CN116553696A - 一种低浮渣量的高效絮凝剂及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种低浮渣量的高效絮凝剂及其制备方法，其中絮凝剂按质量份数计，包括有20‑25份的无机复合物，10‑18份的有机复合物和10‑16份的发泡组分；所述有机复合物由非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺按一定比例混合而成。本发明通过将无机复合物与水中的悬浮物和油相结合，然后使用有机复合物产生大的絮体，将絮体与发泡组分产生的气泡结合，利用气泡将絮体带至水面进行清除，方便快捷，投加量低，降低生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，尤其涉及一种低浮渣量的高效絮凝剂及其制备方法。
背景技术
随着经济、社会的快速发展，工业、农业和居民生活所带来的水体污染问题越来越严重，处理水中的悬浮物和油通常会采用气浮工艺，气浮工艺是通过添加絮凝剂形成絮凝团。在气浮过程中，微小气泡与絮凝团相粘附，由于密度小于水而产生上浮作用形成“水-气-固”三相混合体系，使其呈悬浮状态的污染物从水中分离出去，分离的产物即成为含油浮渣。由于目前的絮凝剂的投加量比较大，形成的浮渣量较大，造成了后期的浮渣处理费用较高。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种低浮渣量的高效絮凝剂，其通过采用无机复合物和有机复合物相结合的配方，采用物理吸附和化学反应相结合的反应机理，从而使生产的絮凝剂具有处理效率高、絮凝效果好且形成的浮渣量较少的特点。
本发明的第二目的是提供上述絮凝剂的制备方法，该方法步骤简单，可工业化生产。
为了实现上述目的，本发明特采用以下技术方案：
本发明提供了一种低浮渣量的高效絮凝剂，其按质量份数计，包括有20-25份的无机复合物，10-18份的有机复合物和10-16份的发泡组分；
所述有机复合物由非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺按一定比例混合而成。
本发明所提供的高效絮凝剂由无机复合物、有机复合物和发泡组分构成，其中无机复合物主要起的是混凝作用，通过吸附及压缩双电层的原理与水肿悬浮物和油滴相结合，生成小的系统矾花，然后有机复合物将其聚合，生成大的絮体，然后与发泡组分生产的泡沫相结合，通过气浮产生的小气泡的作用浮到水面上，在通过刮泥板刮渣除去，对污水中的悬浮物和油起到良好的清除效果。
优选地，所述絮凝剂包括有20份无机复合物，16份有机复合物和12份发泡组分；
所述有机复合物为非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺按质量比为1：0.2：0.35混合而成，
优选地，所述非离子聚丙烯酰胺分子量为1100万；
所述两性聚丙烯酰胺分子量为1200万；
所述阴离子聚丙烯酰胺水解度为15-20％，分子量为9000万。
优选地，所述无机复合物由聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝和三氯化铁按一定比例混合而成。
优选地，所述无机复合物由聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝和三氯化铁按质量比为1：0.5：0.8：1.2混合而成。
优选地，所述发泡组分由粉状十二烷基磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚按一定比例混合而成。
优选地，所述发泡组分由粉状十二烷基磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚按质量比为1：2混合而成。
在本发明中，将有机复合物采用非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺混合而成，其中非离子聚丙烯酰胺为水溶性的高分子聚合物或聚电解质，其分子链中含有一定数量的极性基团，能通过吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物，其能够与无机复合物混合，减少无机复合物分子间的碰撞机会，使得无机复合物具有良好的储存稳定性，而且其并不会改变无机复合物的分子链，可以增加聚合物的分子量，增加絮凝性能，而且非离子聚丙烯酰胺中由于含有酰胺基或离子基因，可以以各种比例溶于水中，还可以与发泡组分相容，
同时，本发明还采用了阴离子聚丙烯酰胺属于水溶性的高分子聚合物，其分子链中含有一定数量的极性基团，它能通过吸附水中悬浮的固体粒子，使粒子间架桥或通过电荷中和使粒子凝聚形成大的絮凝物，故可加速悬浮液中粒子的沉降，有非常明显的加快溶液澄清，促进过滤等效果，将非离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺混合，可以提高谁家度的维度，提高电中和效率，由于阴离子聚丙烯酰胺具有分子量高、分子链长、粘度大的特点，非离子聚丙烯酰胺相对阴离子聚丙烯酰胺分子量稍低，分子链较短、粘度较小，两者结合使得吸附架桥和网捕的密度更大，处理废水产生的絮团也就更大了。
同时由于阴离子聚丙烯酰胺的骨架上的离子存在静电排斥力，而无机复合物会对羧基负电荷产生屏蔽，使得阴离子聚丙烯酰胺的粘度下降，而发泡组分的分子结构中既带有正电荷的基团也带有负电荷的基团，其上带有的正电荷与阴离子聚丙烯酰胺上的阴离子相互吸引，形成复合物，而且上的负电荷又会与阴离子聚丙烯酰胺上的阴离子进行排斥，减弱两者之间的引力，而由于发泡组分含有疏水基，在疏水作用下以球状胶束的形式串联在阴离子聚丙烯酰胺的骨架上，保证阴离子聚丙烯酰胺的粘度不会下降。
