专利名称：絮凝剂组合物的制作方法
技术领域：
本发明属于水处理技术领域，尤其涉及一种絮凝剂组合物。
背景技术：
水的混凝处理是废水处理中的关键环节之一，能够去浊除污，减少污水后续处理的污染负荷。而絮凝剂是决定混凝处理效果的关键因素，对后续流程的运行状况、最终出水水质和成本费用等均有重要影响。絮凝剂按照其化学成份可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类，其中，无机絮凝剂又可分为低分子絮凝剂和高分子絮凝剂，低分子絮凝剂如硫酸铝、氯化铝等铝盐系和氯化铁和硫酸铁等铁盐系，低分子絮凝剂成本较低，但是，其具有絮凝沉淀速度慢、药耗量高等缺点；高分子絮凝剂如碱式聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁等，克服了低分子絮凝剂存在的处理效率低的缺点，但其成本较高，且在低温低浊时处理效果较差。有机絮凝剂一般为高分子聚合物，如聚胺絮凝剂、季铵型淀粉基絮凝剂和聚丙烯酰胺絮凝剂等，其中，聚丙烯酰胺具有用量少、澄清水质能力强、絮凝速度快、不易受水的PH值影响、生成的污泥量少等优点获得了广泛应用，但是聚丙烯酰胺具有强烈的神经毒性和一定的致癌性， 大量聚丙烯酰胺用于处理废水时会产生高分子残留，破坏水体生物链，进而影响到人类健康。现有技术公开了多种有机无机复合絮凝剂，有机无机复合絮凝剂兼具无机絮凝剂和有机絮凝剂的优点，具有较好的絮凝处理效果。如申请号为01108579. 7的中国专利文献公开了一种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，通过以下方法制备首先将铝盐水解，然后向所述水解产物中加入钙盐进行聚合反应，再加入二氰二胺和甲醛进行缩聚反应后得到所述无机有机复合型絮凝剂，该絮凝剂具有药耗量低、废水处理效果好等优点，但是该絮凝剂以甲醛为原料，生产过程易产生环境污染，得到的絮凝剂中也含有大量游离甲醛，危害人体健康。申请号为991(^881. 3的中国专利文献也公开了一种有机无机复合型絮凝剂，将聚合氯化铝加热至50°C 60°C，搅拌的条件下加入聚丙烯酰胺或其衍生物，搅拌均勻后得到含有聚合氯化铝和聚丙烯酰胺或其衍生物的絮凝剂。该絮凝剂具有较好的絮凝效果，而且由于减少了聚丙烯酰胺的用量，其高分子残留较少，对水体安全、人体健康影响较小，但是其功能单一，不具备杀菌、除藻等功能。
发明内容
有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种絮凝剂组合物，本发明提供的絮凝剂组合物用于废水处理时耗药量少、絮凝效果好，而且具备杀菌、除藻功能。本发明提供了一种絮凝剂组合物，包括Iwt % IOwt %的高铁酸盐；20wt % 50wt %的聚合氯化铝钙；
IOwt % 40wt %的含铝化合物和/或含钙化合物；5wt% 氯化铁；lwt% 聚丙烯酰胺。优选的，包括3wt% 7wt%的高铁酸盐。优选的，所述高铁酸盐为高铁酸钠或高铁酸钾。优选的，所述高铁酸盐按照以下方法制备将过氧化盐和水合硫酸亚铁加热反应，将得到的反应产物结晶后得到高铁酸盐。优选的，所述聚合氯化铝钙按照以下方法制备将硫酸铝和碳酸钙加热反应，得到中间产物；将所述中间产物溶于浓盐酸中反应，蒸干后得到聚合氯化铝钙。