專利名稱：有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑及其生產(chǎn)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于絮凝劑領(lǐng)域，特別涉及一種廢水處理用的絮凝劑及其生產(chǎn)方法。
絮凝劑在廢水處理中已被廣泛使用，就現(xiàn)有的絮凝劑而言，按化學(xué)成份可分為無機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑兩大類。在無機(jī)絮凝劑中，以無機(jī)高分子絮凝劑為主導(dǎo)地位，如聚硫氯化鐵、聚磷氯化鐵、聚合硅酸鐵、聚合磷酸鐵等鐵鹽類及聚合氯化鐵鋁、聚硅硫酸鋁和聚磷硫酸鋁等鋁鹽類絮凝劑。此類絮凝劑雖然能有效地消毒、殺菌、凈化廢水，但卻存在用量大、效率低、產(chǎn)生浮渣多等缺點(diǎn)。有機(jī)高分子絮凝劑的主要品種有聚丙烯酰胺(PAM)、聚甲基丙烯酸酯-丙烯腈共聚物、聚脂多胺、聚乙烯基苯甲基季銨鹽等，它們與無機(jī)高分子絮凝劑相比具有用量小、絮凝能力強(qiáng)、效率高、產(chǎn)生浮渣少等優(yōu)點(diǎn)，但不足之處是廢渣含水率高，所產(chǎn)生的污液體積較大。
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑及其生產(chǎn)方法，此種絮凝劑兼具現(xiàn)有無機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于高堿度、高色度廢水的處理，其生產(chǎn)方法工藝簡(jiǎn)單，使用常規(guī)設(shè)備，無廢氣、廢水、廢渣排出。
本發(fā)明所提供的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑包括二氰二胺與甲醛的聚合物、聚硫氯化鋁和/或聚硫氯化鋁鈣，呈透明粘稠狀，二氰二胺與甲醛的聚合物的化學(xué)通式為[C3H6N4O]n，5≤n≤10且為整數(shù)。
上述復(fù)合絮凝劑的生產(chǎn)方法是將有機(jī)絮凝劑和無機(jī)絮凝劑采用“一浴合成法”進(jìn)行復(fù)配，具體工藝有兩種。
一、第一種工藝1.原料及其配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù))鋁鹽 5～15％鈣鹽 10～20％二氰二胺 2～8％甲醛 2～9％水余量
2.工藝步驟及工藝參數(shù)依次包括以下工藝步驟，各工藝步驟均在常壓下進(jìn)行。
(1)水解反應(yīng)將鋁鹽放入50℃～65℃的水中，在攪拌下水解，當(dāng)鋁鹽溶解后，用酸或堿調(diào)溶液的PH值，PH控制在1.0～3.0。
(2)聚合反應(yīng)在攪拌下將鈣鹽加入鋁鹽的水解液，升溫至90℃～100℃，然后加入聚合促進(jìn)劑，反應(yīng)時(shí)間為1～3小時(shí)。
(3)縮聚反應(yīng)在攪拌下將溶合劑和二氰二胺加入上述溶液中，待溶解后加入甲醛，在90℃～100℃反應(yīng)5～8小時(shí)即得產(chǎn)品。
該工藝中，鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁；鈣鹽為氯化鈣或硝酸鈣；調(diào)水解溶液PH值所用的酸為有機(jī)酸或無機(jī)酸，有機(jī)酸可以是甲酸或乙酸或草酸或酒石酸或檸檬酸等，無機(jī)酸可以是硫酸或鹽酸或磷酸等，堿一般選用氫氧化鈉，聚合促進(jìn)劑為水玻璃或稀土鹽溶液，水玻璃的加入量為1～2％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))，稀土鹽溶液可以是鈰鹽等輕稀土鹽，其加入量為0.1～0.2％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))；溶合劑為無機(jī)銨鹽，可以選用硫酸銨或氯化銨或硫酸氫銨或磷酸二氫銨等，其加入量為1～2％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))。
二、第二種工藝1.原料及其配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù))鋁鹽 10～30％二氰二胺 6～15％甲醛 8～16％水余量2.工藝步驟及工藝參數(shù)工藝步驟包括水解反應(yīng)、聚合反應(yīng)和縮聚反應(yīng)，上述工藝步驟有兩種次序，一種次序是縮聚反應(yīng)→水解與聚合反應(yīng)，另一種次序是水解反應(yīng)→縮聚與聚合反應(yīng)，各工藝步驟均在常壓下進(jìn)行。
(1)縮聚反應(yīng)→水解與聚合反應(yīng)A、縮聚反應(yīng)首先將水加熱至90℃～100℃并加入酸調(diào)PH值，PH控制在1.0～2.0，然后在攪拌下加入二氰二胺，待溶解后加入甲醛并在90℃～100℃保溫4～5小時(shí)即完成縮聚反應(yīng)。
B、水解與聚合反應(yīng)在攪拌下將鋁鹽加入縮聚反應(yīng)所獲得的溶液中，然后將溶液的溫度降至80℃～90℃保溫反應(yīng)2～3小時(shí)即得產(chǎn)品。
(2)水解反應(yīng)→縮聚與聚合反應(yīng)A、水解反應(yīng)首先將水加熱至90℃～100℃并加入酸調(diào)PH值，PH控制在0.5～1.0，然后在攪拌下加入鋁鹽，鋁鹽溶解后即得水解溶液。
B、縮聚與聚合反應(yīng)在攪拌下將二氰二胺加入上述水解溶液，溶解反應(yīng)0.5～1小時(shí)加入甲醛，在90℃～100℃保溫反應(yīng)5～7小時(shí)即得產(chǎn)品。
