一种应用于海水淡化预处理的高效磁絮凝剂的制作方法
【专利摘要】一种应用于海水淡化预处理的高效磁絮凝剂，是以铁粉和Fe3O4为磁粉，以FeCl3·6H2O为混凝剂，其中Fe3O4的浓度为5-8mg/L，混凝剂FeCl3·6H2O的浓度为19-21mg/L。将磁粉充分混合后放入烧杯中，加入适量蒸馏水，然后静置于磁场中，开启电源对磁粉进行磁化，磁化时间3-10min。将混凝剂和磁化后的磁粉混合作为一种应用于海水淡化预处理的高效磁絮凝剂。利用磁粉与混凝剂絮体可以形成密实的“磁性复合体”，使这些磁性颗粒之间的相互吸引力增大，显著增强混凝剂对海水中污染物的结合能力，可以凝聚成更大的絮体，沉降更快，沉淀效果更好；且可以减少混凝剂的用量，磁粉也可回收再用。该高效磁絮凝剂制备方法工艺简单，成本低，在海水淡化预处理领域有良好的应用前景。
【专利说明】一种应用于海水淡化预处理的高效磁絮凝剂
【技术领域】
[0001] 本发明设计一种应用于海水淡化预处理的高效磁絮凝剂，属于环境、功能材料领 域。
【背景技术】
[0002] 海水淡化是对海水脱盐处理生产淡水的过程。海水的预处理就是在海水进一步 利用之前对海水进行的"初步处理"。预处理的目的是将海水中的泥沙、悬浮物、胶体、微生 物、有机物、溶解气体等会对下一步海水利用工艺产生有害作用的物质除去或降低到一定 程度，使之符合下一步工艺对海水水质的要求。
[0003] 该【技术领域】中报道的预处理方法主要包括常规预处理和膜法预处理。常规预处理 包括加氯或次氯酸钠杀菌灭藻；混凝、沉淀（澄清）、过滤去除悬浮杂质、胶体物质等；加酸 调节pH值和加阻垢剂以防止碳酸盐和硫酸盐的结垢沉淀；当有机物含量较高时，可采取加 氯、混凝、澄清、过滤工艺，或者同时采用活性炭过滤处理；另外还要加还原剂或活性炭去除 预处理系统出口余氯；针对海水中油污染，需采用气浮池除油。为了保证系统更可靠稳定运 行，在进入反渗透系统前，还要设置保安过滤器。常规预处理方法运行相对可靠，且技术成 熟，但占地面积大。膜法预处理主要包括具有选择性分离功能的微滤（MF)、超滤（UF)和纳 滤（NF)三种以及以其为核心的装置、过程、工艺的集成。膜法预处理具有无相变，低耗能、 效率高、污染小，工艺简单、操作简便，便于与其他技术集成，预处理出水水质高等优点；但 其对分子质量相对低的含氧有机物几乎无效，同时由于膜易受污染，导致透过率衰减、膜损 坏以及盐分沉积和膜结垢等问题，因此运行稳定性比传统工艺差，且对原水有严格要求，还 要定期进行化学清洗，运行费用高，存在膜阻塞和膜污染问题。
[0004] 综上所述，常规预处理和膜法预处理技术各有千秋。常规预处理方法运行相对可 靠，技术成熟，但占地面积大。膜法处理占地面积小，出水水质优，但运行的稳定性较传统工 艺差，运行费用高。
[0005] 磁絮凝技术是通过在投加混凝剂的同时加载磁粉，使海水中污染物、磁粉、混凝剂 结合为一体，形成带有磁性的复合体，然后通过磁分离装置或自身的快速沉降，实现固液分 离，从而将污染物去除。陈瑜等以对C0D、浊度、TP、氨氮的去除效果为考察指标，对城市生活 污水进行磁絮凝试验研究，发现磁絮凝处理城市生活污水的效果要好于传统混凝的，不仅 能缩短絮凝与沉降时间，减少絮体体积，而且更易于实现固液磁分离【中国给水排水.2011， 27(17) :78-81】。李继香等考察了常规混凝和加载磁混凝工艺对微污染河水中C0D、浊度和 TP等污染物的去除效果，结果表明，加载磁种后沉淀颗粒的体积平均粒径为从常规混凝工 艺的50. 1 y m显著增加到68. 6 y m ;污染物去除效果明显优于常规混凝工艺，尤其对浊度和 总磷的去除效果得到了显著的提升【环境工程学报.2014,8(7):2901-2905】。加载磁粉可 以显著改善混凝效果，这主要是由于加载磁粉后，磁粉与混凝剂絮体可以形成密实的"磁性 复合体"，这些磁性颗粒之间的相互吸引力增大，可以凝聚成更大的絮体，沉降更快，沉淀效 果更好。磁粉具有离子极性和金属特性，可显著增强混凝剂对海水中污染物的结合能力，减 少混凝剂的用量，磁粉也可回收再用，运行成本低。另外，磁絮凝工艺还具有占地面积小、水 力负荷高、节省药剂投加量、产水水质好、启动快等优点。
