專利名稱：聚合鋁與聚丙烯酰胺復(fù)合型高效能絮凝劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無機(jī)高分子聚合氯化鋁與有機(jī)高分子聚丙烯酰胺復(fù)合型高分子絮凝劑及其制備方法，屬于水處理用絮凝劑的技術(shù)領(lǐng)域。
混凝過程是城市用水和工業(yè)廢水處理工藝中應(yīng)用最普遍的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。它決定著后續(xù)流程的運(yùn)行狀況、最終出水水質(zhì)和成本費(fèi)用等。而藥劑在混凝過程中又起著極為重要的作用，有著廣泛的需求?；炷齽┌雌浠瘜W(xué)性質(zhì)可以區(qū)分為兩大類，即無機(jī)混凝劑與有機(jī)混凝劑。同時還可以按分子量大小進(jìn)一步區(qū)分為低分子凝聚劑與高分子絮凝劑。
傳統(tǒng)混凝劑屬于低分子凝聚劑，主要為鋁系與鐵系鹽類，如硫酸鋁、三氯化鐵等。在其使用過程中具有反應(yīng)速率慢、藥耗高、低溫低濁水處理效果不佳等缺陷。新一類水處理藥劑—無機(jī)高分子絮凝劑，自六十年代出現(xiàn)后，在世界范圍內(nèi)迅速發(fā)展起來。它比傳統(tǒng)藥劑可成倍提高效能而價格相應(yīng)較低，因而有逐步成為主流藥劑的趨勢。無機(jī)高分子絮凝劑現(xiàn)已逐步形成系列品種。其中聚合氯化鋁、聚合硫酸鋁、聚合硫酸鐵已有固定產(chǎn)品。同時，有機(jī)高分子絮凝劑在水處理領(lǐng)域中的應(yīng)用也得到了迅速的發(fā)展，特別是在給水、造紙、鋼鐵、冶金、化學(xué)等工業(yè)部門的用量最大。
近年來，有機(jī)高分子在其品種、產(chǎn)量方面也得到了迅速的增長。有機(jī)高分子絮凝劑同無機(jī)混凝劑相比具有如下特點(1)用量少，1ppm～數(shù)十ppm的有機(jī)高分子絮凝劑即可發(fā)揮良好的絮凝效果，其用量只相當(dāng)于無機(jī)混凝劑的幾十分之一～幾百分之一。(2)澄清水質(zhì)的能力強(qiáng)，有機(jī)高分子的長鏈可以在更多的顆粒物之間架橋，形成較大的絮體，從而有效的網(wǎng)捕水中細(xì)小的顆粒物，提高水的澄清度。(3)絮凝速度快，幾秒鐘內(nèi)就可形成較大的凝聚物，大大提高了沉降、浮上和過濾脫水的速度，縮短了操作時間。(4)有機(jī)高分子絮凝劑的絮凝性能不易受水的pH值等因素的干擾。(5)生成的污泥量少。聚丙烯酰胺是人工合成有機(jī)高分子絮凝劑中最重要的一種，在實際中得到了最為廣泛的應(yīng)用。它是一種線型超高分子量的聚合物，同時由于支鏈上帶有酰胺基，而該基團(tuán)對水體顆粒物具有吸附能力，所以表現(xiàn)出較強(qiáng)的絮凝性能。
本發(fā)明的目的在于聚合氯化鋁中引入有機(jī)高分子制成復(fù)合絮凝劑后，一方面，可以克服無機(jī)絮凝劑分子鏈短，在顆粒物之間架橋形成大的絮凝體、通過卷掃去除微小顆粒方面的不足；另一方面，在不對無機(jī)高分子較強(qiáng)的中和顆粒物表面負(fù)電荷的能力產(chǎn)生大的影響。
原料可以是各類方法生產(chǎn)的聚合氯化鋁和各種類型的聚丙烯酰胺，包括陽離子型、非離子型和陰離子型。
針對不同水質(zhì)狀況，可以適當(dāng)調(diào)節(jié)聚合氯化鋁的堿化度與聚丙烯酰胺的含量。
實施實例稱取30.00g含Al2O316.54％、堿化度為60％的聚合氯化鋁，置于60℃水浴中，在強(qiáng)烈磁力攪拌條件下，緩慢滴加0.1％的陰離子型聚丙烯酰胺溶液，52.40g，滴加速度為0.02g/min，即制成有機(jī)物和鋁的重量比(簡記為O/A)為0.02的無機(jī)—有機(jī)復(fù)合型高分子絮凝劑。制備過程中聚合氯化鋁的濃度、陰離子型聚丙烯酰胺的濃度可根據(jù)實際進(jìn)行調(diào)整，避免有機(jī)高分子溶液加入后形成絮狀沉淀從體系中析出。
本絮凝劑與單獨使用聚合氯化鋁凈水效果對比原水pH7.5，溫度20℃投藥量 原水濁度余濁(Al mg/L) (ntu) (ntu)本絮凝劑 2.16 90 0.8聚合氯化鋁2.16 90 2.7本絮凝劑 2.30 90 0.3聚合氯化鋁2.30 90 2.2本絮凝劑 2.43 90 0.0聚合氯化鋁2.43 90 1.7由此可見，本法制備的絮凝劑其凈水效果顯著優(yōu)于聚合氯化鋁。
權(quán)利要求
1.一種高效能的聚合氯化鋁與有機(jī)高分子聚丙烯酰胺的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合型高分子絮凝劑，其特征在于以聚合氯化鋁、聚丙烯酰胺或其陽離子型、陰離子型衍生物為原料，所用聚合氯化鋁的堿化度為40-70％，Al2O3含量8-16％，聚丙烯酰胺或其衍生物的含量為0.01-0.5％。
2.如權(quán)利要求1所述的無機(jī)-有機(jī)復(fù)合型高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于以聚合氯化鋁為主要成分，50-60℃加熱、常壓、強(qiáng)烈攪拌條件下將一定量的聚丙烯酰胺引入到聚合氯化鋁體系中。
3.如權(quán)利要求2所述的合成方法有其特征在于(1)先將聚丙烯酰胺溶解成0.1-0.5％的水溶液；(2)然后再以0.01-0.1mL/min的速度引入到聚合鋁體系中攪拌均勻即得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無機(jī)高分子與有機(jī)高分子的復(fù)合絮凝劑及其制備方法。該絮凝劑以聚合氧化鋁、聚丙烯酰胺及其衍生物為原料,將具有一定堿化度的聚合氯化鋁與聚丙烯酰胺或其衍生物按一定的比例復(fù)合,經(jīng)混合加熱攪拌反應(yīng)即得。該絮凝劑既可發(fā)揮優(yōu)良的電中和能力,又具有高效能的架橋作用。合成方法的特點是原料來源豐富,合成步驟簡單,操作方便。
文檔編號C02F1/54GK1266822SQ9910288
公開日2000年9月20日 申請日期1999年3月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月12日
發(fā)明者湯鴻霄, 石寶友 申請人:中國科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心