該工藝中，鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁；調(diào)水的PH值所用的酸為有機(jī)酸或無機(jī)酸，有機(jī)酸可以是甲酸或乙酸或草酸或酒石酸或檸檬酸等，無機(jī)酸可以是硫酸或鹽酸或磷酸等。
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和積極效果1.廢水處理時(shí)耗藥量低，復(fù)合絮凝劑的加入量?jī)H為10～800mg/L。
2.廢水處理效果理想，經(jīng)處理后的廢水的各項(xiàng)指標(biāo)為SS降低96％～100％；CODCr降低76％～88％；BOD降低70％～82％；色度降低96％～100％。尤其是對(duì)高堿度、高色度的廢水，處理后的水可重新回用。
3.與有機(jī)高分子絮凝劑相比，廢渣的含水率可降低40％～60％，污泥的體積可減小50％～60％。
4.對(duì)高堿度、高色度的廢水，處理后的廢渣可作為合成燃料、超強(qiáng)吸水劑、顏料填料等產(chǎn)品的原料，變廢為寶。
5.產(chǎn)品穩(wěn)定性好，無毒并略帶香味，使用不受季節(jié)、區(qū)域限制，便于存放與運(yùn)輸。
6.生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，生產(chǎn)原料易得，生產(chǎn)周期短，反應(yīng)溫和，所需設(shè)備為常規(guī)設(shè)備，便于現(xiàn)有化工廠接產(chǎn)。
7.整個(gè)工藝流程無廢氣、廢水、廢渣排放，是一種無污染的清潔化生產(chǎn)流程。


圖1是根據(jù)本發(fā)明所提出的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法的一種工藝流程圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明所提出的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法的第二種工藝流程圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明所提出的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法的第三種工藝流程圖。
下面以實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例1本實(shí)施例的原料及其配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù))硫酸鋁10％氯化鈣15％二氰二胺 5％甲醛 5％水余量本實(shí)施例的工藝步驟及工藝參數(shù)本實(shí)施例的工藝步驟及次序如圖1所示，各工藝步驟均在常壓下進(jìn)行。
(1)水解反應(yīng)往反應(yīng)釜中加入所需的水，水溫控制在60℃，然后在攪拌下加入硫酸鋁，當(dāng)硫酸鋁溶解后，測(cè)試溶液的PH值，用鹽酸或氫氧化鈉調(diào)PH值至2.5。
(2)聚合反應(yīng)將氯化鈣在攪拌下加入上述水解液中，然后升溫至95℃并加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.0％的水玻璃促進(jìn)聚合，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)。
(3)縮聚反應(yīng)將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.2％的硫酸銨溶合劑和二氰二胺在攪拌下加入聚合反應(yīng)完成后的溶液中，待溶解后再加入甲醛，在95℃保溫反應(yīng)6小時(shí)即得復(fù)合型絮凝劑產(chǎn)品。
實(shí)施例2本實(shí)施例的原料及其配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù))氯化鋁 20％二氰二胺10％甲醛10％水 余量本實(shí)施例的工藝步驟及工藝參數(shù)本實(shí)施例的工藝步驟及次序如圖2所示，各工藝步驟均在常壓下進(jìn)行。
(1)縮聚反應(yīng)往反應(yīng)釜中加入所需的水，水溫控制在100℃，加入甲酸將水的PH值調(diào)至1.5，然后在攪拌下加入二氰二胺，待溶解后加入甲醛并在100℃保溫4小時(shí)即完成縮聚反應(yīng)。
(2)水解與聚合反應(yīng)在攪拌下將氯化鋁加入縮聚反應(yīng)所獲得的溶液中，然后將溶液的溫度降至80℃保溫反應(yīng)3小時(shí)即得復(fù)合絮凝劑產(chǎn)品。
實(shí)施例3本實(shí)施例的原料及其配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù))氯化鋁 15％二氰二胺8％甲醛10％水 余量本實(shí)施例的工藝步驟及工藝參數(shù)本實(shí)施例的工藝步驟及次序如圖3所示，各工藝步驟均在常壓下進(jìn)行。
(1)水解反應(yīng)往反應(yīng)釜中加入所需的水，水溫控制在90℃，加入工業(yè)濃硫酸將水的PH值調(diào)至1.0，然后在攪拌下加入氯化鋁，氯化鋁溶解后即得水解溶液。
(2)縮聚與聚合反應(yīng)在攪拌下將二氰二胺加入上述水解溶液，溶解反應(yīng)1小時(shí)加入甲醛，在90℃保溫反應(yīng)7小時(shí)即得復(fù)合絮凝劑產(chǎn)品。
權(quán)利要求
