CN1994908A - 一种由成套混凝药剂及配套设备组合的水处理工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种由成套混凝药剂及配套设备组合的水处理工艺，药剂配方包括磁性金属氧化物，高分子酰胺类聚合物，聚合喷雾型硫酸铁或聚合氯化铝等，设备是由沉降槽、磁性转盘、收集槽、泵、加药箱组成的旋流分离装置。这套处理工艺可以应用到海水预处理及环境工程等水处理领域中。
Description
技术领域
本发明涉及工业水处理技术，为一种由成套混凝药剂及配套设备组合的水处理工艺，这种组合处理工艺适用于海水预处理、饮用水处理、工业用水处理、废水处理等环境工程各个领域。
背景技术
水的混凝处理是海水预处理、饮用水处理、工业用水处理、废水处理等环境工程各个领域中的基本单元之一，起去浊除污的作用。因该方法具有简单、方便的特点而在水处理工艺中普遍采用。优良的混凝成套药剂及配套设备的组合处理工艺是水的高效混凝处理的关键因素，因此，开发研制高效混凝成套药剂及配套设备的组合处理工艺对水处理领域具有重要意义。
目前，聚铝、聚铁是水处理市场中絮凝剂、混凝剂的主流品种之一，但是他们在低温低浊度时去除浊度的效果差，同时生产过程中会严重污染环境，越来越不适合环保的要求。
发明内容
本发明提供一种由成套混凝药剂及配套设备组合的水处理工艺，适用于海水预处理、饮用水处理、工业用水处理、废水处理等环境工程各个领域的浊度的去除和污染物的混凝去除，并方便、快捷地将混凝沉降的杂质移除。
本发明的基本构思和原理是：新型的混凝成套药剂由磁性金属氧化物(包括：四氧化三铁、三氧化二铁、氧化铁和氧化锰混合物，氧化铁和氧化铝混合物等)；高分子酰胺类聚合物(包括：淀粉接枝聚丙烯酰胺、纤维素接枝聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺等)；无机聚合物(包括聚合喷雾型硫酸铁、聚合氯化铝)来组成。
混凝成套药剂在常温常压下配制；把高分子聚合物的水溶液不断搅拌，再加入磁性金属氧化物混合均匀，然后在高速搅拌中加入聚合喷雾型硫酸铁或聚合氯化铝，经过一段时间的搅拌反应和熟化过程，制成稳定的多核磁性改性络合物。这种多核磁性改性络合物在水溶液中对带负电荷的胶体等悬浮物起电性中和及压缩双电层作用，使胶体等悬浮物脱稳后凝聚形成微小颗粒。这种改性络合物具有较高的分子量，分子中带有羧基、羟基亲水集团，具有链状结构。水解后分子链上带有的部分负电荷产生静电斥力使高分子链充分伸展。伸展的改性络合物链在多核磁性铁之间起吸附、架桥的作用，促进颗粒变大，颗粒相互聚集。在颗粒的凝聚过程中，形成链网结构。这种结构对拟去除的杂质起到了吸附、网捕的作用。其综合结果，形成的絮体大而密实，沉降迅速。
本发明的配套设备为旋流分离装置，能够将沉降后的絮体通过磁性吸附、旋转分离而被迅速移走，以回收再利用。
本发明为一种由成套混凝药剂及配套设备组合的水处理工艺，其特征在于：
混凝成套药剂由磁性金属氧化物，高分子酰胺类聚合物，无机聚合物来组成；
磁性金属氧化物其中包括四氧化三铁、三氧化二铁、氧化铁和氧化锰摩尔比为1∶1-5的混合物，氧化铁和氧化铝摩尔比为1∶1-5的混合物；
高分子酰胺类聚合物其中包括：淀粉接枝聚丙烯酰胺、纤维素接枝聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺；
无机聚合物其中包括聚合喷雾型硫酸铁、聚合氯化铝；
组成中磁性金属氧化物、高分子酰胺类聚合物、无机聚合物三者之间的质量比为：10-70∶1-20∶40-80，
配套设备是旋流分离装置，其中包括泵1，加药箱2，旋流筒3，收集槽4；旋流筒分旋流外筒31，旋流内筒32，旋流外筒上部为直筒形，下部为锥形，旋流内筒为直筒形，且内筒中装有沉降槽33，内筒下部设有可旋转的磁性转盘34，磁性转盘上设有开口341、342、343、344；
