專利名稱：聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水處理用絮凝劑。
背景技術(shù)：
絮凝是一種重要的水質(zhì)凈化方法，在飲用水處理和污水處理中應(yīng)用廣泛。在飲用水處理中，絮凝沉淀是去除原水中懸浮物和膠體的有效手段；在污水處理中，可以作為生化處理前的預(yù)處理，也可以與生化處理同步強(qiáng)化進(jìn)行，可以高效去除懸浮物，提高污水的可生化性。目前生產(chǎn)上常用的絮凝劑為傳統(tǒng)無機(jī)絮凝劑鋁鹽、鐵鹽(PAC、PFS等)，利用水解到水中的金屬陽離子，與水中帶負(fù)電荷的膠體產(chǎn)生吸附-電性中和作用，使膠體凝聚脫穩(wěn)， 但是由于其分子量較小、分子鏈較短，其吸附-架橋能力不足，因此常常需要添加助凝劑。 傳統(tǒng)的絮凝劑存在投加量大的缺點(diǎn)，例如在處理生活污水時，聚合氯化鋁最佳投加量大于 80mg/L，在處理制藥廢水(COD :10000mg/L, SS :1500mg/L)時，最佳投加量大于150mg/L。另外，對于污水中的氨氮，傳統(tǒng)無機(jī)絮凝劑對其去除效果微乎其微。對于某些特種水質(zhì)水，比如低溫低濁水源水，高有機(jī)負(fù)荷、高色度工業(yè)廢水，傳統(tǒng)絮凝劑不能達(dá)到理想的除污效果，水質(zhì)適用范圍小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是要解決目前傳統(tǒng)的絮凝劑投加量大，氨氮去除效果差，水質(zhì)適用范圍小的問題，提供一種聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑。本發(fā)明的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由30% 40%的硅酸鹽、20% 30%的鎂鹽、0. 30%的鋁鹽、0. 30%的鐵鹽、0. 30%的輔劑A和0. 30%的輔劑B制成；其中所述的硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀；鎂鹽為硫酸鎂或氯化鎂；鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁；鐵鹽為硫酸鐵或氯化鐵；輔劑A為可溶性磷酸鹽、氧化鈣、聚丙烯酰胺 (PAM)、殼聚糖中的任意一種或幾種的混合物；輔劑B為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀中的任意一種。本發(fā)明的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑(CSM)中含有鋁鹽、高鐵鹽、鎂鹽以及聚硅酸鹽，在一定條件下聚合形成無機(jī)或無機(jī)-有機(jī)高分子物質(zhì)，充分發(fā)揮了本發(fā)明復(fù)合絮凝劑 (CSM)中各組分的良好的電性-中和、吸附架橋以及網(wǎng)捕卷掃作用。鋁鹽、鐵鹽的復(fù)合能充分發(fā)揮鋁、鐵絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，鋁鹽絮凝劑絮體大，脫色性能好、鐵鹽絮凝劑絮體密實(shí)、沉降速度快等特點(diǎn)。本發(fā)明復(fù)合絮凝劑在水中的水解物形成具有較高正電荷的羥基多核絡(luò)合物，對帶負(fù)電荷的膠體顆粒以及磷酸根產(chǎn)生電性-中和作用以及締合吸附作用，形成水溶性低的離子締合物。輔劑B的引入，促使復(fù)合絮凝劑在水解過程中形成大量氫氧化物絮體沉淀其內(nèi)部有很大的比表面積，具有很強(qiáng)的吸附能力，可以吸附一部分膠體和顆粒物，同時絮體沉淀時也可以網(wǎng)捕卷掃雜質(zhì)顆粒物，從而達(dá)到一定的除污效果。聚硅酸鹽和金屬鹽的聚合，增長了絮凝劑的分子鏈、增大了其分子量，大大提高了絮凝劑粘結(jié)聚集、吸附架橋效能。鎂鹽的引入可以發(fā)揮脫氮功效。本發(fā)明復(fù)合絮凝劑中的Mg2+以及其在水中的水解產(chǎn)物 Mg(OH)+，聯(lián)合P043_，可以和污水中的氨氮反應(yīng)生成不溶性的磷酸銨鎂MgNH4PO4, 0H_的存在則有利于反應(yīng)的進(jìn)行。形成的細(xì)小不溶顆粒被CSM大分子的吸附架橋和網(wǎng)捕卷掃作用逐漸得到去除。使用本發(fā)明的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑處理15°C的生活污水(SS 100 200mg/L ； COD 350 500mg/L ；ΡΟ,-Ρ 3 5mg/L ；NH4+-N 30 50mg/L)，懸浮物的去除率為 95% 99%, COD的去除率為60% 70%，Ρ0/—-Ρ的去除率為95% 99%，氨氮去除率的去除率為15% 20% ；與傳統(tǒng)絮凝劑相比，本發(fā)明的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑投加量少，僅為60 80mg/L;本發(fā)明的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑的水質(zhì)適用范圍廣，可用于飲用水除濁、生活污水除懸浮物和COD、工業(yè)廢水除濁除色等，并對廢水的脫氮除磷有一定的效果，對水溫和pH值適應(yīng)能力強(qiáng)。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明技術(shù)方案不局限于以下所列舉具體實(shí)施方式
，還包括各具體實(shí)施方式
間的任意組合。
具體實(shí)施方式
