CN113121000B - 市政用蓄水池净化系统 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及市政用蓄水池净化系统，依次包括用于去除泥沙和悬浮物的清淤沉降池、净化池和消毒池，所述净化池中添加净化剂，每升水中，净化剂包括如下重量份数的组分：40‑50份甲基丙烯酸羟乙酯；8‑10份双马来酰亚胺；1‑2份缩水甘油醚；1‑2份ZXC700硼选择性螯合树脂；10‑12份分散剂。本申请具有以下优点和效果：由甲基丙烯酸羟乙酯和双马来酰亚胺在缩水甘油醚作用下发生反应得到具有活性基团的产物，可与水中的有机物产生化学反应造成胶质粒子的不稳定状态并产生网捕作用，促使其产生凝集并下沉，达到较好的絮凝效果；螯合剂的添加可用于减少硬度的负面影响；经净化后再消毒，可减少氯和有机物反应生成具有毒性的卤代产物，使对水的净化效果更理想。
Description
技术领域
本申请涉及蓄水池技术领域，尤其是涉及市政用蓄水池净化系统。
背景技术
目前，市政蓄水池的供水大多来自河流、湖泊和水库，而未经净化处理的水质容易引入污染物，滋生各种细菌、病菌；当前，对水池的水进行物理净化时，通常需要将水引致净化池进行净化，净化后再引回至水池，并通过加入漂白粉进行消毒。
前述的物理净化过程工程量大，引水过程耗时长且净化效果差，据此，现有的公开号为CN110482659A的中国专利公开了一种用于废水处理的电解气浮设备，包括水池、第一电动机、圆盘、阴极、阳极、移动机构和清洁机构，清洁机构包括升降组件、升降台和两个圆环，通过第一电动机带动阴极旋转，并通过移动机构实现了阴极的移动，使氢气泡的活动范围增大，由阴极和阳极接触废水并电解达到净化的目的。
而针对上述中的相关技术，发明人认为仅通过阴极和阳极接触并电解废水，对水中有机物的去除能力较低，水的净化处理还不够充分，仍有待改进。
发明内容
为了提高对水的净化效果，使水的净化处理更充分，本申请提供一种市政用蓄水池净化系统。
本申请提供的市政用蓄水池净化系统采用如下的技术方案：
市政用蓄水池净化系统，依次包括用于去除泥沙和悬浮物的清淤沉降池、净化池和消毒池，所述净化池中添加净化剂，每升水中，净化剂包括如下重量份数的组分：
40-50份甲基丙烯酸羟乙酯；
8-10份双马来酰亚胺；
1-2份缩水甘油醚；
1-2份ZXC700硼选择性螯合树脂；
10-12份分散剂。
通过采用上述技术方案，以缩水甘油醚作为催化剂，由甲基丙烯酸羟乙酯和双马来酰亚胺反应得到的产物具有活性基团，通过与水中的有机物产生一定的化学反应造成胶质粒子的不稳定状态并产生网捕作用，从而促使其产生凝集并下沉，由此达到较好的絮凝效果；螯合剂的添加可用于减少硬度的负面影响，防止钙、镁、铁、锰、铝等的沉积；分散剂可辅助絮凝物的加速沉降，提高处理效率；本申请的净化系统在经净化池中的净化剂净化除去大部分有机物后再消毒，可减少氯和有机物反应生成具有毒性的卤代产物，使对水的净化效果更理想。
优选的，按重量份数计，所述净化剂还包括3-4份硅化合物。
通过采用上述技术方案，硅化合物具有胶体物质的性质，当甲基丙烯酸羟乙酯和双马来酰亚胺的混合产物吸附有机物和悬浮物而形成乳浊状或悬浮性的絮凝物，可通过硅化合物团聚有机物形成更大更强的絮状物的作用，加速形成更易沉降的沉淀物。
优选的，所述硅化合物的制备方法为：由2-3份六甲基二硅醚和0.6-0.8份四丁酚醛在60-70℃下反应45-55min；再继续添加0.2-0.3份交联剂和1-2份4-羟基咔唑，升温至80-85℃并搅拌反应1-1.2h。
