專利名稱：聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑及其制造方法與應(yīng)用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水處理用復(fù)合混凝劑領(lǐng)域，特別涉及一種聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑及其制造方法與應(yīng)用背景技術(shù)在城市用水和工業(yè)廢水處理以及生產(chǎn)過程的固液分離中，混凝過程(混合、凝聚、絮凝)是應(yīng)用最普遍的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。其中，混凝劑的質(zhì)量及使用效果是決定混凝工藝成敗的一個最為重要的因素。
現(xiàn)有的混凝劑一般包括硫酸鋁、聚合氯化鋁、聚合硫酸鐵等無機(jī)混凝劑和聚丙烯酰胺等有機(jī)高分子絮凝劑。
無機(jī)混凝劑一般都具有較強(qiáng)的吸附電中和能力，但其分子量相對較低，在混凝過程中實現(xiàn)膠體顆粒物間粘結(jié)架橋的能力有限，要獲得理想的架橋絮凝效果往往需要投加大劑量的混凝劑，導(dǎo)致處理后水中殘余鋁或鐵含量的增加，藥劑費(fèi)增加。陽離子型有機(jī)高分子一般都具有大的分子量和線型的長分子鏈結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的顆粒物間架橋的能力，但受制造成本等的限制，陽離子高分子絮凝劑的電荷密度都不高，其電中和能力相對較弱，而且使用成本偏高。
通常在混凝法水處理過程中，一般需要采取無機(jī)混凝劑與有機(jī)高分子絮凝劑復(fù)配使用，即要在兩個或兩個以上的加藥點(diǎn)分別加入單獨(dú)的無機(jī)混凝劑或有機(jī)高分子絮凝劑分別作用以達(dá)到高效混凝處理的目的。因此，需要的設(shè)備和構(gòu)筑物較多，操作程序復(fù)雜，對水質(zhì)水量變化較大的情況，操作及調(diào)整都比較困難。
鑒于上述原因，無機(jī)--有機(jī)復(fù)合型混凝劑既能充分發(fā)揮無機(jī)高分子的吸附電中和作用又能充分發(fā)揮有機(jī)高分子的粘結(jié)架橋作用，同時在混凝處理系統(tǒng)中只需要一次投加混凝劑就能達(dá)到高效混凝的目的，對節(jié)省設(shè)備和構(gòu)筑物投資、簡化操作、提高效率、易于調(diào)整等方面都比較有利，是一種很有前途的新型混凝劑。在現(xiàn)有技術(shù)中，無機(jī)混凝劑與陽離子有機(jī)高分子的復(fù)合混凝劑已有報道。專利號為00800622.9的中國發(fā)明專利“氯化鐵和二烷基二烯丙基銨聚合物的新穎組合物及其制備方法”給出了混合商用級鐵鹽溶液與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物(P-DM)的方法，但此法由于鐵鹽強(qiáng)烈的水解傾向使得產(chǎn)品穩(wěn)定性較差，同時鐵鹽的分子量較低，使得產(chǎn)品的應(yīng)用效果不太理想。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種原料易得、操作簡單、水處理效率高、制造成本低的聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑。
本發(fā)明的另一目的在于提供一種上述聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑的制備方法。
本發(fā)明的再一目的在于提供一種上述聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑的應(yīng)用。
本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)本聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑的制備方法包括下列步驟——首先將聚合氯化鋁(PAC)固體溶解形成PAC溶液或直接采用PAC溶液，然后在攪拌及加熱的條件下在PAC溶液中加入二甲基二烯丙基氯化銨聚合物(P-DM)溶液，熟化直至獲得穩(wěn)定的均相溶液。
所述PAC溶液的制備具體為溶解固體PAC至濃度為0.1～20％，或直接采用濃度范圍在0.1～20％的PAC溶液；所述P-DM溶液的濃度為0.1～40％；前述比例為重量百分比。
所述PAC固體中Al2O3含量為5～30％，鹽基度為45～85％；所述PAC溶液中Al2O3含量為1～20重量％，鹽基度為45～85％；前述比例為重量百分比。
所述P-DM溶液可以是二甲基二烯丙基氯化銨均聚物(PDM)溶液或二甲基二烯丙基氯化銨與丙烯酰胺的共聚物(PDA)溶液。
所述攪拌的轉(zhuǎn)速為100～1000r/m，所述加熱的條件為控制溫度在20～100℃。
由上述方法制得的聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑廣泛應(yīng)用在各行業(yè)的工業(yè)廢水及生活污水的混凝處理過程中；如可適用于工礦企業(yè)、酒樓食肆、生活小區(qū)、部隊營房和工廠醫(yī)院等污水或廢水的混凝處理，應(yīng)用前景較廣。
本復(fù)合混凝劑處理污水的作用原理是無機(jī)高分子混凝劑如PAC一般都具有較強(qiáng)的吸附電中和能力，但其分子量相對較低，在混凝過程中實現(xiàn)膠體顆粒物間粘結(jié)架橋的能力有限，陽離子型有機(jī)高分子一般都具有大的分子量和線型的長分子鏈結(jié)構(gòu)，具有很強(qiáng)的顆粒物間架橋的能力，但其電中和能力相對較弱。本復(fù)合混凝劑通過控制復(fù)合混凝劑中無機(jī)與有機(jī)混凝劑的具體配比，優(yōu)化無機(jī)高分子混凝劑PAC的強(qiáng)電中和作用和有機(jī)高分子P-DM的粘結(jié)架橋作用，從而達(dá)到污水的高效混凝處理。