混凝成套药剂的制备方法是：先将高分子酰胺类聚合物配成1％-20％的水溶液，搅拌非常均匀，在常温常压下，以水溶液质量为基准，以10-70％的比例将磁性金属氧化物加入到配好的水溶液中，在大于1000r/min的快速搅拌下，将聚合喷雾型硫酸铁或聚合氯化铝加到溶液中，通过控制调整反应体系中所投入的聚合喷雾型硫酸铁或聚合氯化铝，使混凝成套药剂中的高分子酰胺类聚合物与铁元素或铝元素间的最终质量比在0.001-0.1之间。
这种新型的混凝成套药剂及配套设备的组合水处理工艺，其特征在于在海水预处理及环境工程水处理领域中，实际应用加药量范围在10ppm-100ppm。能够很好的去除悬浮物等杂质和降低COD、悬浮物等杂质易移出、混凝剂能够重复利用、无毒、无污染。
本发明的组合水处理工艺的优选方案，其特征在于：
混凝成套药剂组成中磁性金属氧化物、高分子酰胺类聚合物、无机聚合物三者之间的质量比为：20-60∶3-16∶50-70，
混凝成套药剂的制备方法是：先将高分子酰胺类聚合物配成3％-18％的水溶液，搅拌非常均匀，在常温常压下，以水溶液质量为基准，以15-65％的比例将磁性金属氧化物加入到配好的水溶液中，在大于1000r/min的快速搅拌下，将聚合喷雾型硫酸铁或聚合氯化铝加到溶液中，通过控制调整反应体系中所投入的聚合喷雾型硫酸铁或聚合氯化铝，使混凝成套药剂中的高分子酰胺类聚合物与铁元素或铝元素间的最终质量比在0.002-0.08之间；
在海水预处理及环境工程水处理领域中，实际应用加药量范围在20ppm-80ppm。
本发明对附图说明如下：
图1为配套设备旋流分离装置结构示意图：
1、泵，2、加药箱，3、旋流筒，31、旋流外筒，32、旋流内筒，33、沉降槽，34、磁性转盘：341、342、343、344为磁性转盘34上的开口，4、收集槽。
实施方式
实施例1：
采用本发明产品TS-500，与国内水处理市场广泛采用的主流产品聚铝对渤海海水混凝效果的比较实验，情况如下：
先将高分子酰胺类聚合物淀粉接枝聚丙烯酰胺配成1％的水溶液，搅拌非常均匀，在常温常压下，将磁性金属氧化物四氧化三铁以10％比例，加入到配好的溶液中，在大于1000r/min的快速搅拌下，将聚合喷雾型硫酸铁加到溶液中，通过控制调整反应体系中所投入的聚合喷雾型硫酸铁，使其混合液中的高分子聚合物与铁元素间的最终质量比为0.001。当混凝剂投加量足够时，TS-500去除悬浮物的能力明显优于聚铝，并且形成的絮体密实，沉降迅速，通过配套的旋流分离器能够方便、快捷的移走，处理后再利用。
实施例2：
先将高分子酰胺类聚合物阴离子聚丙烯酰胺配成20％的水溶液，搅拌非常均匀，在常温常压下，将磁性金属氧化物三氧化二铁以70％的比例，加入到配好的溶液中，在大于1000r/min的快速搅拌下，将聚合喷雾型硫酸铁加到溶液中，通过控制调整反应体系中所投入的聚合喷雾型硫酸铁，使其混合液中的高分子聚合物与铁元素间的最终质量比为0.1。
实施例3：
先将高分子酰胺类聚合物聚丙烯酰胺配成10％的水溶液，搅拌非常均匀，在常温常压下，将磁性金属氧化物氧化铁和氧化锰摩尔比为1∶1-5的混合物，以40％比例，加入到配好的溶液中，在大于或等于1000r/min的快速搅拌下，将聚合氯化铝加到溶液中，通过控制调整反应体系中所投入的聚合氯化铝，使其混合液中的高分子聚合物与铝元素间的最终质量比为0.01。
应用效果
表1 本发明产品TS-500与聚铝的对海水预处理的混凝效果比较
| 药剂投加量(mg/L) | 20 | 30 | 40 | 50 | 60 | |
| 悬浮物去除率％ | TS-500 | 79.25 | 84.23 | 88.61 | 91.25 | 91.28 |
| 聚铝 | 57.25 | 68.56 | 79.63 | 85.26 | 85.30 | |