优选的，所述加热反应的温度为700°C 1200°C，所述加热反应的时间为池 证。优选的，所述硫酸铝和碳酸钙的质量比为(50 150) (3 110)。优选的，包括Iwt % IOwt %的高铁酸盐；20wt % 50wt %的聚合氯化铝钙；5wt % !35wt %的含铝化合物；5wt % 35wt %的含钙化合物；5wt % 25wt % 的氯化铁；lwt% 聚丙烯酰胺。优选的，所述含铝化合物为硫酸铝和/或硫酸铝钾。优选的，所述含钙化合物为氧化钙和/或氢氧化钙。与现有技术相比，本发明提供的絮凝剂组合物包括高铁酸盐、聚合氯化铝钙、含铝化合物和/或含钙化合物、氯化铁和聚丙烯酰胺，其中，聚合氯化铝钙和聚丙烯酰胺是起絮凝作用的主要成分，含铝化合物和/或含钙化合物、氯化铁和高铁酸盐通过形成胶体沉淀等作用起到辅助絮凝的作用，增强絮凝剂组合物的絮凝效果。本发明提供的絮凝剂组合物中添加了高铁酸盐，不仅能够促进絮凝效果、降低絮凝成本，而且使得絮凝剂具有杀菌、除藻功能，能够抑制水体藻类爆发。本发明提供的絮凝剂组合物主要以铁、铝、钙为主要成份， 降低了絮凝剂中铝的含量，降低了铝在出水中的残留量。本发明添加了少量聚丙烯酰胺，提高絮凝效果的同时，减少了聚丙烯酰胺在出水中的残留，减少了对水体生物链的毒害作用。 本发明提供的絮凝剂组合物兼有无机絮凝剂和有机絮凝剂的优点，用于废水处理时耗药量少、絮凝效果好、絮凝速度快。实验表明，本发明提供的絮凝剂组合物使用量为0. 6g/L时， 对COD为300mg/L 400mg/L的生活污水中浊度去除率可达93%以上，总磷去除率可达 90%以上，COD的去除率可达31%以上。
具体实施例方式本发明提供了一种絮凝剂组合物，包括Iwt % IOwt %的高铁酸盐；20wt % 50wt %的聚合氯化铝钙；IOwt % 40wt %的含铝化合物和/或含钙化合物；
5wt % 25wt % 的氯化铁；lwt% 聚丙烯酰胺。本发明提供的絮凝剂组合物兼具无机絮凝剂和有机絮凝剂的优点，用于废水处理时絮凝效果好、絮凝速度快、耗药量少、使用范围广，能有效降低废水的浊度、COD含量和总磷含量，而且具备杀菌、除藻功能，可用于处理各种工业废水、生活废水、重金属污染废水寸。本发明提供的絮凝剂组合物以聚合氯化铝钙为主要成份，聚合氯化铝钙为无机高分子絮凝剂，具有良好的絮凝效果。在本发明中，所述聚合氯化铝钙在所述絮凝剂组合物中的含量为20wt % 50wt %，优选为25wt % 45wt %，更优选为30wt % 40wt %。本发明对所述聚合氯化铝钙的来源没有特殊限制，可以为从市场上购买得到，也可以按照以下方法制备将硫酸铝和碳酸钙加热反应，得到中间产物；将所述中间产物溶于浓盐酸中反应，蒸干后得到聚合氯化铝钙。本发明以氧化铝和碳酸钙为原料制备聚合氯化铝钙，首先将氧化铝和碳酸钙混合，然后将得到的混合物加热，氧化铝与碳酸钙发生反应，得到中间产物。在本发明中，所述氧化铝和碳酸钙的质量比优选为(50 150) (3 110)，更优选为(70 130) (10 100)，最优选为(80 100) (30 80)。本发明优选将氧化铝和碳酸钙的混合物加热至 700°C 1200°C，更优选加热至800°C 1100°C，最优选加热至900°C 100(TC ；所述氧化铝和碳酸钙进行反应的时间优选为 证，更优选为池 4h。