通过采用上述技术方案，首先将六甲基二硅醚和四丁酚醛反应得到乳状产物，由将乳状产物和4-羟基咔唑进一步混和还可改善体系的相容性；通过交联剂的添加有助于形成三维网络结构，使得六甲基二硅醚、四丁酚醛和4-羟基咔唑的混和反应获得的硅化合物具有更好的结构稳定性和一定的胶体物质性质，具有团聚并去除水中污染物的效果外，还可辅助乳浊状或悬浮性的絮凝物下沉，提高净水效果。
优选的，所述硅化合物的制备方法中，调节pH值为5.5-6.5。
通过采用上述技术方案，经试验证明，当调节pH值为5.5-6.5时，四丁酚醛和4-羟基咔唑反应得到的反应产物性能更好。
优选的，所述交联剂为过氧化苯甲酰。
通过采用上述技术方案，以过氧化苯甲酰作为交联剂，促进交联网络的形成，辅助六甲基二硅醚、四丁酚醛和4-羟基咔唑交联反应的进行，继而获得结构稳定高的硅化合物。
优选的，所述缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚；所述分散剂选用分散剂MDC220。
优选的，所述净化剂的制备方法包括如下步骤：
将甲基丙烯酸羟乙酯和分散剂共混，然后升温至120-130℃，继续加入缩水甘油醚和双马来酰亚胺，搅拌反应1-1.5h；然后加入ZXC700硼选择性螯合树脂，搅拌混和15-20min。
优选的，所述净化剂的制备方法还包括如下步骤：
由2-3份六甲基二硅醚和0.6-0.8份四丁酚醛在60-70℃下反应45-55min；调节pH值为5.5-6.5，再继续添加0.2-0.3份交联剂和1-2份4-羟基咔唑，升温至80-85℃并搅拌反应1-1.2h，制得硅化合物；
将40-50份甲基丙烯酸羟乙酯和10-12份分散剂共混，然后升温至120-130℃，继续加入1-2份缩水甘油醚和8-10份双马来酰亚胺，搅拌反应1-1.5h；再加入3-4份硅化合物，继续搅拌40-45min；最后加入1-2份ZXC700硼选择性螯合树脂，搅拌混和15-20min。
综上所述，本申请包括以下有益技术效果：
1.由甲基丙烯酸羟乙酯和双马来酰亚胺在缩水甘油醚作用下发生反应得到具有活性基团的产物，可与水中的有机物产生化学反应造成胶质粒子的不稳定状态并产生网捕作用，促使其产生凝集并下沉，达到较好的絮凝效果；本申请的净化系统在经净化池中的净化剂净化除去大部分有机物后再消毒，可减少氯和有机物反应生成具有毒性的卤代产物，使对水的净化效果更理想；
2.将六甲基二硅醚和四丁酚醛反应得到乳状产物，通过交联剂的作用使乳状产物和4-羟基咔唑进一步反应，获得具有结构稳定性和一定的胶体物质性质的硅化合物，具有去除水中污染物的效果外，还可辅助乳浊状或悬浮性的絮凝物下沉，提高净水效果。
具体实施方式
以下对本申请作进一步详细说明。
本申请中，双马来酰亚胺购于宝鸡市国康生物科技有限公司；ZXC700硼选择性螯合树脂购于郑州西电电力树脂销售有限公司；聚乙二醇二缩水甘油醚购于澳卢实业发展(上海)有限公司，牌号RF-PEGDGE400；分散剂MDC220购于河南亮晶晶水处理设备设备有限公司，品牌：贝迪；四丁酚醛购于杭州华飞化工有限公司。
以下实施方式中所用原料除特殊说明外均可来源于普通市售。
实施例
实施例1
本申请公开了一种市政用蓄水池净化系统，依次包括用于去除泥沙和悬浮物的清淤沉降池、净化池和消毒池，净化池中添加净化剂，每升水中，净化剂包括如下组分：甲基丙烯酸羟乙酯、双马来酰亚胺、缩水甘油醚、ZXC700硼选择性螯合树脂、分散剂；其中，缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚，分散剂为分散剂MDC220；各组分含量如下表1所示。
