專利名稱：一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及給水處理技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝 劑制備方法。
背景技術(shù)：
由于城市化、工業(yè)化及富營養(yǎng)化等因素，水源污染日趨嚴(yán)重，同時隨著生活水平的 提高，飲用水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷提高。但是我們國家大多數(shù)的自來水廠還是采用“混凝_沉 淀_過濾_消毒”的常規(guī)工藝流程來進(jìn)行飲用水生產(chǎn)，盡管其在保證飲用水水質(zhì)方面起到重 要作用，但它不能有效去除水源水中微量可溶性有機(jī)污染物、消毒工藝中的氯代有機(jī)物、富 營養(yǎng)氨氮及藻類等微污染問題。改變投藥方式、投藥條件和采用新型混凝劑等強(qiáng)化混凝工 藝，是目前水廠解決微污染問題最經(jīng)濟(jì)、最有效的手段。目前供水處理廠凈化水質(zhì)應(yīng)用最普 遍的是以聚鋁、聚鐵等無機(jī)高分子混凝劑為主的混凝法；缺點(diǎn)是生產(chǎn)條件難以控制、價格較 貴，且殘留鋁的環(huán)境效應(yīng)及鐵鹽的殘余色度和腐蝕性，會對人體健康造成影響。凹凸棒石黏 土 (簡稱凹土)是一種天然晶質(zhì)水合鎂鋁硅酸鹽非金屬粘土礦物，其特殊的結(jié)構(gòu)和較大的比 表面積，決定了其具有良好的吸附性能和膠體性質(zhì)。目前研究者對凹土作為天然廉價吸附 劑在水處理中的應(yīng)用進(jìn)行了有益的探索，但對其在微污染原水強(qiáng)化處理中的應(yīng)用尚未見報 道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法，該制 備方法將傳統(tǒng)無機(jī)混凝凈水劑與改性凹凸棒石粘土復(fù)合，制備針對微污染原水強(qiáng)化混凝處 理的復(fù)合混凝劑，發(fā)揮其協(xié)同作用，增強(qiáng)水處理效果。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下以凹凸棒石粘土為原料進(jìn)行預(yù) 處理，預(yù)處理后的凹土與l_20wt%凹土重量的無機(jī)混凝劑在水溶液中混合，攪拌使之均勻 分散，烘干，磨細(xì)得成品。所述的預(yù)處理是指將凹土原礦研磨、過篩、熱處理或微波處理。所述的研磨、過篩是指將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過100-300目篩。所述的熱處理是指在350-500°C的溫度下焙燒l_5h。所述的微波處理是指在微波功率300-600W下輻照5-15min。所述的無機(jī)混凝劑是指聚鋁鹽、聚鐵鹽其中之一。所述的聚鋁鹽是指聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鋁鐵(PAFC)其中之一。所述的聚鐵鹽是指聚合硫酸鐵(PFS)、聚合硫酸鋁鐵(PAFS)其中之一。本發(fā)明的凈水劑的制備方法包括以下具體步驟將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過 100-300目篩得凹土粉；凹土粉在350-500°C的溫度下焙燒l_5h，或在微波功率300-600W 下輻照5-15min，得改性凹土 ；改性凹土與其重量l_20wt%的無機(jī)混凝劑在水溶液中混合， 攪拌使之均勻分散，烘干，磨細(xì)得成品混凝劑。
本發(fā)明的凈水劑在實(shí)際使用時以粉劑狀態(tài)按常規(guī)方式加至被處理的微污染原水中。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
1、本發(fā)明的復(fù)合混凝劑處理微污染原水，主要是依據(jù)協(xié)同增效的原理強(qiáng)化出水效果， 同時減少傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑的用量，節(jié)約成本。2、本發(fā)明的復(fù)合混凝劑的凈水機(jī)理主要是利用水解縮合過程中產(chǎn)生的高價多核 配合物的壓縮雙電層作用和吸附電中和作用，同時凹土具有獨(dú)特的單元晶體結(jié)構(gòu)，因此具 有很強(qiáng)的物理吸附作用，其作為助凝劑可以充當(dāng)絮凝的核心，用來加快絮凝過程和增加絮 凝牢固性，增大氣密度，同時改善水中的濁度，從而改善混凝沉淀效果；經(jīng)焙燒改性和微波 改性的凹土，脫出結(jié)構(gòu)水后，孔隙率增大，表面相對疏松粗糙，纖維束部分分散，比表面積增 大，有利于吸附；凹土、無機(jī)高分子混凝劑和水構(gòu)成憎水溶膠物系，硅鋁、硅鐵之間的相互作 用生成了部分新型聚合物，導(dǎo)致各種水解聚合形態(tài)的組成結(jié)構(gòu)和分布發(fā)生了變化；水解產(chǎn) 物中鋁、鐵化合物和水中帶負(fù)電荷的膠體顆粒電性中和，使膠體脫穩(wěn)；而硅化合物則起到了 吸附架橋作用，其良好的凈水效果是電性中和、吸附架橋等作用的綜合結(jié)果；由于硅鋁、硅 鐵間的相互作用，不僅減少了直接生成的聚鋁鹽、聚鐵鹽的用量，而且長鏈對水中的懸浮物 和直接水解生成的懸浮物具有較強(qiáng)的吸附架橋和卷掃聚集作用，從而降低濁度和殘鋁量， 以及因鐵鹽引起的出水色度。