专利名称：矾花助凝剂及利用给水厂运行废料制备矾花助凝剂的方法
技术领域：
本发明涉及的是一种水处理用助凝剂，本发明也涉及一种助凝剂的制备方法。具体地说是一种利用城市给水厂的运行废料经回收处理制得的矾花助凝剂及其制备方法。
背景技术：
聚合氯化铝水解之后跟水中的杂质吸附一起，形成絮状物，再加上适当的搅拌，絮状物会互相粘结成团，即为矾花。水厂在实际运行过程中，经常出现矾花上浮现象，主要集中在絮凝池一段和二段以及沉淀池中。这一问题也是大部分水厂在实际运行中所遇到的问题，主要原因是在常规处理工艺中，一般的絮凝剂对高浊度原水处理效果好，而对低浊度原水处理效果较差。对于浊度在INTU以下以及处于低温状态下运行的水厂，由于常年低温会降低絮粒之间碰撞的几率。目前各水厂针对这一问题，普遍采用的方法是改良混凝剂及混凝条件。但由于水质等原因，这一方法不能有效解决矾花上浮的问题，大面积的矾花被清捞并作为垃圾进行排放， 不仅造成了人力物力的消耗，且矾花的排放对环境也可能产生不利影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适合于低温低浊原水处理的矾花助凝剂。本发明的目的还在于提供一种将矾花变废为宝，在充分利用矾花的同时能提高水处理效果、减少混凝剂的投加量的利用给水厂运行废料制备矾花助凝剂的方法。本发明的矾花助凝剂是将矾花在105°C温度下进行烘干；将烘干后的矾花粉碎至 300目以下的颗粒状；进行研磨并加入少量水，使形成糊状；将糊状物加水稀释搅拌直至完全溶解所得到的矾花浓度为0. lg/mL的矾花助凝剂。本发明的利用给水厂运行废料制备矾花助凝剂的方法为①将矾花在105°C温度下进行烘干，1小时后测定矾花质量，前后测定两次质量不再发生变化时将矾花取出；②将烘干后的矾花粉碎至300目以下的颗粒状；③进行研磨，同时加入少量水，使之形成糊状矾花；④将糊状矾花加水稀释，并搅拌直至完全溶解，并定容至浓度为0. lg/mL作为矾花助凝剂。本发明的矾花助凝剂，在使用前将其稀释10倍，与一定浓度的铝盐混凝剂(如聚合氯化铝)同时投加。本发明提供了一种以废料矾花制备助凝剂的一种方法，以及由该助凝剂对低温低浊原水进行处理的方法。将矾花变废为宝，在充分利用的同时既提高了水处理效果又可以减少混凝剂的投加量从而产生一定的经济效益，由此可见这一新型的铝盐助凝剂将具有广阔的应用前景。本发明的优越性和有益效果
①实验证明，矾花助凝剂的使用可以提高絮体的密实程度，从而提高对原水浊度的去除效果，解决了北方地区原水低温低浊难于处理的问题；②矾花的回收利用解决了这一废料在排放过程中对环境的污染，具有显著的环境效益；③实验证明矾花助凝剂可以有效降低混凝剂的投加量，对城市给水厂具有可观的经济效益。
图1为不同投加量下矾花助凝剂的助凝效果。图2为不同投加量下矾花助凝剂对混凝剂投加量的影响。
具体实施例方式下面举例对本发明做更详细的描述①将矾花置于烘箱内在105°C温度下进行烘干，Ih后测定矾花质量，前后测定两次质量不再发生变化时将矾花取出；②将烘干后的矾花粉碎至300目以下的颗粒状；③取一定质量的矾花，并将其进一步研磨，在这一过程中加入少量水，使之形成糊状；④将糊状矾花移入容器中，稀释搅拌直至完全溶解，并定容至浓度为0. lg/mL作为矾花助凝剂储备液；⑤使用前将矾花助凝剂稀释10倍，与一定浓度的铝盐混凝剂(如聚合氯化铝)同时投加。试验实施例1原水水质为水温40C，浊度 0. 86，ρΗ6· 75，CODfc 3. 