净化剂的制备方法包括如下步骤：
将甲基丙烯酸羟乙酯和分散剂共混，然后升温至120℃，继续加入缩水甘油醚和双马来酰亚胺，搅拌反应1h；然后加入ZXC700硼选择性螯合树脂，搅拌混和15min。
实施例2
本申请公开了一种市政用蓄水池净化系统，依次包括用于去除泥沙和悬浮物的清淤沉降池、净化池和消毒池，净化池中添加净化剂，每升水中，净化剂包括如下组分：甲基丙烯酸羟乙酯、双马来酰亚胺、缩水甘油醚、ZXC700硼选择性螯合树脂、分散剂；其中，缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚，分散剂为分散剂MDC220；各组分含量如下表1所示。
净化剂的制备方法包括如下步骤：
将甲基丙烯酸羟乙酯和分散剂共混，然后升温至130℃，继续加入缩水甘油醚和双马来酰亚胺，搅拌反应1.5h；然后加入ZXC700硼选择性螯合树脂，搅拌混和20min。
实施例3
本申请公开了一种市政用蓄水池净化系统，依次包括用于去除泥沙和悬浮物的清淤沉降池、净化池和消毒池，净化池中添加净化剂，每升水中，净化剂包括如下组分：甲基丙烯酸羟乙酯、双马来酰亚胺、缩水甘油醚、ZXC700硼选择性螯合树脂、分散剂；其中，缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚，分散剂为分散剂MDC220；各组分含量如下表1所示。
净化剂的制备方法包括如下步骤：
将甲基丙烯酸羟乙酯和分散剂共混，然后升温至125℃，继续加入缩水甘油醚和双马来酰亚胺，搅拌反应1.2h；然后加入ZXC700硼选择性螯合树脂，搅拌混和18min。
实施例4
本申请公开了一种市政用蓄水池净化系统，依次包括用于去除泥沙和悬浮物的清淤沉降池、净化池和消毒池，净化池中添加净化剂，每升水中，净化剂包括如下组分：甲基丙烯酸羟乙酯、双马来酰亚胺、缩水甘油醚、ZXC700硼选择性螯合树脂、分散剂和硅化合物；其中，缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚，分散剂为分散剂MDC220，硅化合物的重量份数为3份；硅化合物的原料包括六甲基二硅醚、四丁酚醛、交联剂和4-羟基咔唑，其中交联剂为过氧化苯甲酰；各组分含量如下表1所示。
净化剂的制备方法包括如下步骤：
由六甲基二硅醚和四丁酚醛在60℃下反应45min；调节pH值为5.5，再继续添加交联剂和4-羟基咔唑，升温至80℃并搅拌反应1h，制得硅化合物；
将甲基丙烯酸羟乙酯和分散剂共混，然后升温至120℃，继续加入缩水甘油醚和双马来酰亚胺，搅拌反应1h；再加入硅化合物，继续搅拌40min；最后加入ZXC700硼选择性螯合树脂，搅拌混和15min。
实施例5
本申请公开了一种市政用蓄水池净化系统，依次包括用于去除泥沙和悬浮物的清淤沉降池、净化池和消毒池，净化池中添加净化剂，每升水中，净化剂包括如下组分：甲基丙烯酸羟乙酯、双马来酰亚胺、缩水甘油醚、ZXC700硼选择性螯合树脂、分散剂和硅化合物；其中，缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚，分散剂为分散剂MDC220，硅化合物的重量份数为4份；硅化合物的原料包括六甲基二硅醚、四丁酚醛、交联剂和4-羟基咔唑，其中交联剂为过氧化苯甲酰；各组分含量如下表1所示。
