专利名称：无机混凝剂-浒苔复配水处理剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及无机混凝剂-浒苔复配水处理剂及其制备方法，属于环境化学水处理剂技术领域。
背景技术：
混凝过程是给水和废水处理众多工艺流程中不可缺少的前置单元操作技术，混凝处理效果往往决定着后续流程的运行工况、处理费用及最终出水水质。随着近年来水资源短缺及水体污染的日益严重，如何改善现有传统混凝工艺技术的质量和效果成为水处理领域中研究的热点。尤其是新型、高效、安全、无毒混凝剂的研制，会在很大程度上决定着水处理技术的进展、污水厂的总体运行费用以及水质净化质量。无机混凝剂主要包括铝系和铁系混凝剂，其应用历史悠久，广泛用于水的净化处理和污水的脱泥处理等，具有除浊脱色能力强，对悬浮物去除率高等优点，但无机低分子混凝剂成本较高，腐蚀性较大，铝系混凝剂还存在毒性问题，在有些场合净水效果不理想。与无机混凝剂相比，有机混凝剂用量少，处理过程短，生成的污泥量少，在国内外广泛用于石油、印染、造纸等废水的处理中，但其价值昂贵，且大多有机混凝剂本身或其水解、降解产物有毒，应用受到一定的限制。基于无机、有机混凝剂作用效果间的互补性，无机-有机混凝剂的研究成为日前人们关注的焦点。浒苔属于绿藻类，是绿藻门石莼科的一属，广泛分布在全世界各海洋中，近年来由于全球气候变化造成浒苔绿潮频频暴发，大量浒苔漂浮聚集到岸边，阻塞航道，严重威胁沿海渔业、旅游业发展。自2007年来，青岛、威海、日照沿海海岸各海水浴场沙滩都有不同程度的浒苔出现。政府每年都要耗费大量的人力物力组织人员和大型装备进行清理。2008年 6月中旬，大量浒苔从黄海中部海域漂移至青岛附近海域，曾一度对2008年夏季奥运会帆船比赛造成威胁。因此探索海洋绿潮副产物-浒苔资源综合利用的有效途径，对于解决海洋浒苔灾害带来的环境、生态、经济问题具有重要意义。目前对于浒苔的再回收利用文献资料很少，有报道称可将浒苔转化为生物质油， CN101659874A(CN200910017836. 1)公开了一种浒苔热裂解制取生物油的方法，将浒苔碾碎、干燥、粉碎后置于裂解反应器中裂解，裂解产物经过冷却后，热解气体中的可凝性组分， 也就是生物油进入液相；同时分别回收气体和固相，裂解温度为500°C 600°C ；所述热解气体中不凝性气体，一部分回收到热解炉作为二次风，另一部分回收到燃烧炉，用作燃料。 但目前市场上作为低级燃料的生物油价格约1500元/吨，而这种生物油通过深加工后市场价值每吨可达数千元甚至上万元。即使撇开治理浒苔污染的收入，当形成规模化生产、成本降低后，将浒苔变成生物油的技术同样耗费财力。
发明内容
为了克服现有混凝剂技术的不足，本发明提供一种无机混凝剂-浒苔复配水处理剂及其制备方法。
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本发明的技术方案如下一种无机混凝剂-浒苔复配水处理剂，由无机混凝剂、浒苔提取液组成，其中，所述浒苔提取液是按以下方法制得将浒苔洗净、烘干、粉碎，与去离子水以1 70-75的质量比混合，在85_90°C恒温水浴中搅拌浸提3-4h，将浸提液离心分离，取上清液加入同等体积的去离子水稀释，即得；在水处理时，将无机混凝剂加入待处理水中处理30-50秒，再加入浒苔提取液。优选出浒苔提取液投加量0. 1-0. 5mL/L水，无机混凝剂加量以金属离子的质量计 Ι-iang/L 水。根据本发明优选的，所述无机混凝剂为氯化铁、硫酸铝或聚合硫酸铝。