专利名称：一种粉煤灰复合絮凝剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种粉煤灰复合絮凝剂及其制备方法，具体地说是热电厂产生的粉煤灰经过处理后与有机高分子絮凝剂复配形成一种新型的污水处理剂，可以有效地处理印染、造纸、石油、化工、轻工等多种企业产生的污水，尤其适用于处理高色度、高COD的污水， 做到废物利用。
背景技术：
水处理过程中需要使用大量的絮凝剂，通过往污水中投加絮凝剂，达到去除污水中的COD、色度、悬浮体等污染物，使水质得到净化。絮凝剂的种类包括无机絮凝剂、有机絮凝剂和复合絮凝剂等。在使用过程中无机药剂使用量大，产生的絮体多；有机药剂投加量小，处理效果好，但对某些COD的去除效果差，药剂成本较高；复合絮凝剂结合两种絮凝剂的优点，不同品种絮凝剂的组合具有不同的效果。粉煤灰是锅炉燃煤过程中产生的飞灰，其主要成分为SiO2和Al2O3，还有少量的 i^203、Ca0、Mg0等。目前我国燃煤电厂的粉煤灰的产生量每年在一亿吨以上，而粉煤灰的利用率只占30%左右，主要用于制作建筑材料，未得到利用的粉煤灰堆积于灰场，不仅占用大量土地资源，而且很容易造成环境污染。由于粉煤灰是经过高温烧结的产物，因此其具有多种不规则的多孔结构，比表面积较大，具有明显的吸附作用。其吸附作用包括物理吸附和化学吸附两方面，能够吸附污水中的悬浮物、有色物质，降低色度，吸附并除去污水中的耗氧物质。但由于粉煤灰中的S^2和Al2O3是以不定型存在，在常温有水存在的情况下能和碱金属和碱土金属等形成“凝硬反应”，使得粉煤灰的利用受到限制，所以要想利用粉煤灰必须先将粉煤灰进行改性处理。CN03110906.3公开了一种使用粉煤灰制备废水处理用的吸附剂的方法，先用 35 70份重量的粉煤灰加入0. 5 3M的30 60重量份的硫酸混合均勻，后在60 90°C 酸化1 3小时制成。CN200710159127. 8公开了一种利用粉煤灰，通过添加盐酸、氧化剂促进剂和有机助剂等，先用盐酸酸化，粉煤灰量占30 % 35 %，盐酸占50 % 55 %，然后过滤，滤液中再添加各种助剂进行反应-熟化-分离得液体产品。上述方法的不足之处在于酸用量大，处理后产品的使用性能需进一步提高。CN200810219487. 7公开了一种将粉煤灰加入活性物质(铝盐、铁盐、聚丙烯酰胺)和氧化剂进行活化处理。此方法没有充分利用粉煤灰中本来含有的铝、铁等物质。有机高分子絮凝剂由于水处理过程中具有投加量少，处理效果好等特点，在污水处理方面得到广泛应用，但对于去除污水中溶解性COD的效果较差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种粉煤灰复合絮凝剂及其制备方法，本发明粉煤灰复合絮凝剂具有污水脱色、去除COD等综合性能好等优点。本发明粉煤灰复合絮凝剂为有机絮凝剂与改性粉煤灰复配产品，有机絮凝剂为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵化后的单体和丙烯酰胺单体的共聚物
权利要求
1.一种粉煤灰复合絮凝剂，为有机絮凝剂与改性粉煤灰复配产品，有机絮凝剂为甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵化后的单体和丙烯酰胺单体的共聚物
2.按照权利要求1所述的复合絮凝剂，其特征在于有机絮凝剂与改性粉煤灰的重量比为1 0. 5 1 5。
3.权利要求1所述的复合絮凝剂的制备方法，其特征在于包括如下过程(1)改性粉煤灰制备，将粉煤灰与盐酸溶液混合在超声波环境中，在自然温度至80°C 下处理0. 2 3小时；(2)合成有机高分子絮凝剂，以丙烯酰胺单体和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯单体为主要原料，将季铵化试剂加入甲基丙烯酸二甲氨基乙酯单体中，得到季铵化单体，然后将丙烯酰胺、甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵化单体、去离子水按适宜比例混合后，吹氮气除溶解氧， 最后加入引发剂进行聚合反应；(3)制备复合絮凝剂产品，有机高分子絮凝剂合成体系聚合反应进行0.5 4小时后， 将处理后的改性粉煤灰加入有机高分子絮凝剂合成体系，继续反应0. 5 6小时得到复合型絮凝剂。
4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于步骤(1)中盐酸溶液的重量浓度为 30 % 37 %，盐酸溶液的用量为足以浸湿粉煤灰。
5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于步骤(1)中超声波的频率为F= 20 IOOKHz。
6.按照权利要求3所述的方法，其特征在于步骤(2)合成有机高分子絮凝剂过程中， 甲基丙烯酸二甲氨基乙酯单体季铵化反应为向甲基丙烯酸二甲氨基乙酯单体中加入盐酸或氯甲烷，调节PH值为2 9。
7.按照权利要求3所述的方法，其特征在于步骤(2)合成有机高分子絮凝剂过程中， 丙烯酰胺和甲基丙烯酸二甲氨基乙酯季铵化单体的聚合的摩尔比为，丙烯酰胺甲基丙烯酸二甲氨基乙酯=10 1 1 10，单体聚合的总浓度为0.5 1.5!1101/1，聚合的反应温度为20 90°C，聚合反应时间为1 IOh。
8.按照权利要求3所述的方法，其特征在于步骤(2)合成有机高分子絮凝剂过程中， 引发剂为水溶性偶氮引发剂与氧化还原引发剂的一种或两种，氧化还原引发剂为过硫酸盐和亚硫酸盐的一种或两种。
9 按照权利要求8所述的方法，其特征在于水溶性偶氮引发剂为水溶性偶氮类物，过硫酸盐是过硫酸钾、过硫酸铵和过硫酸钠中的一种或几种；亚硫酸盐是亚硫酸钠、亚硫酸氢钠、亚硫酸钾、亚硫酸氢钾、亚硫酸铵和亚硫酸氢铵中的一种或几种。
10.按照权利要求3所述的方法，其特征在于引发剂的加入量为10_5mOl/L 10_2mOl/L。
全文摘要
本发明涉及一种粉煤灰复合絮凝剂及其制备方法，粉煤灰复合絮凝剂为有机絮凝剂与改性粉煤灰复配产品。粉煤灰复合絮凝剂的制备方法采用将粉煤灰在超声波环境下的酸性改性，提高粉煤灰的吸附能力，再与有机高分子絮凝剂复配，形成一种即具有高效絮凝作用又具有高吸附作用的新型絮凝剂。本发明复合絮凝剂在处理印染、造纸、石油、化工、轻工等行业的产生的污水，特别是高色度高COD的污水有很好的综合处理效果。
文档编号C02F1/56GK102452709SQ201010514079
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月15日 优先权日2010年10月15日
发明者回军, 杨丽, 王有华, 赵景霞 申请人:中国石油化工股份有限公司, 中国石油化工股份有限公司抚顺石油化工研究院