净化剂的制备方法包括如下步骤：
由六甲基二硅醚和四丁酚醛在70℃下反应55min；调节pH值为6.5，再继续添加交联剂和4-羟基咔唑，升温至85℃并搅拌反应1.2h，制得硅化合物；
将甲基丙烯酸羟乙酯和分散剂共混，然后升温至130℃，继续加入缩水甘油醚和双马来酰亚胺，搅拌反应1.5h；再加入硅化合物，继续搅拌45min；最后加入ZXC700硼选择性螯合树脂，搅拌混和20min。
实施例6
本申请公开了一种市政用蓄水池净化系统，依次包括用于去除泥沙和悬浮物的清淤沉降池、净化池和消毒池，净化池中添加净化剂，每升水中，净化剂包括如下组分：甲基丙烯酸羟乙酯、双马来酰亚胺、缩水甘油醚、ZXC700硼选择性螯合树脂、分散剂和硅化合物；其中，缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚，分散剂为分散剂MDC220，硅化合物的重量份数为3.5份；硅化合物的原料包括六甲基二硅醚、四丁酚醛、交联剂和4-羟基咔唑，其中交联剂为过氧化苯甲酰；各组分含量如下表1所示。
净化剂的制备方法包括如下步骤：
由六甲基二硅醚和四丁酚醛在65℃下反应50min；调节pH值为6.0，再继续添加交联剂和4-羟基咔唑，升温至82℃并搅拌反应1.1h，制得硅化合物；
将甲基丙烯酸羟乙酯和分散剂共混，然后升温至125℃，继续加入缩水甘油醚和双马来酰亚胺，搅拌反应1.2h；再加入硅化合物，继续搅拌43min；最后加入ZXC700硼选择性螯合树脂，搅拌混和18min。
实施例7
与实施例4的区别在于，将硅化合物替换为聚硅氧烷，各组分含量如下表2所示。
实施例8
与实施例4的区别在于，将六甲基二硅醚替换为乙醚，各组分含量如下表2所示。
实施例9
与实施例8的区别在于，将四丁酚醛替换为乙醛，各组分含量如下表2所示。
实施例10
与实施例9的区别在于，将4-羟基咔唑替换为对羟基苯甲醛，各组分含量如下表2所示。
实施例11
与实施例4的区别在于，制备硅化合物的过程中，调节pH为5.0。
实施例12
与实施例4的区别在于，制备硅化合物的过程中，调节pH为7.0。
实施例13
与实施例4的区别在于，将交联剂过氧化苯甲酰替换为三羟甲基丙烷。
实施例14
与实施例1的区别在于，缩水甘油醚选择丙三醇缩水甘油醚。
对比例
对比例1
以未经净化系统净化处理的水作为对比例1。
对比例2
与实施例1的区别在于，将甲基丙烯酸羟乙酯替换为乙酸乙酯，各组分含量如下表1所示。
对比例3
与对比例2的区别在于，将双马来酰亚胺替换为二甲基甲酰胺，各组分含量如下表1所示。
对比例4
与对比例3的区别在于，将聚乙二醇二缩水甘油醚替换为三苯基膦，各组分含量如下表1所示。
表1实施例1-6和对比例2-4的组分含量表
表2实施例7-10的组分含量表
性能检测试验
根据《生活饮用水标准检验方法总则(GBT5750.1-2006)》、《生活饮用水标准检验方法水质分析质量控制(GBT5750.3-2006)》，以玻璃电极法分析酸碱度、以KMnO4法测定COD、分光光度法分析浊度和EDTA法分析总硬度作为检测项目；酸碱度越接近7，COD、浊度和总硬度越小，则净化处理效果越好；检测结果如下表3所示。
表3各实施例和对比例的性能测试结果表
综上所述，可以得出以下结论：
1.根据实施例4和实施例7并结合表3可知，本申请所添加的硅化合物相较于聚硅氧烷而言，可更有效地提升净水机的净水效率，原因可能是硅化合物具有胶体物质的性质，可更好地团聚有机物形成更大更强的絮状物，由此促使乳浊状或悬浮性的絮凝物沉降。