得到中间产物后，将所述中间产物溶解于浓盐酸中，所述中间产物与所述浓盐酸发生反应，生成聚合氯化铝钙。在本发明中，所述浓盐酸优选为质量浓度为60%以上的浓盐酸，更优选为质量浓度为70%以上的浓盐酸，最优选为质量浓度为75%以上的浓盐酸。 所述浓盐酸的体积与所述氧化铝的质量比优选为IOOmL 500mL 50g 150g，更优选为 150mL 450mL 70g 130g，最优选为200mL 400mL 80g IOOg ；所述中间产物与所述浓盐酸发生反应的时间优选为Ih 3h，更优选为1. 5h 2.证。本发明提供的絮凝剂组合物中包括高铁酸盐，所述高铁酸盐能够明显促进所述聚合氯化铝钙的絮凝效果，减少聚合氯化铝钙的使用量，降低水处理成本。另外，高铁酸盐具有优于臭氧和氯气的氧化能力，可以灭菌、除藻，具有潜在的抑制水体藻类爆发的作用。在本发明中，所述高铁酸盐优选为高铁酸钠或高铁酸钾，更优选为高铁酸钠。所述高铁酸盐在所述絮凝剂组合物中的含量为Iwt % IOwt %，优选为3wt% 7wt%，更优选为 5wt%。本发明对所述高铁酸盐的来源没有特殊限制，可以为从市场上购买得到，也可以按照以下方法制备将过氧化盐和水合硫酸亚铁加热反应，将得到的反应产物结晶后得到高铁酸盐。首先将过氧化盐和水合硫酸亚铁在密闭、干燥的环境中混合，加热得到的混合物使过氧化盐和水合硫酸亚铁发生反应，得到含有高铁酸盐的混合物。在本发明中，所述过氧化盐优选为过氧化钠或过氧化钾；所述水合硫酸亚铁优选为七水合硫酸亚铁。所述过氧化盐与所述水合硫酸亚铁的质量比优选为(0.5 8.5) (1 25)，更优选为(1 8) (5 20)，最优选为(3 5) (10 15)。
将过氧化盐和水合硫酸亚铁混合后，优选将得到的混合物加热至500°C 900°C， 更优选为600°C 800°C，最优选为650°C 750°C，优选反应0. 5h 池，更优选反应Ih 1.证，得到含有高铁酸盐的混合物。将所述含有高铁酸盐的混合物结晶，得到高铁酸盐，本发明对所述结晶方法没有特殊限制，优选按照以下方法结晶将所述含有高铁酸盐的混合物溶于第一氢氧化物溶液中，过滤后，向得到的滤液中加入第二氢氧化物固体至析出高铁酸盐，将析出物过滤、洗涤、真空干燥后得到高铁酸盐。
在所述结晶过程中，所述第一氢氧化物为氢氧化钠，所述第二氢氧化物为氢氧化钾；或者所述第一氢氧化物为氢氧化钾，所述第二氢氧化物为氢氧化钠。所述第一氢氧化物的浓度优选为lmol/L 5mol/L，更优选为2mol/L 4mol/L，最优选为2. 5mol/L 3. 5mol/ L0本发明提供的絮凝剂组合物还包括含铝化合物和/或含钙化合物，优选包括含铝化合物和含钙化合物。所述含铝化合物和/或含钙化合物在所述絮凝剂组合物中的含量为 IOwt % 40wt%，优选为15 丨％ ；35衬％，更优选为20 丨％ 30 丨％。当所述絮凝剂组合物包括含铝化合物和含钙化合物时，所述含铝化合物的含量优选为5wt% 35wt%，更优选为IOwt % 30wt%，最优选为15wt% 25wt% ；所述含钙化合物的含量优选为5wt%