根据本发明优选的，所述浒苔提取液，20°C时测定密度为1. 15 士 0.05Kg/m3，Zeta 电位为-40士3mV，pH为6. 73-6. 86的黄绿色透明粘稠液体。一种无机混凝剂-浒苔复配水处理剂的制备方法，步骤如下(1)以浒苔为原料，将浒苔洗净，于65-70°C烘箱烘干后，在磁力粉碎机中粉碎成粉末，过100目筛，得浒苔干粉。将浒苔干粉与去离子水以1 70-75的质量比混合，在 85-90°C恒温水浴中搅拌浸提3-4h，浸提后的溶液在离心机中以4500-5000r/min的速度分离20-25min，取出上清液加入同等体积的去离子水稀释，得到浒苔提取液，备用；(2)在水处理混凝过程中，将无机混凝剂加入待处理水中处理30-50秒，然后加入浒苔提取液0. 1-0. 5ml/L水，无机混凝剂加药量以金属离子的质量计l-12mg/L水。传统的无机混凝剂中存在多羟基络离子，以羟基为架桥形成多核络离子，浒苔富含碳水化合物、蛋白质、脂肪、粗纤维等多种大分子物质，其活性基团点多，结构多样化，安全无毒，在混凝过程中可以发挥良好的吸附架桥作用，从而促使胶体凝聚。将浒苔的提取液作为水处理剂，与现有无机混凝剂复配，应用于给水和废水的处理，可以取得良好的混凝处理效果。本发明的无机混凝剂-浒苔复配水处理剂应用，按无机混凝剂、浒苔提取液间隔 30-50秒的顺序先后投加入待处理水中，用于给水、废水处理，特别是石油开采、造纸、采矿、 日用化工的给水和废水处理。投药量按浒苔提取液加量为0. 1-0. 5mL/L水，无机混凝剂加药量以金属离子的质量计l_12mg/L水。本发明与现有技术相比具有如下优良效果本发明属于水处理领域中无机-有机复配水处理剂，是以周期性爆发的浒苔为原料，采用水浴浸提的方法制备出提取液并与传统的无机混凝剂复配使用，这种无机-有机复配混凝剂综合了浒苔分子量高、产品稳定性好、对胶体物质的吸附架桥能力强以及无机混凝剂最佳投药范围宽、适用范围广双方面的优点。将浒苔提取液与无机混凝剂复配使用后，与单独使用浒苔提取液和无机混凝剂相比，能显著提高传统无机混凝剂的处理效果。本发明具有生产工艺简捷、经济、适用性强等特点，可广泛适用于给水、废水处理， 同时，也为定期爆发的浒苔灾害处理提供了一个新的解决方案。
具体实施例方式下面结合实施例、应用例对本发明做进一步说明。实施例1
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所用浒苔取自青岛第一海滨浴场，将浒苔洗净，于70°C烘箱烘干后，在磁力粉碎机中粉碎成粉末，过100目筛，得浒苔干样。将浒苔干样与去离子水以1 75的质量比混合， 在90°C恒温水浴中搅拌浸提4h，浸提后的溶液在高速离心分离机中以5000r/min的速度离心分离20min，取上清液并加入同等体积的去离子水稀释后，即为浒苔提取液。将无机混凝剂硫酸铝与浒苔提取物间隔30秒先后加入待处理水样进行混凝处理，浒苔提取液加量0. lml/L水，无机混凝剂加药量以Al的质量计1-llmg/L水。将上述实施例1的无机混凝剂-浒苔复配水处理剂在混凝处理过程中应用，实验情况如下。实验水样实验所用水样有两种一种是腐植酸-高岭土模拟水样，水样的制备方法参见徐秀明等聚合氯化铝中Alb形态去除腐殖酸的效果及机制研究，山东大学环境科学与工程学院，环境科学，2008，四(11) =3064-3070 称取Ig腐殖酸，以少量去离子水调和，并加入一定量的NaOH调节溶液pH，促进溶解，磁力搅拌0. 5h后定容到1L，配制成Ig · L—1的模拟水样贮备液。