2.根据实施例8-10和实施例4并结合表3可知，由六甲基二硅醚、四丁酚醛和4-羟基咔唑协同混合得到硅化合物，可提升净水剂的净水效果。
3.根据实施例11-12及实施例4并结合表3可知，制备硅化合物的过程中，通过控制pH为5.5-6.5，得到的产物对净水剂的净水效果的提升具有显著作用。
4.根据实施例4和实施例13并结合表3可知，以过氧化苯甲酰作为六甲基二硅醚、四丁酚醛和4-羟基咔唑混和反应的交联剂，获得的产物的净水性能更好。
5.根据实施例1和对比例1并结合表3可知，采用本申请的净水系统净化的水质更好，可满足市政用水的标准。
6.根据实施例1和对比例2-4并结合表3可知，甲基丙烯酸羟乙酯、双马来酰亚胺和聚乙二醇二缩水甘油醚三者对提高净水剂的净化效果具有显著的协同作用。
本具体实施方式仅仅是对本申请的解释，并非依此限制本申请的保护范围，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施方式做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (7)
1.市政用蓄水池净化系统，其特征在于：依次包括用于去除泥沙和悬浮物的清淤沉降池、净化池和消毒池，所述净化池中添加净化剂，每升水中，净化剂包括如下重量份数的组分：
40-50份甲基丙烯酸羟乙酯；
8-10份双马来酰亚胺；
1-2份缩水甘油醚；
1-2份ZXC700硼选择性螯合树脂；
10-12份分散剂；
所述净化剂的制备方法包括如下步骤：
将甲基丙烯酸羟乙酯和分散剂共混，然后升温至120-130℃，继续加入缩水甘油醚和双马来酰亚胺，搅拌反应1-1.5h；然后加入ZXC700硼选择性螯合树脂，搅拌混合15-20min。
2.根据权利要求1所述的市政用蓄水池净化系统，其特征在于：按重量份数计，所述净化剂还包括3-4份硅化合物。
3.根据权利要求2所述的市政用蓄水池净化系统，其特征在于：所述硅化合物的制备方法为：由2-3份六甲基二硅醚和0.6-0.8份四丁酚醛在60-70℃下反应45-55min；再继续添加0.2-0.3份交联剂和1-2份4-羟基咔唑，升温至80-85℃并搅拌反应1-1.2h。
4.根据权利要求3所述的市政用蓄水池净化系统，其特征在于：所述硅化合物的制备方法中，调节pH值为5.5-6.5，再继续添加0.2-0.3份交联剂和1-2份4-羟基咔唑。
5.根据权利要求3所述的市政用蓄水池净化系统，其特征在于：所述交联剂为过氧化苯甲酰。
6.根据权利要求1所述的市政用蓄水池净化系统，其特征在于：所述缩水甘油醚为聚乙二醇二缩水甘油醚；所述分散剂选用分散剂MDC220。
7.根据权利要求1所述的市政用蓄水池净化系统，其特征在于：所述净化剂的制备方法还包括如下步骤：
由2-3份六甲基二硅醚和0.6-0.8份四丁酚醛在60-70℃下反应45-55min；调节pH值为5.5-6.5，再继续添加0.2-0.3份交联剂和1-2份4-羟基咔唑，升温至80-85℃并搅拌反应1-1.2h，制得硅化合物；
将40-50份甲基丙烯酸羟乙酯和10-12份分散剂共混，然后升温至120-130℃，继续加入1-2份缩水甘油醚和8-10份双马来酰亚胺，搅拌反应1-1.5h；再加入3-4份硅化合物，继续搅拌40-45min；最后加入1-2份ZXC700硼选择性螯合树脂，搅拌混合15-20min。
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