一种聚硅酸金属盐混凝剂的集成生产方法

文档序号:4889972阅读:518来源:国知局
专利名称:一种聚硅酸金属盐混凝剂的集成生产方法
技术领域
本发明涉及一种聚硅酸金属盐混凝剂的集成生产方法,主要是指用于处理水、废水和污水的复合混凝剂的生产方法。
絮凝剂可以简单地分为无机和有机两大类。复合型聚硅硫酸铁混凝剂(PFSS)属于无机高分子絮凝剂的范畴。无机高分子絮凝剂作为一类新型的水处理药剂,在经历聚铝和聚铁的发展之后,聚硅酸金属盐混凝剂(PSMS)近年来成为人们研究的热点。聚硅酸金属盐混凝剂被视为跨世纪的换代产品。国内外一些专利文献报道了采用聚硅酸与金属盐复合共聚的方法,并且报道了聚硅酸金属盐混凝剂在低温低浊水的处理中,具有很高的去除效率。聚硅酸金属盐混凝剂不仅对煤矿废水具有良好的混凝除浊效果,而且对城市废水也表现了较好的除浊除色效能。但是,用这些方法制备的聚硅酸金属盐混凝剂,稳定性极差,保存期不长(专利报道的仅达30天),没有商业生产的价值。正如中国科学院国家重点环境水化学实验室栾兆坤等研究者所指出聚硅酸金属盐混凝剂目前还不具备商业生产的条件,仅适合水处理现场配制投加(环境化学,Vol.16,No.6,1997.)。
传统混凝剂与有机高分子助凝剂配合使用,在水处理行业中早已得到应用。两步絮凝法虽然水处理的效果极佳,在使用上却极为不便,特别是常规的混凝剂无法满足不同特性水质的需求。
本发明的目的是提供一种效果好、成本低、稳定性强的复合型聚硅硫酸铁混凝剂的工业性生产方法。该混凝剂采用粉剂投加的方式,并且可以满足不同特性水质的需求。
本发明的目的是这样实现的将必备原料(活性硅载体和活性释放助剂)与替换原料(聚合物水泥和自制的固体聚合硫酸铁),在室温的条件下按适量的配比共同研磨至粒度40目以下,混合均匀即可。复合型聚硅硫酸铁混凝剂在使用过程中必须以粉剂的方式直接加入待处理的水中。本发明还实现了制造业追求的“敏捷生产”方式,即通过技术模块和知识创新的组合集成,可以根据不断变化的市场信息和客户需求,选择相适应的技术模块,随时生产出针对特定水质和特定用户的专用产品。技术和知识创新的集成和相互关系见说明书附图
所示。
本发明的优点和积极效果是本发明的技术水平处于世界领先地位,加拿大Handy化学品公司采用高剪切工艺实现了聚硅硫酸铝(PASS)的工业化生产(目前世界上仅此一家),但高剪切共聚技术损失了硫酸铝的电中和混凝效能本发明运用表面技术将硅酸盐驻留在载体表面,然后与聚合硫酸铁β-PFS固体产品物理混合,共同研磨制得复合型PFSS产品,为实现聚硅金属盐絮凝剂的工业化开辟了一条新途径。载体表面技术不仅无损聚合硫酸铁β-PFS的电中和混凝效能,而且引入了载体的吸附能力,进一步提高了PFSS的混凝效能。
在水处理的过程中,当PFSS产品投加到水中后,β-PFS迅速溶化,并与水中的胶体微粒发生强烈的电中和作用和一定的架桥卷扫作用,产生一次絮体;与此同时,硅酸盐在载体表面形成的滞流层内迅速活化,并不断进入到湍流主体,与形成的一次絮体发生作用,产生二次絮体,形成粗大的絮团,从而得到极佳的净化效果。