44mg/L，UV254 0. 113矾花助凝剂的浓度取0. 01g/mL,投加量取Omg/L 50mg/L，如图1 ；混凝剂采用聚合氯化铝(PAC)，其投加量取28mg/L，与助凝剂同时投加；矾花助凝剂投加量在30mg/L左右时可以明显起到助凝效果，浊度的去除率比单独投加混凝剂时提高10%以上。试验实施例2原水水质同上；矾花助凝剂投加量取10mg/L 50mg/L，浓度同上；混凝剂PAC投加量取 18mg/L 28mg/L ；实验发现，在达到同等混凝除浊效果的情况下，矾花助凝剂的投加可以使PAC的投加量明显降低。试验实施例3采用高岭土将原水浊度提高到与投加矾花助凝剂后原水浊度相同，在相同PAC投加量、原水水质及混凝条件下进行对照实验，实验发现，以矾花为助凝剂条件下的处理后水样其浊度去除率优于投加高岭土后水样，说明矾花助凝剂的助凝机理不仅仅是增加了原水的浊度。利用Al-Ferron逐时络合比色法测定矾花助凝剂中Al (III)的水解形态分布为Ala5%, Al b14%, Alc81%。根据显色剂Ferron与Al羟基化合物的络合动力学差异这一原理，铝化合物在溶液中的水解聚合可以分为Ala、Alb和Al。三种形态，矾花助凝剂中高聚态的Al。较高，这一特点使矾花具有了较强的吸附架桥作用，使之在PAC絮凝过程中通过这一作用形成较大的絮体，也在一定程度上改善了絮体的密实程度，从而起到助凝作用。
其中=Al-Ferron逐时络合反应是Ferron的官能团与PAC中的羟基基团竞争铝离子的解离-络合反应。Al的水解聚合形态分为瞬时反应部分(t = Imin)为单体形态，即 Ala ；缓慢反应部分(t = 120min)为聚合形态，即Alb ；极慢或不反应部分为溶胶或凝胶形态，即Al。。
权利要求
1.一种矾花助凝剂，其特征是是将矾花在105°c温度下进行烘干；将烘干后的矾花粉碎至300目以下的颗粒状；进行研磨并加入少量水，使形成糊状；将糊状物加水稀释搅拌直至完全溶解所得到的矾花浓度为0. lg/mL的矾花助凝剂。
2.一种利用给水厂运行废料制备矾花助凝剂的方法，其特征是①将矾花在105°C温度下进行烘干，1小时后测定矾花质量，前后测定两次质量不再发生变化时将矾花取出；②将烘干后的矾花粉碎至300目以下的颗粒状；③进行研磨，同时加入少量水，使之形成糊状矾花；④将糊状矾花加水稀释，并搅拌直至完全溶解，并定容至浓度为0.lg/mL作为矾花助凝剂。
全文摘要
本发明提供的是一种矾花助凝剂及利用给水厂运行废料制备矾花助凝剂的方法。将矾花在105℃温度下进行烘干，1小时后测定矾花质量，前后测定两次质量不再发生变化时将矾花取出；将烘干后的矾花粉碎至300目以下的颗粒状；进行研磨，同时加入少量水，使之形成糊状矾花；将糊状矾花加水稀释，并搅拌直至完全溶解，并定容至浓度为0.1g/ml作为矾花助凝剂。在使用前将其稀释10倍，与一定浓度的铝盐混凝剂(如聚合氯化铝)同时投加。可以提高絮体的密实程度，从而提高对原水浊度的去除效果；矾花的回收利用解决了这一废料在排放过程中对环境的污染，具有显著的环境效益；可以有效降低混凝剂的投加量，对城市给水厂具有可观的经济效益。
文档编号C02F1/52GK102351288SQ20111027022
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月14日 优先权日2011年9月14日
发明者刘慧 , 刘胜利, 官涤, 庄钊, 张振, 李星, 王志军 申请人:哈尔滨工程大学