、经济，原材料来源广泛，产品性能稳定且絮体沉降速度快。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明中添加不同混凝剂、不同剂量处理水的效果。
具体实施方式
现在结合优选实施例和附图对本发明作进一步的说明。
实施例1
称取聚合氯化铁固体溶解于蒸馏水中，形成质量浓度为10％的聚合氯化铁溶液；取10g上述聚合氯化铁溶液，控制温度在30℃，转速为400r/min的条件下搅拌，加入碳酸钠调节碱化度为1.0，再加入3g的0.1mol/L氯化锌溶液制成混合溶液待用；称取PDMDAAC 1g溶解于1L蒸馏水中，并且放到搅拌器上搅拌，待完全溶解时取下；取溶解后的PDMDAAC溶液400ml加入到上述搅拌中的混合溶液中，继续搅拌2h后取下，形成的均相溶液在室温下熟化后得到聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂。
实施例2
称取聚合氯化铁固体溶解于蒸馏水中，形成质量浓度为10％的聚合氯化铁溶液；取10g上述聚合氯化铁溶液，控制温度在40℃，转速为500r/min的条件下搅拌；加入碳酸钠调节碱化度为1.0，再加入3g的0.1mol/L氯化锌溶液制成混合溶液待用；称取PDMDAAC 1g溶解于1L蒸馏水中，并且放到搅拌器上搅拌，待完全溶解时取下；取溶解后的PDMDAAC溶液200ml加入到上述搅拌中的混合溶液中，继续搅拌1.5h后取下，形成的均相溶液在室温下熟化后得到聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂。
实施例3
称取聚合氯化铁固体溶解于蒸馏水中，形成质量浓度为10％的聚合氯化铁溶液；取10g上述聚合氯化铁溶液，控制温度在50℃，转速为500r/min的条件下搅拌；加入碳酸钠调节碱化度为1.0，再加入4g的0.1mol/L氯化锌溶液制成混合溶液待用；称取PDMDAAC 1g溶解于1L蒸馏水中，并且放到搅拌器上搅拌，待完全溶解时取下；取溶解后的PDMDAAC溶液130ml加入到上述搅拌中的混合溶液中，继续搅拌1h后取下，形成的均相溶液在室温下熟化后得到聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂。
实施例4
称取聚合氯化铁固体溶解于蒸馏水中，形成质量浓度为10％的聚合氯化铁溶液；取10g上述聚合氯化铁溶液，控制温度在50℃，转速为500r/min的条件下搅拌；加入碳酸钠调节碱化度为1.0，再加入5g的0.1mol/L氯化锌溶液制成混合溶液待用；称取PDMDAAC 1g溶解于1L蒸馏水中，并且放到搅拌器上搅拌，待完全溶解时取下；取溶解后的PDMDAAC溶液100ml加入到上述搅拌中的混合溶液中，继续搅拌1h后取下，形成的均相溶液在室温下熟化后得到聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂。
采用上述实施例制备的聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂针对活性红染料(M-3E)配置而成的染料废水进行混凝处理，测得原水的吸光度为0.116。每组实验分别在5个1L试验杯中放置1L废水，将不同配比下制备的混凝药剂分别等量投加在五个试验杯中，搅拌时间分三个阶段，一阶段转速为300r/min，时间为1min，二阶段转速为100r/min，时间为10min，三阶段转速为60r/min，时间为20min，静置沉淀后取上清液进行分析测定，结果如表1和图1所示。
表1.添加不同复配混凝剂、不同剂量处理水的效果
由表1和图1的实验结果可知，该复配混凝剂对染料的处理效果明显好于单一的混凝剂，并且实施例3的实施方式略高于其它三组，投加量在2ml/L时达到最高效果。
综上所述，本发明工艺制备简单，制备得到的聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂具有反应速度快、形成絮体大、沉降速度快及产品性能稳定等优点；聚合氯化铁具有较强的吸附电中和能力，可以中和废水中带负电荷的颗粒，将聚合氯化铁与PDMDAAC复合后使用可以发挥两者共同的优点，制备简单、高效、经济，原材料来源广泛，产品性能稳定且絮体沉降速度快。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂的制备方法，其特征在于：具有如下步骤：
(1)、称取原料，其中原料重量份为：PDMDAAC 1份，聚合氯化铁25～100份，氯化锌3～5份，碳酸钠3～5份；
(2)、将氯化锌溶于蒸馏水中配制成摩尔浓度为0.1～0.2mol/L的氯化锌溶液；
(3)、将PDMDAAC溶于蒸馏水中配制成质量浓度为0.8～1.0g/L的PDMDAAC溶液；
(4)、将聚合氯化铁溶于蒸馏水中配制成聚合氯化铁的质量浓度为10％～20％的聚合氯化铁溶液，在聚合氯化铁溶液中加入碳酸钠固体调节其碱化度为0.6～2.5，然后在搅拌及加热的条件下加入步骤(2)配制的氯化锌溶液；再加入步骤(3)配制的PDMDAAC溶液，搅拌1～3h后取下，形成的均相溶液在室温下熟化后得到聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂；每10g聚合氯化铁溶液中加入100～400ml的PDMDAAC溶液。
2.根据权利要求1所述的聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中聚合氯化铁溶液和氯化锌溶液的质量比为10：(3～5)。
3.根据权利要求1所述的聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中加热温度为30～60℃，搅拌的转速为200～500r/min。
4.根据权利要求1所述的聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中聚合氯化铁溶液中三氧化二铁的质量百分比浓度为5～10％，盐基度为35～85％。
5.一种根据权利要求1-4任一项所述的方法制备的聚合氯化铁-PDMDAAC复合混凝剂。
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