由于采用了载体技术,PFSS对水中的无机污物、有机污物、悬浮物及重金属离子均有良好的去除作用,特别是PFSS集成技术,可以根据不同的特性水质选择替换组件中相适应的官能团,因而具有常规混凝剂无法相比的优点。载体技术还进一步改善了絮体的脱水过滤性能,絮凝过程能够适应恶劣的水力条件。PFSS具有以下特点1)与现有的液体聚硅酸金属盐絮凝剂PSMS相比,PFSS的沉降速度更快,接近有机高分子的数量级;2)与PSMS相比,PFSS粉剂产品的混凝效能更优;3)当絮团遭受外力破坏后,能够再次团聚,迅速沉降,适应恶劣的水力操作条件;4)絮凝体过滤性能极佳。
总之,复合型聚硅硫酸铁混凝剂使用方便,稳定性强,价格低廉,适应范围广,具有良好的除浊、去味和褪色功效,并且能用于饮用水的净化。其平均除污能力如表1所示。
表1 PFSS除污能力
具体实施例方式实施例一、将30克聚合硫酸铁、10克活性硅载体、4克石灰、6克聚合物水泥和50克砂子依次倒入研钵中研磨至40目以下,混合均匀即得到复合型聚硅硫酸铁混凝剂S型产品。
实施例二、将40克聚合硫酸铁、15克活性硅载体、5克石灰、20克粉煤灰和20克砂了依次倒入研钵中研磨至40目以下,混合均匀即得到复合型聚硅硫酸铁混凝剂MS型产品。
实施例三、将55克聚合硫酸铁、20克活性硅载体、6克石灰和19克粉煤灰依次倒入研钵中研磨至40目以下,混合均匀即得到复合型聚硅硫酸铁混凝剂M型产品。
以上实施例不应视为是对本发明范围构成的限制,本发明的解释权归发明人所有。
权利要求
1.一种聚硅酸金属盐混凝剂的生产方法,其特征是将必备原料(活性硅载体和活性释放助剂)与替换原料(聚合物水泥和自制的固体聚合硫酸铁),在室温的条件下按适量的配比共同研磨至粒度40目以下,混合均匀即可。
2.按权利要求1所述的生产方法,其特征是可以根据不同的特性水质,通过调节替换原料的官能团、金属离子和配比的方法,生产出针对特定用户的特定产品。
3.按权利要求1、2所述的生产方法,其特征是硅铁比(SiO2/Fe)=0.2~3.0(重量比,下同),所用的活性硅载体占总量的30.0~70.0%,活性释放助剂占5.0~10.0%,聚合物水泥占0.0~10.0%。
4.按权利要求1、2、3所述的生产方法,其特征是自制的固体聚合硫酸铁产品,其液体产品是聚合度可调的,表现在相同浓度的液体聚铁具有不同的色度。
5.按权利要求1、2、3所述的生产方法,其特征是自制的固体聚合硫酸铁产品可以用市场购进的聚铁产品或其它金属盐混凝剂代替。但是,硅铁比或硅金属盐比要做相适应的调整。
6.按权利要求1、2、3、4所述的生产方法,其特征是聚硅酸金属盐混凝剂制成品在使用过程中必须以粉剂的方式直接加入待处理的水中。
7.按权利要求1、2、3、5所述的生产方法,其特征是聚硅酸金属盐混凝剂制成品在使用过程中必须以粉剂的方式直接加入待处理的水中。
全文摘要
本发明运用载体表面技术,为聚硅酸金属盐混凝剂的工业化生产开辟了一条新途径,而且还实现了制造业追求的“敏捷生产”方式,即技术模块和知识创新的组合集成,根据不断变化的市场信息和客户需求,选择相适应的技术模块,通过调节替换原料中的金属离子和配比,可以生产出针对特定水质和特定用户的专用产品。制得的产品在使用过程中是以粉剂的方式直接加入待处理的水中。
文档编号C02F1/52GK1240197SQ9910295
公开日2000年1月5日 申请日期1999年3月12日 优先权日1999年3月12日
发明者符建中 申请人:符建中
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