專利名稱：無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑及其制備方法，屬于環(huán)境化學(xué)水處理劑技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
混凝過程是給水和廢水處理眾多工藝流程中不可缺少的前置單元操作技術(shù)，混凝處理效果往往決定著后續(xù)流程的運行工況、處理費用及最終出水水質(zhì)。隨著近年來水資源短缺及水體污染的日益嚴(yán)重，如何改善現(xiàn)有傳統(tǒng)混凝工藝技術(shù)的質(zhì)量和效果成為水處理領(lǐng)域中研究的熱點。尤其是新型、高效、安全、無毒混凝劑的研制，會在很大程度上決定著水處理技術(shù)的進(jìn)展、污水廠的總體運行費用以及水質(zhì)凈化質(zhì)量。無機(jī)混凝劑主要包括鋁系和鐵系混凝劑，其應(yīng)用歷史悠久，廣泛用于水的凈化處理和污水的脫泥處理等，具有除濁脫色能力強(qiáng)，對懸浮物去除率高等優(yōu)點，但無機(jī)低分子混凝劑成本較高，腐蝕性較大，鋁系混凝劑還存在毒性問題，在有些場合凈水效果不理想。與無機(jī)混凝劑相比，有機(jī)混凝劑用量少，處理過程短，生成的污泥量少，在國內(nèi)外廣泛用于石油、印染、造紙等廢水的處理中，但其價值昂貴，且大多有機(jī)混凝劑本身或其水解、降解產(chǎn)物有毒，應(yīng)用受到一定的限制。基于無機(jī)、有機(jī)混凝劑作用效果間的互補(bǔ)性，無機(jī)-有機(jī)混凝劑的研究成為日前人們關(guān)注的焦點。滸苔屬于綠藻類，是綠藻門石莼科的一屬，廣泛分布在全世界各海洋中，近年來由于全球氣候變化造成滸苔綠潮頻頻暴發(fā)，大量滸苔漂浮聚集到岸邊，阻塞航道，嚴(yán)重威脅沿海漁業(yè)、旅游業(yè)發(fā)展。自2007年來，青島、威海、日照沿海海岸各海水浴場沙灘都有不同程度的滸苔出現(xiàn)。政府每年都要耗費大量的人力物力組織人員和大型裝備進(jìn)行清理。2008年 6月中旬，大量滸苔從黃海中部海域漂移至青島附近海域，曾一度對2008年夏季奧運會帆船比賽造成威脅。因此探索海洋綠潮副產(chǎn)物-滸苔資源綜合利用的有效途徑，對于解決海洋滸苔災(zāi)害帶來的環(huán)境、生態(tài)、經(jīng)濟(jì)問題具有重要意義。目前對于滸苔的再回收利用文獻(xiàn)資料很少，有報道稱可將滸苔轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)油， CN101659874A(CN200910017836. 1)公開了一種滸苔熱裂解制取生物油的方法，將滸苔碾碎、干燥、粉碎后置于裂解反應(yīng)器中裂解，裂解產(chǎn)物經(jīng)過冷卻后，熱解氣體中的可凝性組分， 也就是生物油進(jìn)入液相；同時分別回收氣體和固相，裂解溫度為500°C 600°C ；所述熱解氣體中不凝性氣體，一部分回收到熱解爐作為二次風(fēng)，另一部分回收到燃燒爐，用作燃料。 但目前市場上作為低級燃料的生物油價格約1500元/噸，而這種生物油通過深加工后市場價值每噸可達(dá)數(shù)千元甚至上萬元。即使撇開治理滸苔污染的收入，當(dāng)形成規(guī)?；a(chǎn)、成本降低后，將滸苔變成生物油的技術(shù)同樣耗費財力。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有混凝劑技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑及其制備方法。
3
本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑，由無機(jī)混凝劑、滸苔提取液組成，其中，所述滸苔提取液是按以下方法制得將滸苔洗凈、烘干、粉碎，與去離子水以1 70-75的質(zhì)量比混合，在85_90°C恒溫水浴中攪拌浸提3-4h，將浸提液離心分離，取上清液加入同等體積的去離子水稀釋，即得；在水處理時，將無機(jī)混凝劑加入待處理水中處理30-50秒，再加入滸苔提取液。優(yōu)選出滸苔提取液投加量0. 1-0. 5mL/L水，無機(jī)混凝劑加量以金屬離子的質(zhì)量計 Ι-iang/L 水。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述無機(jī)混凝劑為氯化鐵、硫酸鋁或聚合硫酸鋁。根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的，所述滸苔提取液，20°C時測定密度為1. 15 士 0.05Kg/m3，Zeta 電位為-40士3mV，pH為6. 