采用的两性聚丙烯酰胺是由乙烯酰胺和乙烯基阳离子单体丙烯酰胺单体，水解共聚而成，分子链上既有阳电荷，又有阴电荷的两性离子不规则聚合物，其也可与阴离子聚丙烯酰胺聚合形成复合物，增加阴离子聚丙烯酰胺的粘度，同时使用两性聚丙烯酰胺，其可以完成阴离子、阳离子的配合协同作用，表面没有任何沉淀物的产生，特别是对水质情况比较复杂或水的性质经常变化的，效果更好，而且两性聚丙烯酰胺可以增快絮体的形成速度，加快清理的时间，节约时间成本，防止废水清理不及时而导致废水越积越多，最终影响生产。
本发明还提供了上述的低浮渣量的高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将无机复合物、有机复合物和发泡组分混合后搅拌制成。
优选地，所述搅拌的温度为20-30℃，所述搅拌的时间为1h，所述搅拌的转速为50r/min。
优选地，所述无机复合物的制备方法包括如下步骤：
将聚合氯化铝进行破碎，然后加入聚合硫酸铝和三氯化铁，加水进行混合，加入聚合硫酸铝，以50r/min的转速在25℃下搅拌30min。
优选地，所述有机复合物的制备方法包括如下步骤：
将非离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺混合后，加水后以50r/min的转速在25℃下搅拌10min。
优选地，所述发泡组分的制备方法包括如下步骤：
将粉状十二烷基磺酸钠中加水以50r/min的转速在25℃下搅拌5min，然后加入辛基酚聚氧乙烯醚，继续以50r/min的转速在25℃下搅拌20min。
本发明与现有技术相比，至少有以下优异之处：
(1)本发明采用无机复合物和有机复合物结合的方式，对污水中的悬浮物和油进行处理，无机复合物通过吸附及压缩双电层的原理与水中悬浮物和油滴相结合，然后通过有机复合物产生絮体达到对污水进行处理，使用较少的投加量即可对污水进行良好的处理效果。
(2)本发明通过絮凝剂中的发泡组分产生的气泡，气泡与絮体进行结合，通过气泡的气浮效率将絮体带至水面，更加方便进行处理。
(3)本发明所提供的制备高效絮凝剂的方法简单，易于推广，适合工业化生产。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的实施方案进行详细描述，但是本领域技术人员将会理解，下列实施例仅用于说明本发明，而不应视为限制本发明的范围。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
实施例1
本实施例提供了一种低浮渣量的高效絮凝剂，在本实施例中，其按质量份数计，主要由20份的无机复合物、10份的有机复合物和10份的发泡组分组成。
上述的絮凝剂的制备方法包括如下步骤：
(1)无机复合物的制备：
首先，对干粉搅拌机进行清洗，然后将聚合氯化铝放入干粉搅拌机进行破碎成粉末，然后加入聚合硫酸铝和三氯化铁，加入水混合搅拌10min，最后加入聚合硫酸铝搅拌20min，然后取出备用。
所述干粉搅拌机的转速为50r/min，制备的温度为25℃，在本实施例中，加入的聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝和三氯化铁之间的质量比为1：0.5：0.8：1.2。
(2)有机复合物的制备：
首先，对干粉搅拌机进行清洗，然后将非离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺依次加入干粉搅拌机，加水后搅拌10min，然后取出备用。
所述干粉搅拌机的转速为50r/min，制备的温度为25℃，在本实施例中，加入的非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺之间的质量比为1：0.2：0.35，选用的非离子聚丙烯酰胺分子量为1100万，两性聚丙烯酰胺分子量为1200万，阴离子聚丙烯酰胺水解度为15-20％，分子量为9000万。
(3)发泡组分的制备：
首先，将干粉搅拌机进行清洗，加入粉状十二烷基磺酸钠和水，搅拌5min，然后加入辛基酚聚氧乙烯醚，搅拌20min，取出备用。
所述干粉搅拌机的转速为50r/min，制备的温度为25℃，在本实施例中，加入的粉状十二烷基磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚之间的质量比为1：2。
(4)絮凝剂的制备：
将步骤(1)制备好的无机复合物，步骤(2)制备好的有机复合物和步骤(3)制备好的发泡组分依次放入清洗赶紧的干粉搅拌机中，然后进行搅拌1h后，取出，即为低浮渣量的高效絮凝剂。
所述干粉搅拌机的转速为50r/min，制备的温度为25℃。
实施例2-3
具体实施方式与实施例1一致，不同之处如下表1所示：
表1原料之间的配比改变
| 有机复合物/份 | 无机复合物/份 | 发泡组分/份 | |
| 实施例2 | 20 | 18 | 10 |
| 实施例3 | 25 | 10 | 16 |
| 实施例4 | 25 | 18 | 16 |
| 实施例5 | 22 | 16 | 12 |
实施例6
具体实施方式与实施例1一致，唯一不同之处在于非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺之间的质量比1：2：0.35。
实施例7
具体实施方式与实施例1一致，唯一不同之处在于非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺之间的质量比0.1：0.2：0.35。
实施例8
具体实施方式与实施例1一致，唯一不同之处在于非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺之间的质量比1：0.2：3。
对比例1