，更优选为IOwt % 30wt%，最优选为15wt% 25wt%。在本发明中，所述含铝化合物优选为铝盐，更优选为硫酸铝和/或硫酸铝钾。所述含铝化合物作为无机絮凝剂，能够提高所述絮凝剂组合物的絮凝效果。当所述含铝化合物为硫酸铝和硫酸铝钾时，所述硫酸铝的含量优选为5wt% 30wt%，更优选为IOwt % 20wt% ；所述硫酸铝钾的含量优选为5wt% 30wt%，更优选为IOwt % 20wt%。在本发明中，所述含钙化合物优选为氢氧化钙和/或氧化钙，所述含钙化合物能够提高所述絮凝剂组合物的絮凝效果。当所述含钙化合物为氢氧化钙和氧化钙时，所述氢氧化钙的含量优选为5wt% 30wt%，更优选为10wt% 20wt% ；所述氧化钙的含量优选为5wt % 30wt %，更优选为IOwt % 20wt %。所述絮凝剂组合物还包括氯化铁，所述氯化铁能够产生胶体沉淀，从而强化所述絮凝剂组合物的絮凝效果。在本发明中，所述氯化铁在所述絮凝剂组合物中的含量为 5wt% 25wt%，优选为 10wt% 20wt%，更优选为 12wt% 18wt%。所述絮凝剂组合物还包括聚丙烯酰胺，所述聚丙烯酰胺具有用量少、澄清水质能力强、絮凝速度快、不易受水的PH值影响、生成的污泥量少等优点，增加了所述絮凝剂组合物的絮凝效果。在本发明中，所述聚丙烯酰胺在所述絮凝剂组合物中的含量为 20wt%，优选为5wt% 15wt%，更优选为7wt% 13wt%。本发明中聚丙烯酰胺含量少， 在水中的残留少，对水体生物链的毒害作用小。本发明对所述絮凝剂组合物的制备方法没有特殊限制，将高铁酸盐、聚合氯化铝钙、含铝化合物和/或含钙化合物、氯化铁和聚丙烯酰胺按照本领域技术人员熟知的方法混合均勻即可。得到絮凝剂组合物后，将所述絮凝剂组合物用于污水处理将其用于COD为 300mg/L 400mg/L的生活污水中时，用量为0. 6g/L即可达到良好的处理效果，浊度去除率可达93%以上，总磷去除率可达90%以上，COD的去除率可达31%以上；将其用于COD为 5000mg/L 6000mg/L的屠宰废水中时，用量为1. Og/L即可达到良好的处理效果，浊度去除率可达96 %以上，总磷去除率87 %，COD的去除率可达36 %，效果优于目前常用的聚合氯化铝(PAC)。本发明提供的絮凝剂组合物中添加了高铁酸盐，不仅能够促进絮凝效果、降低絮凝成本，而且使得絮凝剂具有杀菌、除藻功能，能够抑制水体藻类爆发。本发明提供的絮凝剂组合物主要以铁、铝、钙为主要成份，降低了絮凝剂中铝的含量，降低了铝在出水中的残留量。本发明添加了少量聚丙烯酰胺，提高絮凝效果的同时，减少了聚丙烯酰胺在出水中的残留，减少了对水体生物链的毒害作用。本发明提供的絮凝剂组合物兼有无机絮凝剂和有机絮凝剂的优点，用于废水处理时耗药量少、絮凝效果好、絮凝速度快。另外，本发明提供的絮凝剂组合物原料来源广泛、生产工艺简单、成本较低而且对环境没有危害，可用于生活污水、工业污水、城市污水以及污泥的絮凝处理。为了进一步说明本发明，以下结合实施例对本发明提供的絮凝剂组合物进行详细描述。实施例1将8g过氧化钠和20g七水合硫酸亚铁在密闭、干燥的环境中混合，将得到的混合物加热至800°C反应池，得到含有高铁酸钠的粉末；将所述高铁酸钠粉末用4mol/L的氢氧化钠溶解，过滤后，向得到滤液中加入氢氧化钾固体饱和至析出晶体，将所述晶体过滤、洗涤、真空干燥，得到高铁酸钠。实施例2将IOOg氧化铝和IOOg碳酸钙混合，将得到的混合物加热至1000°C反应证，得到中间产物；将所述中间产物溶于300mL浓盐酸中，反应池，蒸干后得到固态聚合氯化铝钙。