73-6. 86的黃綠色透明粘稠液體。一種無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑的制備方法，步驟如下(1)以滸苔為原料，將滸苔洗凈，于65-70°C烘箱烘干后，在磁力粉碎機(jī)中粉碎成粉末，過100目篩，得滸苔干粉。將滸苔干粉與去離子水以1 70-75的質(zhì)量比混合，在 85-90°C恒溫水浴中攪拌浸提3-4h，浸提后的溶液在離心機(jī)中以4500-5000r/min的速度分離20-25min，取出上清液加入同等體積的去離子水稀釋，得到滸苔提取液，備用；(2)在水處理混凝過程中，將無機(jī)混凝劑加入待處理水中處理30-50秒，然后加入滸苔提取液0. 1-0. 5ml/L水，無機(jī)混凝劑加藥量以金屬離子的質(zhì)量計l-12mg/L水。傳統(tǒng)的無機(jī)混凝劑中存在多羥基絡(luò)離子，以羥基為架橋形成多核絡(luò)離子，滸苔富含碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、粗纖維等多種大分子物質(zhì)，其活性基團(tuán)點多，結(jié)構(gòu)多樣化，安全無毒，在混凝過程中可以發(fā)揮良好的吸附架橋作用，從而促使膠體凝聚。將滸苔的提取液作為水處理劑，與現(xiàn)有無機(jī)混凝劑復(fù)配，應(yīng)用于給水和廢水的處理，可以取得良好的混凝處理效果。本發(fā)明的無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑應(yīng)用，按無機(jī)混凝劑、滸苔提取液間隔 30-50秒的順序先后投加入待處理水中，用于給水、廢水處理，特別是石油開采、造紙、采礦、 日用化工的給水和廢水處理。投藥量按滸苔提取液加量為0. 1-0. 5mL/L水，無機(jī)混凝劑加藥量以金屬離子的質(zhì)量計l_12mg/L水。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)良效果本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域中無機(jī)-有機(jī)復(fù)配水處理劑，是以周期性爆發(fā)的滸苔為原料，采用水浴浸提的方法制備出提取液并與傳統(tǒng)的無機(jī)混凝劑復(fù)配使用，這種無機(jī)-有機(jī)復(fù)配混凝劑綜合了滸苔分子量高、產(chǎn)品穩(wěn)定性好、對膠體物質(zhì)的吸附架橋能力強(qiáng)以及無機(jī)混凝劑最佳投藥范圍寬、適用范圍廣雙方面的優(yōu)點。將滸苔提取液與無機(jī)混凝劑復(fù)配使用后，與單獨使用滸苔提取液和無機(jī)混凝劑相比，能顯著提高傳統(tǒng)無機(jī)混凝劑的處理效果。本發(fā)明具有生產(chǎn)工藝簡捷、經(jīng)濟(jì)、適用性強(qiáng)等特點，可廣泛適用于給水、廢水處理， 同時，也為定期爆發(fā)的滸苔災(zāi)害處理提供了一個新的解決方案。
具體實施例方式下面結(jié)合實施例、應(yīng)用例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實施例1
4
所用滸苔取自青島第一海濱浴場，將滸苔洗凈，于70°C烘箱烘干后，在磁力粉碎機(jī)中粉碎成粉末，過100目篩，得滸苔干樣。將滸苔干樣與去離子水以1 75的質(zhì)量比混合， 在90°C恒溫水浴中攪拌浸提4h，浸提后的溶液在高速離心分離機(jī)中以5000r/min的速度離心分離20min，取上清液并加入同等體積的去離子水稀釋后，即為滸苔提取液。將無機(jī)混凝劑硫酸鋁與滸苔提取物間隔30秒先后加入待處理水樣進(jìn)行混凝處理，滸苔提取液加量0. lml/L水，無機(jī)混凝劑加藥量以Al的質(zhì)量計1-llmg/L水。將上述實施例1的無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑在混凝處理過程中應(yīng)用，實驗情況如下。實驗水樣實驗所用水樣有兩種一種是腐植酸-高嶺土模擬水樣，水樣的制備方法參見徐秀明等聚合氯化鋁中Alb形態(tài)去除腐殖酸的效果及機(jī)制研究，山東大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，環(huán)境科學(xué)，2008，四(11) =3064-3070 稱取Ig腐殖酸，以少量去離子水調(diào)和，并加入一定量的NaOH調(diào)節(jié)溶液pH，促進(jìn)溶解，磁力攪拌0. 5h后定容到1L，配制成Ig · L—1的模擬水樣貯備液。