本復(fù)合混凝劑與現(xiàn)有混凝劑相比具有如下的優(yōu)點(diǎn)1)本復(fù)合混凝劑原料為市售常見的PAC及P-DM，來源易得；2)制造方法簡單，易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)；3)與單純使用PAC相比，本復(fù)合混凝劑處理效率高，去除速度快，PAC藥劑投量減少10～70％，因此降低了水處理運(yùn)行成本；與單純使用P-DM相比，藥劑單位成本降低15～80％；4)針對具體的污水處理場合，可進(jìn)行系列化生產(chǎn)，處理量大，適用于酒樓食肆、生活小區(qū)和工廠醫(yī)院等環(huán)境的污水處理及給水處理，應(yīng)用范圍廣，經(jīng)濟(jì)效益好。
具體實施例方式
下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步具體的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。
實施例1用水溶解PAC固體(鹽基度為55.1％，Al2O3含量為23.4％)，形成濃度為10％的PAC溶液；取1千克上述PAC溶液，控制溫度在30C，在轉(zhuǎn)速為500r/m的條件下不停攪拌，同時將1千克10％的二甲基二烯丙基氯化銨與丙烯酰胺的共聚物(PDA)溶液緩慢加入PAC溶液中；PDA加入完畢后，繼續(xù)在上述溫度條件下攪拌60分鐘后停止，形成的均相溶液在室溫下放置熟化24小時以上即得到最后的聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑溶液。此時各組分的含量為PAC為5％，PDA為5％，PAC∶PDA＝1∶1；上述各比例為重量百分比。
實施例2用水溶解PAC固體(鹽基度為63.1％，Al2O3含量為13.1％)，形成濃度為20％的PAC溶液；取1千克上述PAC溶液，控制溫度在50℃，在轉(zhuǎn)速為1000r/m的條件下不停攪拌，同時將1千克10％的二甲基二烯丙基氯化銨均聚物(PDM)溶液緩慢加入PAC溶液中；PDM加入完畢后，繼續(xù)在上述溫度條件下攪拌30分鐘后停止，形成的均相溶液在室溫下放置熟化24小時以上即得到最后的聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑溶液。此時各組分的含量為PAC為10％，PDM為10％，PAC∶PDM＝1∶1；上述各比例為重量百分比。
將上述兩實施例得到的復(fù)合混凝劑溶液用于對懸濁液及污水進(jìn)行混凝處理，結(jié)果分別如表1及表2所示；其中表1示出的是對300mg/L的高嶺土懸濁液(pH值為7.2，溫度為20℃)的混凝處理結(jié)果；表2示出的是對100mg/L的活性艷紅K-2BP染料廢水的混凝處理結(jié)果；由表1及表2可見，本復(fù)合混凝劑可有效地對污水及廢水進(jìn)行混凝處理，相對于僅采用PAC處理其去除速度快，處理效率更高。
表1出水濁度投藥量PAC(mg/L) 原水濁度(NTU)(NTU)PAC 10.2 210 11.2復(fù)合混凝劑1#10.2 210 4.3復(fù)合混凝劑2#10.2 210 2.2表2投藥量PAC(mg/L) 去除率％PAC25.375復(fù)合混凝劑1#25.384復(fù)合混凝劑2#25.39權(quán)利要求
1.一種聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑的制備方法，其特征在于包括下列步驟先將聚合氯化鋁固體溶解形成PAC溶液或直接采用PAC溶液，然后在攪拌及加熱的條件下在PAC溶液中加入二甲基二烯丙基氯化銨聚合物溶液，熟化直至獲得穩(wěn)定的均相溶液。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑的制備方法，其特征在于所述PAC溶液為溶解固體PAC至濃度為0.1～20％，或直接采用濃度范圍在0.1～20％的PAC溶液；所述二甲基二烯丙基氯化銨聚合物溶液的濃度為0.1～40％；前述比例為重量百分比。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑的制備方法，其特征在于所述PAC固體中Al2O3含量為5～30％，鹽基度為45～85％；所述PAC溶液中Al2O3含量為1～20重量％，鹽基度為45～85％；前述比例為重量百分比。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑的制備方法，其特征在于所述二甲基二烯丙基氯化銨聚合物溶液是二甲基二烯丙基氯化銨均聚物溶液或二甲基二烯丙基氯化銨與丙烯酰胺的共聚物溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑的制備方法，其特征在于所述攪拌的轉(zhuǎn)速為100～1000r/m，所述加熱的條件為控制溫度在20～100℃。
6.一種由權(quán)利要求1～5所述方法制備的聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑。
7.一種聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑的應(yīng)用，其特征在于直接應(yīng)用于工業(yè)廢水及生活污水的混凝處理過程。
全文摘要
本發(fā)明提供一種聚合氯化鋁與二甲基二烯丙基氯化銨聚合物復(fù)合混凝劑的制備方法，包括下列步驟先將聚合氯化鋁固體溶解形成PAC溶液或直接采用PAC溶液，然后在攪拌及加熱的條件下在PAC溶液中加入二甲基二烯丙基氯化銨聚合物溶液，熟化直至獲得穩(wěn)定的均相溶液；由本方法制備的復(fù)合混凝劑廣泛適用于各行業(yè)的工業(yè)廢水及生活污水的混凝處理過程中，如可適用于工礦企業(yè)、酒樓食肆、生活小區(qū)、部隊營房和工廠醫(yī)院等污水或廢水的混凝處理；本發(fā)明相對于現(xiàn)有混凝劑具有制造工藝簡單、易于實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)、處理效率高、去除速度快、使用成本低的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用范圍廣，經(jīng)濟(jì)效益好。
文檔編號C02F1/54GK1462727SQ0312667
公開日2003年12月24日 申請日期2003年5月27日 優(yōu)先權(quán)日2003年5月27日
發(fā)明者胡勇有, 謝磊 申請人:華南理工大學(xué)