实施例3将50g实施例1制备的高铁酸钠、350g实施例2制备的聚合氯化铝钙、IOOg硫酸铝、IOOg硫酸铝钾、50g氢氧化钙、50g氧化钙、200g氯化铁和IOOg聚丙烯酰胺混合，搅拌均勻后得到絮凝剂组合物。采集安徽师范大学生活区的污水，分别向所述污水中加入所述絮凝剂组合物，加入量分别为0. 2g/L、0. 4g/L和0. 6g/L，将得到的混合物在六联搅拌器上依次以300r/min的速度搅拌30s，100r/min搅拌lmin，60r/min搅拌5min后，静置30min，过滤。分别测量污水处理前后的浊度变化情况，结果参见表1，表1为本发明实施例3提供的絮凝剂组合物对生活污水的处理效果。表1本发明实施例3提供的絮凝剂组合物对生活污水的处理效果
权利要求
1.一种絮凝剂组合物，包括 Iwt % IOwt %的高铁酸盐； 20wt% 聚合氯化铝钙；IOwt % 40Wt%的含铝化合物和/或含钙化合物； 5wt% 氯化铁；Iwt % 20衬％的聚丙烯酰胺。
2.根据权利要求1所述的絮凝剂组合物，其特征在于，包括3wt% 7wt %的高铁酸盐。
3.根据权利要求2所述的絮凝剂组合物，其特征在于，所述高铁酸盐为高铁酸钠或高铁酸钾。
4.根据权利要求3所述的絮凝剂组合物，其特征在于，所述高铁酸盐按照以下方法制备将过氧化盐和水合硫酸亚铁加热反应，将得到的反应产物结晶后得到高铁酸盐。
5.根据权利要求1所述的絮凝剂组合物，其特征在于，所述聚合氯化铝钙按照以下方法制备将硫酸铝和碳酸钙加热反应，得到中间产物； 将所述中间产物溶于浓盐酸中反应，蒸干后得到聚合氯化铝钙。
6.根据权利要求5所述的絮凝剂组合物，其特征在于，所述加热反应的温度为700°C 1200°C，所述加热反应的时间为池 证。
7.根据权利要求5所述的絮凝剂组合物，其特征在于，所述硫酸铝和碳酸钙的质量比为(50 150) (3 110)。
8.根据权利要求1所述的絮凝剂组合物，其特征在于，包括 Iwt % IOwt %的高铁酸盐；20wt% 聚合氯化铝钙；5wt% 35wt%的含铝化合物； 5wt % 35wt %的含钙化合物； 5wt% 氯化铁；Iwt % 20衬％的聚丙烯酰胺。
9.根据权利要求8所述的絮凝剂组合物，其特征在于，所述含铝化合物为硫酸铝和/或硫酸铝钾。
10.根据权利要求8所述的絮凝剂组合物，其特征在于，所述含钙化合物为氧化钙和/ 或氢氧化钙。
全文摘要
本发明提供了一种絮凝剂组合物，包括1wt％～10wt％的高铁酸盐；20wt％～50wt％的聚合氯化铝钙；10wt％～40wt％的含铝化合物和/或含钙化合物；5wt％～25wt％的氯化铁；1wt％～20wt％的聚丙烯酰胺。本发明提供的絮凝剂组合物中添加了高铁酸盐，不仅能够促进絮凝效果、降低絮凝成本，而且使得絮凝剂具有杀菌、除藻功能，能够抑制水体藻类爆发。实验表明，本发明提供的絮凝剂组合物使用量为0.6g/L时，对COD为300mg/L～400mg/L的生活污水中浊度去除率可达93％以上，总磷去除率可达90％以上，COD的去除率可达31％以上。
文档编号C02F1/52GK102295335SQ201110222749
公开日2011年12月28日 申请日期2011年8月4日 优先权日2011年8月4日
发明者何心伟, 商永嘉, 孙宇, 赵敏 申请人:安徽师范大学