1.一種有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑，其特征在于包括二氰二胺與甲醛的聚合物、聚硫氯化鋁和/或聚硫氯化鋁鈣，呈透明粘稠狀，二氰二胺與甲醛的聚合物的化學(xué)通式為[C3H6N4O]n，5≤n≤10且為整數(shù)。
2.一種權(quán)利要求1所述的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法，其特征在于(1)原料及其配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù))鋁鹽 5～15％鈣鹽 10～20％二氰二胺 2～8％甲醛 2～9％水余量(2)工藝步驟及工藝參數(shù)依次包括以下工藝步驟，各工藝步驟均在常壓下進(jìn)行，A、水解反應(yīng)將鋁鹽放入50～65℃的水中，在攪拌下水解，當(dāng)鋁鹽溶解后，用酸或堿調(diào)溶液的PH值，PH控制在1.0～3.0，B、聚合反應(yīng)在攪拌下將鈣鹽加入鋁鹽的水解液，升溫至90℃～100℃，然后加入聚合促進(jìn)劑，反應(yīng)時(shí)間為1～3小時(shí)，C、縮聚反應(yīng)在攪拌下將溶合劑和二氰二胺加入上述溶液中，待溶解后加入甲醛，在90℃～100℃反應(yīng)5～8小時(shí)即得產(chǎn)品。
3.一種權(quán)利要求1所述的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法，其特征在于(1)原料及其配方(質(zhì)量分?jǐn)?shù))鋁鹽 10～30％二氰二胺 6～15％甲醛 8～16％水余量(2)工藝步驟及工藝參數(shù)工藝步驟包括水解反應(yīng)、聚合反應(yīng)和縮聚反應(yīng)，上述工藝步驟有兩種次序，一種次序是縮聚反應(yīng)→水解與聚合反應(yīng)，另一種次序是水解反應(yīng)→縮聚與聚合反應(yīng)，各工藝步驟均在常壓下進(jìn)行，A、縮聚反應(yīng)→水解與聚合反應(yīng)a.縮聚反應(yīng)首先將水加熱至90℃～100℃并加入酸調(diào)PH值，PH控制在1.0～2.0，然后在攪拌下加入二氰二胺，待溶解后加入甲醛并在90℃～100℃保溫4～5小時(shí)即完成縮聚反應(yīng)，b.水解與聚合反應(yīng)在攪拌下將鋁鹽加入縮聚反應(yīng)所獲得的溶液中，然后將溶液的溫度降至80℃～90℃保溫反應(yīng)2～3小時(shí)即得產(chǎn)品，B、水解反應(yīng)→縮聚與聚合反應(yīng)a.水解反應(yīng)首先將水加熱至90℃～100℃并加入酸調(diào)PH值，PH控制在0.5～1.0，然后在攪拌下加入鋁鹽，鋁鹽溶解后即得水解溶液，b.縮聚與聚合反應(yīng)在攪拌下將二氰二胺加入上述水解溶液，溶解反應(yīng)0.5～1小時(shí)加入甲醛，在90℃～100℃保溫反應(yīng)5～7小時(shí)即得產(chǎn)品。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法，其特征在于聚合促進(jìn)劑為水玻璃或稀土鹽溶液，水玻璃的加入量為1～2％，稀土鹽溶液的加入量為0.1～0.2％。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法，其特征在于溶合劑為無機(jī)銨鹽，加入量為1～2％。
6.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法，其特征在于鈣鹽為氯化鈣或硝酸鈣。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法，其特征在于鈣鹽為氯化鈣或硝酸鈣。
8.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法，其特征在于鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁。
9.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法，其特征在于調(diào)PH值所用的酸為有機(jī)酸或無機(jī)酸。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑的生產(chǎn)方法，其特征在于調(diào)PH值所用的酸為有機(jī)酸或無機(jī)酸。
全文摘要
一種有機(jī)無機(jī)復(fù)合型絮凝劑及其生產(chǎn)方法，此種絮凝劑包括二氰二胺與甲醛的聚合物、聚硫氯化鋁和/或聚硫氯化鋁鈣。其生產(chǎn)方法包括以下工藝步驟水解反應(yīng)；聚合反應(yīng)；縮聚反應(yīng)。上述工藝步驟既可以依次進(jìn)行，也可以按水解反應(yīng)→縮聚與聚合反應(yīng)或縮聚反應(yīng)→水解與聚合反應(yīng)的次序進(jìn)行。此種絮凝劑兼具現(xiàn)有無機(jī)和有機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，特別適用高堿度、高色度廢水的處理，其生產(chǎn)方法工藝簡(jiǎn)單，采用常規(guī)設(shè)備，無三廢排出。
文檔編號(hào)C02F1/52GK1393410SQ01108579
公開日2003年1月29日 申請(qǐng)日期2001年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月26日
發(fā)明者劉明華, 周華龍, 龔宜昌 申請(qǐng)人:劉明華, 龔宜昌