專利名稱：一種水處理凈化工藝中的混凝方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在水處理凈化工藝，特別是水處理凈化工藝中的混凝方法。
背景技術(shù)：
水處理凈化工藝中，都包括混凝工藝，混凝工藝是向原水中投加絮凝劑，促使膠體顆粒脫穩(wěn)并不斷碰撞長大，從而通過沉降作用得以去除的過程。
現(xiàn)有的混凝工藝中使用絮凝劑，一般包括無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑、無機(jī)高分子絮凝劑。
無機(jī)高分子絮凝劑是1970年后發(fā)展起來的一類新型混凝劑，由于其比傳統(tǒng)無機(jī)絮凝劑的凈水性能更為優(yōu)異，目前它的生產(chǎn)和應(yīng)用在全世界都取得了迅速進(jìn)展。但是，在形態(tài)、聚合度及相應(yīng)的凝聚-絮凝效果方面，無機(jī)高分子絮凝劑仍處于傳統(tǒng)金屬鹽絮凝劑與有機(jī)絮凝劑之間的位置，它的相對(duì)分子質(zhì)量和粒度以及絮凝架橋能力仍比有機(jī)絮凝劑差。
現(xiàn)有的有機(jī)絮凝劑具有的貯存時(shí)間短(如活性硅酸)、殘留單體有一定毒性(如聚丙烯酰胺)、凈水效果不夠穩(wěn)定(如羧甲基淀粉)等缺陷，又存在著成本偏高等等問題，使其應(yīng)用受到很大的制約。
由于在現(xiàn)有的水處理凈化工藝中，無機(jī)高分子絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑混合使用后將發(fā)生化學(xué)反應(yīng)或電性中和作用，使它們各自的絮凝能力都有所減弱，導(dǎo)致實(shí)際應(yīng)用中效果并不能讓人滿意。
目前國內(nèi)飲用水源的污染問題日趨嚴(yán)重，為確保人民的生活健康，研制和開發(fā)解決上述問題的水處理凈化工藝過程中的混凝方法就成為了當(dāng)務(wù)之急。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種水處理凈化工藝中絮凝效果好的混凝方法。
本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是將金屬鹽絮凝劑和尿素淀粉以水溶液形式混合后，投加于待處理的原水中；尿素淀粉為將尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后，在90-100℃的溫度條件下保持?jǐn)嚢璺磻?yīng)3-4小時(shí)并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、水溶液的質(zhì)量份比為1∶(20-25)∶(15-20)。
本發(fā)明方法，首次提出采用金屬鹽絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑——尿素淀粉聯(lián)用的方式，其特點(diǎn)是在無機(jī)-有機(jī)高分子混凝劑具有的電性中和和吸附架橋的共同作用下，投加于原水后形成密度和抗剪強(qiáng)度大的絮凝體，凈水效果顯著，受水溫影響小，PH值適用范圍廣，價(jià)格便宜。尿素淀粉在復(fù)合混凝劑中起到了交聯(lián)劑和取代基的作用，不僅提高了形成的聚合鐵鹽等絮凝體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且引入了具有優(yōu)良絮凝作用的氨基甲酸酯基團(tuán)，強(qiáng)化了有機(jī)高分子長鏈結(jié)構(gòu)上的吸附架橋作用。
本發(fā)明方法與采用聚鋁、聚鐵等傳統(tǒng)混凝方法對(duì)比，本發(fā)明方法在凈水效率上體現(xiàn)了明顯的優(yōu)勢(shì)，其濁度去除率提高了40％以上，色度去除率提高了35％以上，對(duì)COD的去除率達(dá)(90-92％)以上，尤其在處理低溫低濁的原水水質(zhì)(10NTU左右)時(shí)，對(duì)比去除濁度、色度的效果更加顯著，而且投藥量不僅比聚合氯化鋁可以節(jié)省70-80％，而且比聚合磷酸硫酸鐵單獨(dú)投加時(shí)要節(jié)省投量10-15％。
另外，有機(jī)高分子絮凝劑——尿素淀粉(又稱淀粉氨基甲酸酯)的分子式為 它成本低、處理效果穩(wěn)定、貯存時(shí)間長、無殘余物的毒性，常溫下在水中不易發(fā)生水解，因而解決了傳統(tǒng)有機(jī)混凝劑具有的貯存時(shí)間短、殘留單體有一定毒性、凈水效果不夠穩(wěn)定等缺陷。
具體實(shí)施方案本發(fā)明方法實(shí)施方案1為無機(jī)高分子金屬鹽絮凝劑——聚合磷酸硫酸鐵和尿素淀粉聯(lián)用的混凝方法。
該實(shí)施方案中的聚合磷酸硫酸鐵制備方法為(1)在常溫下，將硫酸亞鐵和濃硫酸的混合物與二氧化氯的水溶液混合反應(yīng)30分鐘以上；其中二氧化氯的水溶液濃度為1.8-2.2％，硫酸亞鐵為FeSO4·nH2O，n的取值范圍在0-8之間，濃硫酸的濃度在98％以上；硫酸亞鐵、濃硫酸、二氧化氯水溶液之間的質(zhì)量份比為(5.8-6.1)∶1∶(3.8-4.0)；(2)向(1)所得產(chǎn)物中加入無機(jī)磷酸鹽增聚，PO43-/Fe摩爾數(shù)比為0.08-0.11；(3)制得聚合磷酸硫酸鐵(液體)。
用上述方法生產(chǎn)出的聚合磷酸硫酸鐵(液體)產(chǎn)品中，全鐵含量220g/L，亞鐵離子含量＜1g/L，重金屬含量＜10mg/L，堿化度(鹽基度)為18％，產(chǎn)品配成1％水溶液時(shí)的PH值為2.7。
