CN109721142A - 一种净水剂组合物及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明属于净水剂技术领域，具体涉及一种净水剂组合物及其制备方法和应用。本发明提供的净水剂组合物，以质量份计，包括聚合氯化铝40～55份、壳聚糖3～6份、醋酸0.8～1.5份、聚二甲基二烯丙基氯化铵20～25份、活性炭7～10份和水3～29份。实施例结果表明，本发明提供的净水剂组合物在用于低温低浊水处理时，投加量为18mg/L的条件下，对低温低浊水浊度去除率可达90％以上，并且本发明净水剂组合物的原料来源丰富，成本低，具有较好的市场应用前景。

Description

一种净水剂组合物及其制备方法和应用

技术领域

本发明属于净水剂技术领域，具体涉及一种净水剂组合物及其制备方法和应用。

背景技术

低温、低浊地表水净水剂的使用一直是给水行业中的难题。尤其是对于我国北方地区，全年有4～5个月的时间处于寒冷季节，水温在2～5℃、源水浊度在1～3NTU的情况下，使用现有混凝剂存在水解产物的形态不佳，使用量过大，净水效果差等问题，因此，有必要开发一种适合低温低浊水质，高效、经济、安全、环保的新型净水剂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种净水剂组合物及其制备方法和应用，本发明提供的净水剂组合物普适性好，不仅可在常规条件下净化水，还能对低温、低浊度的水进行高效净化。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供了一种净水剂组合物，以质量份计，包括聚合氯化铝40～55份、壳聚糖3～6份、醋酸0.8～1.5份、聚二甲基二烯丙基氯化铵20～25份、活性炭7～10份和水3～29份。

优选的，所述壳聚糖的脱乙酰度大于90％。

优选的，所述活性炭的粒度在100目以下。

本发明还提供了上述技术方案所述的净水剂组合物的制备方法，包括以下步骤：

按照所述净水剂组合物的各组分含量进行混合，得到净水剂组合物。

优选的，所述混合的方式为：

将壳聚糖、醋酸和部分水混合，得到第一混合料液；

将聚二甲基二烯丙基氯化铵与部分水混合，得到第二混合料液；

将聚合氯化铝与部分水混合，得到第三混合料液；

将所述第一混合料液、第二混合料液、第三混合料液、活性炭和剩余水混合，得到净水剂组合物；

所述第一混合料液、第二混合料液和第三混合料液的制备顺序无先后之分。

本发明另提供了上述技术方案所述的净水剂组合物或上述技术方案所述的制备方法制备得到的净水剂组合物的应用，包括将所述净水剂组合物与待处理原水混合，搅拌后静置沉淀。

优选的，所述待处理原水为低温低浊度水，所述待处理原水的水温为2～25℃，所述待处理原水的浊度为0.5～5NTU。

优选的，所述净水剂组合物在待处理原水中的添加浓度为8～20ppm。

优选的，所述搅拌的时间为14～35min。

优选的，所述静置沉淀的时间为30～45min。

本发明提供的净水剂组合物，以质量份计，包括聚合氯化铝40～55份、壳聚糖3～6份、醋酸0.8～1.5份、聚二甲基二烯丙基氯化铵20～25份、活性炭7～10份和水3～29份。在本发明中，所述聚合氯化铝水溶性好，且带有胶体电荷，能吸附、凝聚水中的悬浮物；壳聚糖在醋酸的作用下，能均匀分散在水体中，进而吸附水体中的有机物；所述活性炭不仅能吸附水体中的杂质，还具有较高的性价比，降低净水剂组合物的成本；所述聚二甲基二烯丙基氯化铵含有季铵基，正电性强，且电荷密度高，不易受水体pH值波动的影响，进一步提高了净水剂组合物的净水效果。本发明提供的净水剂组合物不仅能在常温条件下处理高、中浊度的水，还能在低温条件下，处理低浊度水。实施例结果表明，本发明提供的净水剂组合物在用于低温低浊水处理时，投加量为18mg/L的条件下，对低温低浊水浊度去除率可达90％以上，并且本发明净水剂组合物的原料来源丰富，成本低，具有较好的市场应用前景。

具体实施方式

本发明提供了一种净水剂组合物，以质量份计，包括聚合氯化铝40～55份、壳聚糖3～6份、醋酸0.8～1.5份、聚二甲基二烯丙基氯化铵20～25份、活性炭7～10份和水3～29份。

以质量份计，本发明所述的净水剂组合物包括聚合氯化铝40～55份，优选为42～53份，更优选为45～50份。在本发明中，所述聚合氯化铝为水溶性无机高分子聚合物，带有胶体电荷，对水中的悬浮物有极强的吸附性，因此能凝聚水中悬浮物。

以所述聚合氯化铝的质量份为基准，本发明所述的净水剂组合物包括壳聚糖3～6份，优选为4～5份，再优选为5份。在本发明中，所述壳聚糖的脱乙酰度优选大于90％，更优选为92～98％。在本发明中，所述壳聚糖是良好的聚凝剂，且具有多种生物学活性，对有机物具有良好的吸附作用。

