专利名称：有机无机复合型絮凝剂及其生产方法
技术领域：
本发明属于絮凝剂领域，特别涉及一种废水处理用的絮凝剂及其生产方法。
絮凝剂在废水处理中已被广泛使用，就现有的絮凝剂而言，按化学成份可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两大类。在无机絮凝剂中，以无机高分子絮凝剂为主导地位，如聚硫氯化铁、聚磷氯化铁、聚合硅酸铁、聚合磷酸铁等铁盐类及聚合氯化铁铝、聚硅硫酸铝和聚磷硫酸铝等铝盐类絮凝剂。此类絮凝剂虽然能有效地消毒、杀菌、净化废水，但却存在用量大、效率低、产生浮渣多等缺点。有机高分子絮凝剂的主要品种有聚丙烯酰胺(PAM)、聚甲基丙烯酸酯-丙烯腈共聚物、聚脂多胺、聚乙烯基苯甲基季铵盐等，它们与无机高分子絮凝剂相比具有用量小、絮凝能力强、效率高、产生浮渣少等优点，但不足之处是废渣含水率高，所产生的污液体积较大。
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种有机无机复合型絮凝剂及其生产方法，此种絮凝剂兼具现有无机絮凝剂和有机絮凝剂的优点，特别适用于高碱度、高色度废水的处理，其生产方法工艺简单，使用常规设备，无废气、废水、废渣排出。
本发明所提供的有机无机复合型絮凝剂包括二氰二胺与甲醛的聚合物、聚硫氯化铝和/或聚硫氯化铝钙，呈透明粘稠状，二氰二胺与甲醛的聚合物的化学通式为[C3H6N4O]n，5≤n≤10且为整数。
上述复合絮凝剂的生产方法是将有机絮凝剂和无机絮凝剂采用“一浴合成法”进行复配，具体工艺有两种。
一、第一种工艺1.原料及其配方(质量分数)铝盐 5～15％钙盐 10～20％二氰二胺 2～8％甲醛 2～9％水余量
2.工艺步骤及工艺参数依次包括以下工艺步骤，各工艺步骤均在常压下进行。
(1)水解反应将铝盐放入50℃～65℃的水中，在搅拌下水解，当铝盐溶解后，用酸或碱调溶液的PH值，PH控制在1.0～3.0。
(2)聚合反应在搅拌下将钙盐加入铝盐的水解液，升温至90℃～100℃，然后加入聚合促进剂，反应时间为1～3小时。
(3)缩聚反应在搅拌下将溶合剂和二氰二胺加入上述溶液中，待溶解后加入甲醛，在90℃～100℃反应5～8小时即得产品。
该工艺中，铝盐为硫酸铝或氯化铝；钙盐为氯化钙或硝酸钙；调水解溶液PH值所用的酸为有机酸或无机酸，有机酸可以是甲酸或乙酸或草酸或酒石酸或柠檬酸等，无机酸可以是硫酸或盐酸或磷酸等，碱一般选用氢氧化钠，聚合促进剂为水玻璃或稀土盐溶液，水玻璃的加入量为1～2％(质量分数)，稀土盐溶液可以是铈盐等轻稀土盐，其加入量为0.1～0.2％(质量分数)；溶合剂为无机铵盐，可以选用硫酸铵或氯化铵或硫酸氢铵或磷酸二氢铵等，其加入量为1～2％(质量分数)。
二、第二种工艺1.原料及其配方(质量分数)铝盐 10～30％二氰二胺 6～15％甲醛 8～16％水余量2.工艺步骤及工艺参数工艺步骤包括水解反应、聚合反应和缩聚反应，上述工艺步骤有两种次序，一种次序是缩聚反应→水解与聚合反应，另一种次序是水解反应→缩聚与聚合反应，各工艺步骤均在常压下进行。
(1)缩聚反应→水解与聚合反应A、缩聚反应首先将水加热至90℃～100℃并加入酸调PH值，PH控制在1.0～2.0，然后在搅拌下加入二氰二胺，待溶解后加入甲醛并在90℃～100℃保温4～5小时即完成缩聚反应。
B、水解与聚合反应在搅拌下将铝盐加入缩聚反应所获得的溶液中，然后将溶液的温度降至80℃～90℃保温反应2～3小时即得产品。