秤取Ig高嶺土，加入適量去離子水溶解，磁力攪拌0. 5h后倒入IL的量筒中定容至1L，靜置0. 5h后，吸取上層500毫升即為實驗所用高嶺土懸濁液?；炷龑嶒灂r，以自來水水調(diào)和，配成濃度為IOmg · Γ1腐殖酸模擬水樣，利用高嶺土懸濁液調(diào)節(jié)原水濁度為 15. 0士0. 50NTU，得腐植酸-高嶺土模擬水樣。實驗所用另一水樣是引黃水庫水實際水樣， 取自濟(jì)南市鵲華自來水廠。在以下應(yīng)用實例之一至四中均使用上述水樣。應(yīng)用實例之一將實施例1制備的無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑(硫酸鋁-滸苔)，用于腐植酸-高嶺土模擬水樣的混凝處理(加藥量以鋁的質(zhì)量計，滸苔提取液投藥量為0. ImL/ L水)，同時與硫酸鋁混凝處理作對比。原水水質(zhì)情況如下pH值為8. 37-8. 40，濁度為 15. 1-15. 4NTU, UV254 為 0. 287-0. 298cm_1, DOC 為 4. 948-5. 116mg/L。處理結(jié)果列于表 1。表1硫酸鋁-滸苔復(fù)配處理腐植酸-高嶺土模擬水樣的效果
權(quán)利要求
1.一種無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑，由無機(jī)混凝劑與滸苔提取液組成，其中，所述滸苔提取液是按以下方法制得將滸苔洗凈、烘干、粉碎，與去離子水以1 70-75的質(zhì)量比混合，在85-90°C恒溫水浴中攪拌浸提3-4h，將浸提液離心分離，取上清液加入同等體積的去離子水稀釋，即得；在水處理時，先將無機(jī)混凝劑加入待處理水中處理30-50秒，再加入滸苔提取液。
2.如權(quán)利要求1所述無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑，其特征在于，所述無機(jī)混凝劑為硫酸鋁、氯化鐵或聚合硫酸鋁。
3.如權(quán)利要求1所述無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑，其特征在于，所述滸苔提取液 20°C 時測定密度為 1. 15士0. 05Kg/m3，Zeta 電位為-40士3mV，pH 為 6. 73-6. 86。
4.一種權(quán)利要求1或2所述的無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑的制備方法，步驟如下(1)以滸苔為原料，將滸苔洗凈，于65-70°C烘箱烘干后，在磁力粉碎機(jī)中粉碎成粉末， 過100目篩，得滸苔干粉。將滸苔干粉與去離子水以1 70-75的質(zhì)量比混合，在85-90°C 恒溫水浴中攪拌浸提3-4h，浸提后的溶液在離心機(jī)中以4500-5000r/min的速度分離 20-25min，取出上清液加入同等體積的去離子水稀釋，得到滸苔提取液；備用；(2)在水處理混凝過程中，將無機(jī)混凝劑加入待處理水中處理30-50秒，然后加入滸苔提取液0. 1-0. 5ml/L水，無機(jī)混凝劑加藥量以金屬離子的質(zhì)量計l_12mg/L水。
5.權(quán)利要求1或2所述無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑的應(yīng)用，用于石油開采、造紙、 采礦、日用化工的給水、廢水處理；其中優(yōu)選的，滸苔提取液的投加量為0. 1-0. 5mL/L水，無機(jī)混凝劑加藥量以金屬離子的質(zhì)量計為l_12mg/L水。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種無機(jī)混凝劑-滸苔復(fù)配水處理劑及其制備方法。本發(fā)明以災(zāi)害綠藻-滸苔為原料，采用萃取工藝制備出滸苔提取液，在水處理過程中，將無機(jī)混凝劑、滸苔提取液間隔30-50秒先后投加使用。本發(fā)明綜合了滸苔分子量高、對膠體物質(zhì)的吸附架橋能力強(qiáng)以及無機(jī)混凝劑最佳投藥范圍寬、絮凝效果好、應(yīng)用范圍廣雙方面的優(yōu)點，應(yīng)用于水處理領(lǐng)域具有生產(chǎn)工藝簡捷、經(jīng)濟(jì)，適用范圍廣的優(yōu)勢。同時為災(zāi)害綠藻-滸苔的再利用技術(shù)提供了一個新的思路。
文檔編號C02F1/56GK102417222SQ201110316879
公開日2012年4月18日 申請日期2011年10月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月18日
發(fā)明者王燕, 趙爽, 趙艷俠, 高寶玉 申請人:山東大學(xué)