秤取Ig高岭土，加入适量去离子水溶解，磁力搅拌0. 5h后倒入IL的量筒中定容至1L，静置0. 5h后，吸取上层500毫升即为实验所用高岭土悬浊液。混凝实验时，以自来水水调和，配成浓度为IOmg · Γ1腐殖酸模拟水样，利用高岭土悬浊液调节原水浊度为 15. 0士0. 50NTU，得腐植酸-高岭土模拟水样。实验所用另一水样是引黄水库水实际水样， 取自济南市鹊华自来水厂。在以下应用实例之一至四中均使用上述水样。应用实例之一将实施例1制备的无机混凝剂-浒苔复配水处理剂(硫酸铝-浒苔)，用于腐植酸-高岭土模拟水样的混凝处理(加药量以铝的质量计，浒苔提取液投药量为0. ImL/ L水)，同时与硫酸铝混凝处理作对比。原水水质情况如下pH值为8. 37-8. 40，浊度为 15. 1-15. 4NTU, UV254 为 0. 287-0. 298cm_1, DOC 为 4. 948-5. 116mg/L。处理结果列于表 1。表1硫酸铝-浒苔复配处理腐植酸-高岭土模拟水样的效果
权利要求
1.一种无机混凝剂-浒苔复配水处理剂，由无机混凝剂与浒苔提取液组成，其中，所述浒苔提取液是按以下方法制得将浒苔洗净、烘干、粉碎，与去离子水以1 70-75的质量比混合，在85-90°C恒温水浴中搅拌浸提3-4h，将浸提液离心分离，取上清液加入同等体积的去离子水稀释，即得；在水处理时，先将无机混凝剂加入待处理水中处理30-50秒，再加入浒苔提取液。
2.如权利要求1所述无机混凝剂-浒苔复配水处理剂，其特征在于，所述无机混凝剂为硫酸铝、氯化铁或聚合硫酸铝。
3.如权利要求1所述无机混凝剂-浒苔复配水处理剂，其特征在于，所述浒苔提取液 20°C 时测定密度为 1. 15士0. 05Kg/m3，Zeta 电位为-40士3mV，pH 为 6. 73-6. 86。
4.一种权利要求1或2所述的无机混凝剂-浒苔复配水处理剂的制备方法，步骤如下(1)以浒苔为原料，将浒苔洗净，于65-70°C烘箱烘干后，在磁力粉碎机中粉碎成粉末， 过100目筛，得浒苔干粉。将浒苔干粉与去离子水以1 70-75的质量比混合，在85-90°C 恒温水浴中搅拌浸提3-4h，浸提后的溶液在离心机中以4500-5000r/min的速度分离 20-25min，取出上清液加入同等体积的去离子水稀释，得到浒苔提取液；备用；(2)在水处理混凝过程中，将无机混凝剂加入待处理水中处理30-50秒，然后加入浒苔提取液0. 1-0. 5ml/L水，无机混凝剂加药量以金属离子的质量计l_12mg/L水。
5.权利要求1或2所述无机混凝剂-浒苔复配水处理剂的应用，用于石油开采、造纸、 采矿、日用化工的给水、废水处理；其中优选的，浒苔提取液的投加量为0. 1-0. 5mL/L水，无机混凝剂加药量以金属离子的质量计为l_12mg/L水。
全文摘要
本发明涉及一种无机混凝剂-浒苔复配水处理剂及其制备方法。本发明以灾害绿藻-浒苔为原料，采用萃取工艺制备出浒苔提取液，在水处理过程中，将无机混凝剂、浒苔提取液间隔30-50秒先后投加使用。本发明综合了浒苔分子量高、对胶体物质的吸附架桥能力强以及无机混凝剂最佳投药范围宽、絮凝效果好、应用范围广双方面的优点，应用于水处理领域具有生产工艺简捷、经济，适用范围广的优势。同时为灾害绿藻-浒苔的再利用技术提供了一个新的思路。
文档编号C02F1/56GK102417222SQ201110316879
公开日2012年4月18日 申请日期2011年10月18日 优先权日2011年10月18日
发明者王燕, 赵爽, 赵艳侠, 高宝玉 申请人:山东大学