(2)水解反应→缩聚与聚合反应A、水解反应首先将水加热至90℃～100℃并加入酸调PH值，PH控制在0.5～1.0，然后在搅拌下加入铝盐，铝盐溶解后即得水解溶液。
B、缩聚与聚合反应在搅拌下将二氰二胺加入上述水解溶液，溶解反应0.5～1小时加入甲醛，在90℃～100℃保温反应5～7小时即得产品。
该工艺中，铝盐为硫酸铝或氯化铝；调水的PH值所用的酸为有机酸或无机酸，有机酸可以是甲酸或乙酸或草酸或酒石酸或柠檬酸等，无机酸可以是硫酸或盐酸或磷酸等。
本发明具有以下优点和积极效果1.废水处理时耗药量低，复合絮凝剂的加入量仅为10～800mg/L。
2.废水处理效果理想，经处理后的废水的各项指标为SS降低96％～100％；CODCr降低76％～88％；BOD降低70％～82％；色度降低96％～100％。尤其是对高碱度、高色度的废水，处理后的水可重新回用。
3.与有机高分子絮凝剂相比，废渣的含水率可降低40％～60％，污泥的体积可减小50％～60％。
4.对高碱度、高色度的废水，处理后的废渣可作为合成燃料、超强吸水剂、颜料填料等产品的原料，变废为宝。
5.产品稳定性好，无毒并略带香味，使用不受季节、区域限制，便于存放与运输。
6.生产工艺简单，生产原料易得，生产周期短，反应温和，所需设备为常规设备，便于现有化工厂接产。
7.整个工艺流程无废气、废水、废渣排放，是一种无污染的清洁化生产流程。
图1是根据本发明所提出的有机无机复合型絮凝剂的生产方法的一种工艺流程图；图2是根据本发明所提出的有机无机复合型絮凝剂的生产方法的第二种工艺流程图；图3是根据本发明所提出的有机无机复合型絮凝剂的生产方法的第三种工艺流程图。
下面以实施例进一步说明本发明。
实施例1本实施例的原料及其配方(质量分数)硫酸铝10％氯化钙15％二氰二胺 5％甲醛 5％水余量本实施例的工艺步骤及工艺参数本实施例的工艺步骤及次序如图1所示，各工艺步骤均在常压下进行。
(1)水解反应往反应釜中加入所需的水，水温控制在60℃，然后在搅拌下加入硫酸铝，当硫酸铝溶解后，测试溶液的PH值，用盐酸或氢氧化钠调PH值至2.5。
(2)聚合反应将氯化钙在搅拌下加入上述水解液中，然后升温至95℃并加入质量分数为1.0％的水玻璃促进聚合，反应时间为2小时。
(3)缩聚反应将质量分数为1.2％的硫酸铵溶合剂和二氰二胺在搅拌下加入聚合反应完成后的溶液中，待溶解后再加入甲醛，在95℃保温反应6小时即得复合型絮凝剂产品。
实施例2本实施例的原料及其配方(质量分数)氯化铝 20％二氰二胺10％甲醛10％水 余量本实施例的工艺步骤及工艺参数本实施例的工艺步骤及次序如图2所示，各工艺步骤均在常压下进行。
(1)缩聚反应往反应釜中加入所需的水，水温控制在100℃，加入甲酸将水的PH值调至1.5，然后在搅拌下加入二氰二胺，待溶解后加入甲醛并在100℃保温4小时即完成缩聚反应。
(2)水解与聚合反应在搅拌下将氯化铝加入缩聚反应所获得的溶液中，然后将溶液的温度降至80℃保温反应3小时即得复合絮凝剂产品。
实施例3本实施例的原料及其配方(质量分数)氯化铝 15％二氰二胺8％甲醛10％水 余量本实施例的工艺步骤及工艺参数本实施例的工艺步骤及次序如图3所示，各工艺步骤均在常压下进行。
(1)水解反应往反应釜中加入所需的水，水温控制在90℃，加入工业浓硫酸将水的PH值调至1.0，然后在搅拌下加入氯化铝，氯化铝溶解后即得水解溶液。
(2)缩聚与聚合反应在搅拌下将二氰二胺加入上述水解溶液，溶解反应1小时加入甲醛，在90℃保温反应7小时即得复合絮凝剂产品。
权利要求