具体实施方式与实施例1一致，唯一不同之处在于不使用有机复合物。
对比例2
具体实施方式与实施例1一致，唯一不同之处在于制备有机复合物时不使用阴离子聚丙烯酰胺。
对比例3
具体实施方式与实施例1一致，唯一不同之处在于无机复合物。
对比例4
具体实施方式与实施例1一致，唯一不同之处在于不使用发泡组分。
对比例5
将絮凝剂选择为选择河南钟桥环保科技有限公司市售的污水处理絮凝剂。
实验例1
将实施例1-8和对比例1-5所制备出的絮凝剂进行对比实验，采用石化含油污水，经检测，污水中悬浮物为180mg/L，含油量为105mg/L，将污水分为十三份放置于烧杯中，每个烧杯中1000ml的污水，然后将实施例1-8和对比例1-5制成的絮凝剂分别投放至烧杯中，然后进行标记，投加量为50mg，投放后对各个烧杯污水用空气泵鼓气10min，空气量为100ml/L，鼓气后静置10min，检测各个烧杯中的中的污水的悬浮量和含油量，并计算各个烧杯对应的絮凝剂的去除率，结果如表2所示：
通过上述的实验数据，我们可以看出在本发明所提供的范围内制备出的絮凝剂可以将悬浮去去除率达到90％以上，将油的去除率可以达到92％以上，而不在本发明范围内的对比例1-5中的絮凝剂，其效果远远低于本发明实施例1的效果，正如对比例1中不选择使用有机絮凝剂，导致其悬浮物被无机复合物形成小的系统矾花，但是其过于分散，去除难度增大，导致效果不好，而对比例2中不使用阴离子聚丙烯酰胺，导致其吸附架桥和网捕的范围减少，不能将污水全部覆盖，导致去除效果降低，而对比例3中不采用无机絮凝剂，其对于污水中的污垢的混凝作用降低，导致去除效果降低，而对比例4中不采用发泡组分，导致污水中的杂质虽然可以絮凝成为絮体，但是一部分沉在水中，导致去除的效果差，这也就说明了本发明的各个配料均是不可缺少的，只有此阿勇本发明中的各个配料，并且将配料之间的配比保持在本发明的范围内，才可以对污水中的悬浮物和油起到良好的清除效果、
最后，可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域普通技术人员而言，在不脱离本发明的原理和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种低浮渣量的高效絮凝剂，其特征在于，按质量份数计，包括有20-25份的无机复合物，10-18份的有机复合物和10-16份的发泡组分；
所述有机复合物由非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺按一定比例混合而成。
2.根据权利要求1所述的絮凝剂，其特征在于，包括有20份无机复合物，16份有机复合物和12份发泡组分；
所述有机复合物为非离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺按质量比为1：0.2：0.35混合而成。
3.根据权利要求1所述的絮凝剂，其特征在于，所述非离子聚丙烯酰胺分子量为1100万；
所述两性聚丙烯酰胺分子量为1200万；
所述阴离子聚丙烯酰胺水解度为15-20％，分子量为9000万。
4.根据权利要求1所述的絮凝剂，其特征在于，所述无机复合物由聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝和三氯化铁按一定比例混合而成；
优选地，所述无机复合物由聚合氯化铝、聚合硫酸铁、聚合硫酸铝和三氯化铁按质量比为1：0.5：0.8：1.2混合而成。
5.根据权利要求1所述的絮凝剂，其特征在于，所述发泡组分由粉状十二烷基磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚按一定比例混合而成；
优选地，所述发泡组分由粉状十二烷基磺酸钠和辛基酚聚氧乙烯醚按质量比为1：2混合而成。
6.权利要求1-5任一项所述的低浮渣量的高效絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
将无机复合物、有机复合物和发泡组分混合后搅拌制成。
7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述搅拌的温度为20-30℃，所述搅拌的时间为1h，所述搅拌的转速为50r/min。
8.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述无机复合物的制备方法包括如下步骤：
将聚合氯化铝进行破碎，然后加入聚合硫酸铝和三氯化铁，加水进行混合，加入聚合硫酸铝，以50r/min的转速在25℃下搅拌30min。
9.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述有机复合物的制备方法包括如下步骤：
将非离子聚丙烯酰胺和阴离子聚丙烯酰胺、两性聚丙烯酰胺混合后，加水后以50r/min的转速在25℃下搅拌10min。
10.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，所述发泡组分的制备方法包括如下步骤：
将粉状十二烷基磺酸钠中加水以50r/min的转速在25℃下搅拌5min，然后加入辛基酚聚氧乙烯醚，继续以50r/min的转速在25℃下搅拌20min。
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| CN202310333454.XA CN116553696A (zh) | 2023-03-31 | 2023-03-31 | 一种低浮渣量的高效絮凝剂及其制备方法 |
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2023
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