某印染废水，其废水主要指标如下：COD300.6mg/L，色度260倍(稀释倍数)，采用本发明产品TS-500，与国内水处理市场广泛采用的主流产品的比较实验，情况如下：
表2 本发明产品TS-500与聚铝处理印染废水的结果比较。
| 药剂投加量(mg/L) | 15 | 30 | 45 | 60 | ||
| 药剂种类 | TS-500 | 处理水COD(mg/L) | 210.5 | 189.2 | 160.5 | 158.6 |
| COD去除率(％) | 29.9 | 37.1 | 46.6 | 47.2 | ||
| 处理水色度 | 26 | 12 | 8 | 6 | ||
| 色度去除率(％) | 80.0 | 90.7 | 93.8 | 95.4 | ||
| 聚铝 | 处理水COD(mg/L) | 212.2 | 195.6 | 178.6 | 176.2 | |
| COD去除率(％) | 29.4 | 34.9 | 40.6 | 41.4 | ||
| 处理水色度 | 25 | 15 | 11 | 9 | ||
| 色度去除率(％) | 80.8 | 88.5 | 91.5 | 93.1 | ||
当混凝剂在常规投加量的范围内，TS-500对色度和COD的去除效果优于聚铝，尤其是对COD的去除率比聚铝有显著提高。
Claims (2)
1、一种由成套混凝药剂及配套设备组合的水处理工艺，其特征在于：
混凝成套药剂由磁性金属氧化物，高分子酰胺类聚合物，无机聚合物来组成；
磁性金属氧化物其中包括四氧化三铁、三氧化二铁、氧化铁和氧化锰摩尔比为1∶1-5的混合物，氧化铁和氧化铝摩尔比为1∶1-5的混合物；
高分子酰胺类聚合物其中包括：淀粉接枝聚丙烯酰胺、纤维素接枝聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺；
无机聚合物其中包括聚合喷雾型硫酸铁、聚合氯化铝；
组成中磁性金属氧化物、高分子酰胺类聚合物、无机聚合物三者之间的质量比为：10-70∶1-20∶40-80，
配套设备是旋流分离装置，其中包括泵1，加药箱2，旋流筒3，收集槽4；旋流筒分旋流外筒31，旋流内筒32，旋流外筒上部为直筒形，下部为锥形，旋流内筒为直筒形，且内筒中装有沉降槽33，内筒下部设有可旋转的磁性转盘34，磁性转盘上设有开口341、342、343、344；
混凝成套药剂的制备方法是：先将高分子酰胺类聚合物配成1％-20％的水溶液，搅拌非常均匀，在常温常压下，以水溶液质量为基准，以10-70％的比例将磁性金属氧化物加入到配好的水溶液中，在大于1000r/min的快速搅拌下，将聚合喷雾型硫酸铁或聚合氯化铝加到溶液中，通过控制调整反应体系中所投入的聚合喷雾型硫酸铁或聚合氯化铝，使混凝成套药剂中的高分子酰胺类聚合物与铁元素或铝元素间的最终质量比在0.001-0.1之间；
在海水预处理及环境工程水处理领域中，实际应用加药量范围在10ppm-100ppm。
2、按照权利要求1所述的水处理工艺，其特征在于：
混凝成套药剂组成中磁性金属氧化物、高分子酰胺类聚合物、无机聚合物三者之间的质量比为：20-60∶3-16∶50-70，
混凝成套药剂的制备方法是：先将高分子酰胺类聚合物配成3％-18％的水溶液，搅拌非常均匀，在常温常压下，以水溶液质量为基准，以15-65％的比例将磁性金属氧化物加入到配好的水溶液中，在大于1000r/min的快速搅拌下，将聚合喷雾型硫酸铁或聚合氯化铝加到溶液中，通过控制调整反应体系中所投入的聚合喷雾型硫酸铁或聚合氯化铝，使混凝成套药剂中的高分子酰胺类聚合物与铁元素或铝元素间的最终质量比在0.002-0.08之间；
在海水预处理及环境工程水处理领域中，实际应用加药量范围在20ppm-80ppm。
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