1.一种有机无机复合型絮凝剂，其特征在于包括二氰二胺与甲醛的聚合物、聚硫氯化铝和/或聚硫氯化铝钙，呈透明粘稠状，二氰二胺与甲醛的聚合物的化学通式为[C3H6N4O]n，5≤n≤10且为整数。
2.一种权利要求1所述的有机无机复合型絮凝剂的生产方法，其特征在于(1)原料及其配方(质量分数)铝盐 5～15％钙盐 10～20％二氰二胺 2～8％甲醛 2～9％水余量(2)工艺步骤及工艺参数依次包括以下工艺步骤，各工艺步骤均在常压下进行，A、水解反应将铝盐放入50～65℃的水中，在搅拌下水解，当铝盐溶解后，用酸或碱调溶液的PH值，PH控制在1.0～3.0，B、聚合反应在搅拌下将钙盐加入铝盐的水解液，升温至90℃～100℃，然后加入聚合促进剂，反应时间为1～3小时，C、缩聚反应在搅拌下将溶合剂和二氰二胺加入上述溶液中，待溶解后加入甲醛，在90℃～100℃反应5～8小时即得产品。
3.一种权利要求1所述的有机无机复合型絮凝剂的生产方法，其特征在于(1)原料及其配方(质量分数)铝盐 10～30％二氰二胺 6～15％甲醛 8～16％水余量(2)工艺步骤及工艺参数工艺步骤包括水解反应、聚合反应和缩聚反应，上述工艺步骤有两种次序，一种次序是缩聚反应→水解与聚合反应，另一种次序是水解反应→缩聚与聚合反应，各工艺步骤均在常压下进行，A、缩聚反应→水解与聚合反应a.缩聚反应首先将水加热至90℃～100℃并加入酸调PH值，PH控制在1.0～2.0，然后在搅拌下加入二氰二胺，待溶解后加入甲醛并在90℃～100℃保温4～5小时即完成缩聚反应，b.水解与聚合反应在搅拌下将铝盐加入缩聚反应所获得的溶液中，然后将溶液的温度降至80℃～90℃保温反应2～3小时即得产品，B、水解反应→缩聚与聚合反应a.水解反应首先将水加热至90℃～100℃并加入酸调PH值，PH控制在0.5～1.0，然后在搅拌下加入铝盐，铝盐溶解后即得水解溶液，b.缩聚与聚合反应在搅拌下将二氰二胺加入上述水解溶液，溶解反应0.5～1小时加入甲醛，在90℃～100℃保温反应5～7小时即得产品。
4.根据权利要求2所述的有机无机复合型絮凝剂的生产方法，其特征在于聚合促进剂为水玻璃或稀土盐溶液，水玻璃的加入量为1～2％，稀土盐溶液的加入量为0.1～0.2％。
5.根据权利要求2或4所述的有机无机复合型絮凝剂的生产方法，其特征在于溶合剂为无机铵盐，加入量为1～2％。
6.根据权利要求2或4所述的有机无机复合型絮凝剂的生产方法，其特征在于钙盐为氯化钙或硝酸钙。
7.根据权利要求5所述的有机无机复合型絮凝剂的生产方法，其特征在于钙盐为氯化钙或硝酸钙。
8.根据权利要求2或3所述的有机无机复合型絮凝剂的生产方法，其特征在于铝盐为硫酸铝或氯化铝。
9.根据权利要求2或3所述的有机无机复合型絮凝剂的生产方法，其特征在于调PH值所用的酸为有机酸或无机酸。
10.根据权利要求8所述的有机无机复合型絮凝剂的生产方法，其特征在于调PH值所用的酸为有机酸或无机酸。
全文摘要
一种有机无机复合型絮凝剂及其生产方法，此种絮凝剂包括二氰二胺与甲醛的聚合物、聚硫氯化铝和/或聚硫氯化铝钙。其生产方法包括以下工艺步骤水解反应；聚合反应；缩聚反应。上述工艺步骤既可以依次进行，也可以按水解反应→缩聚与聚合反应或缩聚反应→水解与聚合反应的次序进行。此种絮凝剂兼具现有无机和有机絮凝剂的优点，特别适用高碱度、高色度废水的处理，其生产方法工艺简单，采用常规设备，无三废排出。
文档编号C02F1/52GK1393410SQ01108579
公开日2003年1月29日 申请日期2001年6月26日 优先权日2001年6月26日
发明者刘明华, 周华龙, 龚宜昌 申请人:刘明华, 龚宜昌