將制得的聚合磷酸硫酸鐵(液體)送入烘缸烘干，當(dāng)其進(jìn)入烘缸底槽內(nèi)后，與熾熱的烘缸外表面接觸，操作溫度控制在120-140攝氏度；在轉(zhuǎn)動(dòng)中烘干，至刮刀處刮下；制得聚合磷酸硫酸鐵(固體產(chǎn)品)。
該實(shí)施方案將聚合磷酸硫酸鐵(固體產(chǎn)品)、尿素淀粉的以質(zhì)量份比為5∶1的比例，直接投加于水廠加藥間的溶解池中，用機(jī)械攪拌機(jī)攪拌20分鐘即可用計(jì)量泵或離心泵投加于原水管道或反應(yīng)池的入口處與原水進(jìn)行混合。
本發(fā)明方法實(shí)施方案2用無機(jī)高分子金屬鹽絮凝劑——聚合氯化鋁([Al2(OH)n(SO4)(3-n)/2]m，n＜2，m＞3)和尿素淀粉以水溶液形式混合后，直接投加于待處理的原水中；聚合氯化鋁、尿素淀粉的質(zhì)量份比為10∶1。
本發(fā)明方法實(shí)施方案3用無機(jī)高分子金屬鹽絮凝劑——聚合硫酸鐵([Fe2(OH)n(SO4)(3-n)/2]m，n＜2，m＞3)和尿素淀粉以水溶液形式混合后，直接投加于原水管道中進(jìn)行混合，這兩種混凝劑的劑量由計(jì)量泵控制。聚合硫酸鐵、尿素淀粉的質(zhì)量份比為6∶1。
上述本發(fā)明方法實(shí)施例中，金屬鹽絮凝劑和尿素淀粉投加總量一般為1.8公斤/噸原水左右(低濁)，2-2.7公斤/噸原水(高濁)。
本發(fā)明中的尿素淀粉制備方法1為將尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后，在90℃的溫度條件下保持?jǐn)嚢璺磻?yīng)4小時(shí)并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、水溶液的質(zhì)量分別為1公斤、20公斤、20公斤。
本發(fā)明中的尿素淀粉制備方法2為將尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后，在90℃的溫度條件下保持?jǐn)嚢璺磻?yīng)3小時(shí)并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、水溶液的質(zhì)量分別為1公斤、25公斤、20公斤。
本發(fā)明中的尿素淀粉制備方法3為將尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后，在100℃的溫度條件下保持?jǐn)嚢璺磻?yīng)3-4小時(shí)并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、水溶液的質(zhì)量分別為1公斤、25公斤、15公斤。
權(quán)利要求
1.一種水處理凈化工藝中的混凝方法，其特征在于將金屬鹽絮凝劑和尿素淀粉以水溶液形式混合后，投加于待處理的原水中；尿素淀粉為將尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后，在90-100℃的溫度條件下保持?jǐn)嚢璺磻?yīng)3-4小時(shí)并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、水溶液的質(zhì)量份比為1∶(20-25)∶(15-20)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于金屬鹽絮凝劑、尿素淀粉的質(zhì)量份比為(5-10)∶1。
3.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于金屬鹽絮凝劑為聚合氯化鋁或聚合硫酸鐵。
4.如權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于金屬鹽絮凝劑為聚合磷酸硫酸鐵。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水處理凈化工藝中的混凝方法，它將金屬鹽絮凝劑和尿素淀粉以水溶液形式混合后，投加于待處理的原水中；尿素淀粉為將尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后，在90－100℃的溫度條件下保持?jǐn)嚢璺磻?yīng)3－4小時(shí)并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、水溶液的質(zhì)量份比為1∶(20－25)∶(15－20)。本發(fā)明方法采用金屬鹽絮凝劑和有機(jī)高分子絮凝劑——尿素淀粉聯(lián)用的方式，凈水效果顯著，受水溫影響小，pH值適用范圍廣，價(jià)格便宜。尿素淀粉在復(fù)合混凝劑中起到了交聯(lián)劑和取代基的作用，不僅提高了形成的聚合鐵鹽等絮凝體的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，而且引入了具有優(yōu)良絮凝作用的氨基甲酸酯基團(tuán)，強(qiáng)化了有機(jī)高分子長鏈結(jié)構(gòu)上的吸附架橋作用。
文檔編號(hào)C02F1/52GK1524801SQ0312541
公開日2004年9月1日 申請(qǐng)日期2003年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月15日
發(fā)明者李孟, 池波, 黃功洛, 史義雄, 李 孟 申請(qǐng)人:武漢理工大學(xué)