以所述聚合氯化铝的质量份为基准，本发明所述的净水剂组合物包括醋酸0.8～1.5份，优选为0.9～1.3份，更优选为1.0～1.2份。

以所述聚合氯化铝的质量份为基准，本发明所述的净水剂组合物包括聚二甲基二烯丙基氯化铵20～25份，优选为21～24份，更优选为22～23份。在本发明中，所述聚二甲基二烯丙基氯化铵为阳离子型有机高分子絮凝剂，分子中含有季铵基，正电性强，不易受pH值等因素的影响，溶解时间短、电荷密度高、水溶性好、高效无毒，进一步改善了净水剂组合物的净水效果，并扩大了净水剂组合物的应用范围。

以所述聚合氯化铝的质量份为基准，本发明所述的净水剂组合物包括活性炭7～10份，优选为8～10份，再优选为9～10份。在本发明中，所述活性炭的粒径优选在100目以下。在本发明中，所述活性炭吸附效果好，来源广，能提高净水剂组合物的性价比。

以所述聚合氯化铝的质量份为基准，本发明所述的净水剂组合物还包括水3～29份，优选为5～20份，更优选为8～25份。本发明利用水，溶解、分散上述功能组分，进而得到具有优异净化效果的净水剂组合物。

本发明将聚合氯化铝、壳聚糖、醋酸、聚二甲基二烯丙基氯化铵、活性炭和水配合使用，通过各组分用量的控制，使各组分的吸附作用得到充分发挥，进而得到具有优异净化效果的净水剂组合物，且所得净水剂组合物不仅能在常温条件下对高、中浊度水进行有效处理，还能在低温条件下，对低浊度水进行有效净化。

本发明提供了上述技术方案所述的净水剂组合物的制备方法，包括以下步骤：

按照所述净水剂组合物的各组分含量进行混合，得到净水剂组合物。

在本发明中，所述混合的方式优选为：

将壳聚糖、醋酸和部分水混合，得到第一混合料液；

将聚二甲基二烯丙基氯化铵与部分水混合，得到第二混合料液；

将聚合氯化铝与部分水混合，得到第三混合料液；

将所述第一混合料液、第二混合料液、第三混合料液、活性炭和剩余水混合，得到净水剂组合物；

所述第一混合料液、第二混合料液和第三混合料液的制备顺序无先后之分。

本发明对第一混合料液、第二混合料液和第三混合料液中的部分水的用量没有特殊要求，能使对应混合料液中的主体组分(分别为壳聚糖、聚二甲基二烯丙基氯化铵和聚合氯化铝)充分溶解即可。

在本发明中，所述第一混合料液、第二混合料液和第三混合料液的制备优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的速度和时间以能得到均匀的混合料液为准。在本发明中，所述第二混合料液优选在反应釜中制备。

本发明还提供了上述技术方案所述的净水剂组合物或上述技术方案所述的制备方法制备得到的净水剂组合物的应用，包括将所述净水剂组合物与待处理原水混合，搅拌后静置沉淀。

本发明对所述待处理原水的水温没有特殊要求，可以为常温水，也可以为低温水；所述常温水优选指15～25℃水，所述低温水优选指2～14℃水，更优选为2～10℃，再优选为2～5℃。本发明对所述待处理原水的浊度没有特殊要求，可以为常规浊度水，也可以为低浊度水；所述低浊度水的浊度优选为0.5～5NTU，更优选为1.0～4.5NTU，再优选为1.5～4NTU。

在本发明中，所述净水剂组合物在待处理原水中的添加浓度优选为8～20ppm，更优选为10～18ppm。

本发明对所述净水剂组合物与待处理原水混合的方式没有特殊要求，直接将净水剂组合物添加至待处理原水中即可。

混合后，本发明对混合后的物料进行搅拌，以使净水剂组合物中各组分与待处理原水中的杂质充分接触。在本发明中，所述搅拌的速度优选为50～800r/min；搅拌的时间优选为14～35min。在本发明中，所述搅拌优选为分段搅拌，所述分段搅拌的段数优选为5段；具体为：

第1段搅拌速度优选为650～750r/min，更优选为700r/min；搅拌时间优选为8～15s，更优选为10s；

第2段搅拌速度优选为190～220r/min，更优选为200r/min，搅拌时间优选为2.5～3.0min，更优选为2.6～2.9min；

第3段搅拌速度优选为170～190r/min，更优选为180r/min，搅拌时间优选为2.0～3.0min，更优选为2.2～2.7min；

第4段搅拌速度优选为80～100r/min，更优选为90r/min，搅拌时间优选为5～10s，更优选为6～7s；

第5段搅拌速度优选为50～70r/min，更优选为60r/min，搅拌时间优选为10～14min，更优选为11～13min。

本发明优选通过分段搅拌，使净水剂组合物与待处理原水充分混合，凝聚、吸附和沉淀水中的杂质。在本发明中，所述搅拌优选通过深圳中润ZR4-6混凝实验搅拌机进行。

搅拌后，本发明将所述搅拌后的物料进行静置沉淀，以使吸附或凝聚得到的杂质充分沉淀。在本发明中，所述静置沉淀的时间优选为30～45min，更优选为33～42min，再优选为35～40min。