3、常規(guī)混凝主要去除的是疏水性大分子有機(jī)物，本發(fā)明的復(fù)合混凝劑對于小分子 有機(jī)物也有去除效果，天然有機(jī)污染物如水生腐殖質(zhì)及人工合成有機(jī)污染物均可吸附到其 表面，表面負(fù)電荷增大；凹土的投加吸附了部分有機(jī)物，有助于原水中膠體顆粒外部雙電層 的有效壓縮，以及顆粒與水解產(chǎn)物間的電中和，使顆粒脫穩(wěn)，從而改善了混凝效果，降低了 混凝劑的消耗量；由于凹土良好的吸附性能，投加改性凹土制備復(fù)合混凝劑，還能夠有效地 應(yīng)對季節(jié)性氨氮濃度的改變，以及富營養(yǎng)化引起的藻類濃度的增加；可以在不增加任何構(gòu) 筑物的情況下達(dá)到良好的去除氨氮、藻類的效果，且可以根據(jù)原水水質(zhì)隨時調(diào)整凹土粉末 的投加比例。4、本發(fā)明通過對凹土原料進(jìn)行熱及微波改性后，與傳統(tǒng)混凝劑聚鋁、聚鐵按一定 比例協(xié)同復(fù)合，能針對微污染原水進(jìn)行強(qiáng)化混凝處理，出水的總有機(jī)碳、氨氮及藻類含量均 能顯著降低；凹土的添加還能夠顯著降低出水濁度，保障良好的出水水質(zhì)；在實(shí)際工程中， 還能減小沉淀池的體積，并使污泥減量化。5、凹凸棒石粘土資源豐富，價廉易得，熱改性和微波改性后的凹土吸附性能明顯 增大，膠體性能增強(qiáng)，且具有化學(xué)穩(wěn)定性和生物安全性。6、本發(fā)明具有成本低、操作簡便、適應(yīng)性廣、去除效率高、沉降速度快、污泥體積 小、減少無機(jī)藥劑用量、降低無機(jī)藥劑殘留、化學(xué)及生物安全性等優(yōu)點(diǎn)，是凈水廠進(jìn)行傳統(tǒng) 工藝強(qiáng)化混凝改造的新型、環(huán)保、高效混凝劑選擇。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，這些實(shí)施例不能理解為是對技術(shù)解 決方案的限制。實(shí)施例1 依以下步驟制備混凝劑將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過300目篩得凹土粉；凹土粉在350°C的溫度下焙燒5h，得改性 凹土 ；改性凹土與其重量lwt%的無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁(PAC)在水溶液中混合，攪拌使之 均勻分散，烘干，磨細(xì)得成品。實(shí)施例2 依以下步驟制備混凝劑
將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過200目篩得凹土粉；凹土粉在425°C的溫度下焙燒3h，得改性 凹土 ；改性凹土與其重量10wt%的無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁鐵(PAFC)在水溶液中混合，攪拌 使之均勻分散，烘干，磨細(xì)得成品。實(shí)施例3 依以下步驟制備混凝劑
將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過100目篩得凹土粉；凹土粉在500°C的溫度下焙燒lh，得改性 凹土 ；改性凹土與其重量20wt%的無機(jī)混凝劑聚合硫酸鐵(PFS)在水溶液中混合，攪拌使之 均勻分散，烘干，磨細(xì)得成品。實(shí)施例4 依以下步驟制備混凝劑
將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過100目篩得凹土粉；凹土粉在500°C的溫度下焙燒2h，得改性 凹土 ；改性凹土與其重量5wt%的無機(jī)混凝劑聚合硫酸鋁鐵(PAFS)在水溶液中混合，攪拌使 之均勻分散，烘干，磨細(xì)得成品。實(shí)施例5 依以下步驟制備混凝劑
將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過300目篩得凹土粉；凹土粉在450W微波功率下輻照7. 5min, 得改性凹土 ；改性凹土與其重量10wt%的無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁(PAC)在水溶液中混合，攪 拌使之均勻分散，烘干，磨細(xì)得成品。實(shí)施例6 依以下步驟制備混凝劑
將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過200目篩得凹土粉；凹土粉在600W微波功率下輻照5min，得 改性凹土 ；改性凹土與其重量5wt%的無機(jī)混凝劑聚合氯化鋁鐵(PAFC)在水溶液中混合，攪 拌使之均勻分散，烘干，磨細(xì)得成品。實(shí)施例7 依以下步驟制備混凝劑
將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過100目篩得凹土粉；凹土粉在300W微波功率下輻照lOmin， 得改性凹土 ；改性凹土與其重量20wt%的無機(jī)混凝劑聚合硫酸鐵(PFS)在水溶液中混合，攪 拌使之均勻分散，烘干，磨細(xì)得成品。實(shí)施例8 依以下步驟制備混凝劑