[0006] 采用磁絮凝技术对海水进行预处理，磁粉和混凝剂的选择是关键。本发明设计 配制一种应用于海水淡化预处理的高效磁絮凝剂，该磁絮凝剂以铁粉和Fe 304为磁粉，以 FeCl3 *6H20为混凝剂，其中Fe304的浓度为5-8mg/L，混凝剂FeCl 3 *6H20的浓度为19-21mg/ L。该高效磁絮凝剂配制方法工艺简单，成本低，在海水淡化预处理领域有良好的应用前景。
【发明内容】
[0007] 针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是海水淡化常规预处理占地面积 大、处理后水质不高以及膜法预处理中运行稳定性差、费用高、膜易污染等问题。
[0008] 本发明解决所述海水淡化常规预处理占地面积大、处理后水质不高以及膜法预处 理中运行稳定性差、费用高、膜污染等问题的技术方案是配制一种应用于海水淡化预处理 的高效磁絮凝剂。
[0009] 本发明提供了一种应用于海水淡化预处理的高效磁絮凝剂的配制方法，该高效磁 絮凝剂处理海水时的投入量是1L海水：37?43mg，其中混凝剂和磁粉的质量比为4?7。 其特征是包括以下步骤：
[0010] a)称取适量FeCl3 ? 6H20作为混凝剂。
[0011] b)称取适量Fe304和铁粉作为磁粉。
[0012] c)将磁粉充分混合后放入烧杯中，加入适量蒸馏水，然后静置于磁场中，磁化时间 为 3-lOmin。
[0013] d)将步骤a)称取的混凝剂和步骤c)磁化后的磁粉混合作为一种应用于海水淡化 预处理的高效磁絮凝剂。
【具体实施方式】
[0014] 下面介绍本发明的具体实施例，但本发明不受实施例的限制。
[0015] 实施例1.
[0016] 以天津市某海水为例，试验原水的浊度为151NTU，温度为18°C。试验中采用六联 混凝搅拌机模拟混凝沉淀过程，以200r/min快速搅拌lmin，60r/min慢速搅拌15min，静置 20min后取上清液测定其浊度，测定在不同磁絮凝剂配比下的出水浊度，试验结果见表1。
[0017] 表1不同磁絮凝剂配比下的出水浊度
【权利要求】
1. 一种应用于海水淡化预处理的高效磁絮凝剂，其特征是该磁絮凝剂以FeCl3 ·6Η20为 混凝剂，以铁粉和Fe304为磁粉，并对磁粉进行磁化，利用磁粉与混凝剂絮体可以形成密实 的"磁性复合体",使这些磁性颗粒之间的相互吸引力增大。
2. 如权利要求1所述的应用于海水淡化预处理的高效磁絮凝剂，其特征是混凝剂和磁 粉的配比，磁粉的磁化时间。
3. 如权利要求1所述的应用于海水淡化预处理的高效磁絮凝剂，所述的高效磁絮凝剂 处理海水时的投入量是1L海水：37?43mg，其中混凝剂和磁粉的质量比为4?7。
4. 权利要求1所述的高效磁絮凝剂的制备方法，其特征是包括以下步骤： a) 称取适量FeCl3 · 6H20作为混凝剂。 b) 称取适量Fe304和铁粉作为磁粉。 c) 将磁粉充分混合后放入烧杯中，加入适量蒸馏水，然后静置于磁场中，磁化时间为 3_10min〇 d) 将步骤a)称取的混凝剂和步骤c)磁化后的磁粉混合作为一种应用于海水淡化预处 理的高效磁絮凝剂。
【文档编号】C02F1/52GK104291426SQ201410630811
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】王捷, 杨洒洒, 刘露露, 杨军 申请人:天津工业大学