在本发明中，利用净水剂组合物处理后的水，若pH值超过使用标准，优选通过添加氢氧化钙进行pH值的调节，微量沉淀物用中性滤纸过滤，以确保水质安全。

在以上具体实施方式中，本发明所述净水剂组合物中各组分为本领域技术人员熟知的市售产品。

为了进一步说明本发明，下面结合实施例对本发明提供的一种净水剂组合物及其制备方法和应用进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。

实施例1

净水剂组合物的组成如表1所示，取大伙房水库中层水为原水，水温为5℃，使用深圳中润ZR4-6混凝实验搅拌机，将原水注入6个完全相同的烧杯中，加至1000mL刻度处，用移液管分别吸取0.5mL、1mL、1.5mL、2mL、2.5mL净水剂组合物，加入到原水中，启动混凝试验搅拌器，按表2所示的程序运行搅拌，运行过程中，观察测试水样中絮凝体形成时间、形状、大小和沉降状况，运行结束后，取澄清水样，利用哈希2100AN测定浊度。

实施例2

按照实施例1的方式对温度为10℃的原水进行处理，所用净水剂组合物的组成如表1所示，处理效果如表3所示。

实施例3

按照实施例1的方式对温度为15℃的原水进行处理，所用净水剂组合物的组成如表1所示，处理效果如表3所示。

实施例4

净水剂组合物的组成同实施例1，按照实施例1的方式对温度为25℃的原水进行处理，处理效果如表3所示。

对比例1

以市售的巩义永兴生化材料有限公司聚氯化铝为净水剂，按照实施例1的方式对低温低浊度水进行净化处理，处理结果如表3所示。

表1实施例1～4净水剂组合物的组成(质量份)

实施例	聚合氯化铝	壳聚糖	醋酸	聚二甲基二烯丙基氯化铵	活性炭	水
							1	50	5	1.2	23	10	20
2	45	4.5	1.0	24	8	20
							3	52	5.4	0.9	20	7	20

表2实施例1～4混凝实验搅拌器运行程序

表3实施例1～4净水剂组合物对大伙房水库原水处理结果

由表3测试结果可知，本发明提供的净水剂组合物不仅能对常温水中的絮状物进行有效沉淀，还能对低温、低浊度水中的絮状物进行有效沉淀，相对于现有的净水剂而言，普适性更强。

由以上实施例可知，本发明提供的净水剂组合物各组分配伍性较好，净化效果优异，且普适应好，可用于处理常温、低温水中的絮状物，在投加量为18mg/L(相当于18ppm)时，对低温低浊水浊度去除率可达90％以上，并且本发明净水剂组合物的原料来源丰富，成本低，具有较好的市场应用前景；制备方法和使用方法简单易控，易于推广应用。

尽管上述实施例对本发明做出了详尽的描述，但它仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例，人们还可以根据本实施例在不经创造性前提下获得其他实施例，这些实施例都属于本发明保护范围。

Claims (10)

1.一种净水剂组合物，以质量份计，包括聚合氯化铝40～55份、壳聚糖3～6份、醋酸0.8～1.5份、聚二甲基二烯丙基氯化铵20～25份、活性炭7～10份和水3～29份。

2.如权利要求1所述的净水剂组合物，其特征在于，所述壳聚糖的脱乙酰度大于90％。

3.如权利要求1或2所述的净水剂组合物，其特征在于，所述活性炭的粒度在100目以下。

4.权利要求1～3任一项所述的净水剂组合物的制备方法，包括以下步骤：

按照所述净水剂组合物的各组分含量进行混合，得到净水剂组合物。

5.如权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述混合的方式为：

将壳聚糖、醋酸和部分水混合，得到第一混合料液；

将聚二甲基二烯丙基氯化铵与部分水混合，得到第二混合料液；

将聚合氯化铝与部分水混合，得到第三混合料液；

将所述第一混合料液、第二混合料液、第三混合料液、活性炭和剩余水混合，得到净水剂组合物；

所述第一混合料液、第二混合料液和第三混合料液的制备顺序无先后之分。

6.权利要求1～3任一项所述的净水剂组合物或权利要求4或5所述的制备方法制备得到的净水剂组合物的应用，包括将所述净水剂组合物与待处理原水混合，搅拌后静置沉淀。

7.如权利要求6所述的应用，其特征在于，所述待处理原水的水温为2～25℃，所述待处理原水的浊度为0.5～5NTU。

8.如权利要求6或7所述的应用，其特征在于，所述净水剂组合物在待处理原水中的添加浓度为8～20ppm。

9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述搅拌的时间为14～35min。

10.如权利要求9所述的应用，其特征在于，所述静置沉淀的时间为30～45min。