將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過100目篩得凹土粉；凹土粉在500W微波功率下輻照15min， 得改性凹土 ；改性凹土與其重量lwt%的無機(jī)混凝劑聚合硫酸鋁鐵(PAFS)在水溶液中混合， 攪拌使之均勻分散，烘干，磨細(xì)得成品。依照實(shí)施例1-8制備的復(fù)合混凝劑用于微污染原水的混凝處理，同時與傳統(tǒng)無機(jī) 混凝劑做對比。原水水質(zhì)指標(biāo)為:pH 7-9，NH3-N 1.0-3.0 mg/L, TOC 3.5-5.0 mg/L，濁度 10.6-12.2 NTU，色度 18-22，Chla 13.6-16.2 μ g/L, Mn 0.2-0.5 mg/L。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表 1。由表1可見，復(fù)合混凝劑能有效地對微污染原水進(jìn)行混凝處理；相比于傳統(tǒng)混凝 劑，具有成本低、去除效率高、沉降速度快、污泥體積小、減少無機(jī)藥劑用量、降低無機(jī)藥劑 殘留、化學(xué)及生物安全性等優(yōu)點(diǎn)。
表1復(fù)合混凝劑與傳統(tǒng)混凝劑對微污染原水處理效果的對比上述具體實(shí)施方式
用來解釋本發(fā)明，而不是對本發(fā)明進(jìn)行限制，在本發(fā)明的精神和權(quán) 利要求的保護(hù)范圍內(nèi)，對本發(fā)明做出的任何修改和改變，都落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。此復(fù)合 混凝劑適用于微污染原水強(qiáng)化處理，能有效降低微污染原水水體中總有機(jī)碳、氨氮、色度、 濁度、臭味、藻類、微量重金屬等指標(biāo)。
權(quán)利要求
一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法，其特征在于 以凹凸棒石粘土為原料進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理后的凹土與1 20wt%凹土重量的無機(jī)混凝劑在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細(xì)得成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法，其特征在 于所述的預(yù)處理是指將凹土原礦研磨、過篩、熱處理或微波處理。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法，其特征在 于所述的研磨、過篩是指將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過100-300目篩。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法，其特征在 于所述的熱處理是指在350-500°C的溫度下焙燒l_5h。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法，其特征在 于所述的微波處理是指在微波功率300-600W下輻照5-15min。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法，其特征在 于所述的無機(jī)混凝劑是指聚鋁鹽、聚鐵鹽其中之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法，其特征在 于所述的聚鋁鹽是指聚合氯化鋁(PAC)、聚合氯化鋁鐵(PAFC)其中之一。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法，其特征在 于所述的聚鐵鹽是指聚合硫酸鐵(PFS)、聚合硫酸鋁鐵(PAFS)其中之一。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法，其特征在 于該制備方法包括以下具體步驟將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過100-300目篩得凹土粉；凹土 粉在350-500°C的溫度下焙燒l_5h，或在微波功率300-600W下輻照5-15min，得改性凹土 ； 改性凹土與其重量l_20wt%的無機(jī)混凝劑在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細(xì) 得成品復(fù)合混凝劑。
全文摘要
本發(fā)明公開一種用于微污染原水處理的復(fù)合混凝劑制備方法，將凹土原礦磨細(xì)成粉狀過100-300目篩得凹土粉；凹土粉在350-500℃的溫度下焙燒1-5h，或在微波功率300-600W下輻照5-15min，得改性凹土；改性凹土與其重量1-20wt%的無機(jī)混凝劑在水溶液中混合，攪拌使之均勻分散，烘干，磨細(xì)得成品復(fù)合混凝劑。本發(fā)明具有成本低、操作簡便、適應(yīng)性廣、去除效率高、沉降速度快、污泥體積小、無機(jī)藥劑用量少、降低無機(jī)藥劑殘留、化學(xué)及生物安全性等優(yōu)點(diǎn)，是凈水廠進(jìn)行傳統(tǒng)工藝強(qiáng)化混凝改造的新型、環(huán)保、高效混凝劑選擇。
文檔編號C02F1/52GK101973616SQ20101052446
公開日2011年2月16日 申請日期2010年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月29日
發(fā)明者韓虹 申請人:淮陰工學(xué)院