一本實(shí)施方式聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由30% 40%的硅酸鹽、20% 30%的鎂鹽、0. 30%的鋁鹽、0. 30%的鐵鹽、0. 30 %的輔劑A和0. 1 % 30 %的輔劑B制成；其中所述的硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀；鎂鹽為硫酸鎂或氯化鎂；鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁；鐵鹽為硫酸鐵或氯化鐵；輔劑A為可溶性磷酸鹽、氧化鈣、聚丙烯酰胺(PAM)、殼聚糖中的任意一種或幾種的混合物；輔劑B為氫氧化鈉、 氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀中的任意一種。本實(shí)施方式所述輔助劑A為混合物時，各組分之間按任意比混合。本實(shí)施方式聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑的制備方法，按以下步驟進(jìn)行一、酸化聚合硅酸取硅酸鹽，用去離子水稀釋至硅酸鹽中SiA的質(zhì)量百分比濃度為0.8% 1. 0%，在攪拌的同時，用質(zhì)量百分比年度為20% WH2SO4溶液調(diào)節(jié)PH值至3 4，然后于室溫下放置至粘度上升至0. 005 0. 006Pa · s，得聚硅酸；二、將步驟一所制得的聚硅酸用轉(zhuǎn)子進(jìn)行攪拌，加入鋁鹽；2min后加入鐵鹽，2min后再加入鎂鹽，混合均勻，然后依次加入輔劑A和輔劑B，得混合溶液，將混合溶液攪拌30min，然后靜置24h熟化，即得聚硅酸鎂鹽復(fù)合混凝劑； 步驟二所述混合溶液中各組分的重量百分比含量為硅酸鹽為30 % 40 %，鎂鹽為20 % 30%，鋁鹽為0. 30%，鐵鹽為0. 30%，輔劑A為0. 1 % 30%，輔劑B為0. 30%。本實(shí)施方式制備的聚硅酸鎂鹽復(fù)合混凝劑為乳黃色液體，為透明、均一相，pH = 0. 4 1. 5。使用本實(shí)施方式的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑處理15°C的生活污水(SS :100 200mg/L ；COD :350 500mg/L ；PO廣-P 3 5mg/L ；NH4+-N 30 50mg/L)，懸浮物的去除率為95 % 99 %，COD的去除率為60 % 70 %，Ρ0/—-Ρ的去除率為95 % 99 %，氨氮去除率的去除率為15% 20% ；與傳統(tǒng)絮凝劑相比，本實(shí)施方式的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑投加量少，僅為60 80mg/L。
具體實(shí)施方式
二 本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由32% 38%的硅酸鹽、22% 觀％的鎂鹽、0.5% 25%的鋁鹽、 0. 5% 25%的鐵鹽、0. 5% 25%的輔劑A和0. 5% 25%的輔劑B制成。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由33% 37%的硅酸鹽、23% 27%的鎂鹽、 20%的鋁鹽、 20 %的鐵鹽、1 % 20 %的輔劑A和1 % 20 %的輔劑B制成。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由 36%的硅酸鹽、M% 洸％的鎂鹽、5% 15%的鋁鹽、5% 15%的鐵鹽、5% 15%的輔劑A和5% 15%的輔劑B制成。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由35 %的硅酸鹽、25%的鎂鹽、10 %的鋁鹽、10%的鐵鹽、10 %的輔劑A和 10%的輔劑B制成。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由30%的硅酸鹽、20%的鎂鹽、10%的鋁鹽、15%的鐵鹽、15%的輔劑A和 10%的輔劑B制成。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一不同的是聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由40%的硅酸鹽、30%的鎂鹽、5%的鋁鹽、15%的鐵鹽、5%的輔劑A和5% 的輔劑B制成。其它與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
八本實(shí)施方式聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由40%的硅酸鈉、25%的氯化鎂、10%的硫酸鋁、5%的氯化鐵、10%的輔劑A和10%的輔劑B制成；其中所述輔劑A為氧化鈣和聚丙烯酰胺的混合物；輔劑B為氫氧化鉀。本實(shí)施方式聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑的制備方法，按以下步驟進(jìn)行一、酸化聚合硅酸取硅酸鈉，用去離子水稀釋至硅酸鹽中SiO2的質(zhì)量百分比濃度為1%，在攪拌的同時， 用質(zhì)量百分比年度為20 %的H2SO4溶液調(diào)節(jié)PH值至3，然后于室溫下放置至粘度上升至 0. 005 · s，得聚硅酸；二、將步驟一所制得的聚硅酸用轉(zhuǎn)子進(jìn)行攪拌，加入硫酸鋁；aiiin后加入氯化鐵，2min后再加入氯化鎂，混合均勻，然后依次加入輔劑A和輔劑B，得混合溶液， 將混合溶液攪拌30min，然后靜置24h熟化，即得聚硅酸鎂鹽復(fù)合混凝劑；步驟二所述混合溶液中各組分的重量百分比含量為硅酸鈉為40%，氯化鎂為25%，硫酸鋁為10%，氯化鐵為5 %，輔劑A為10 %，輔劑B為10% ；所述輔劑A為氧化鈣和聚丙烯酰胺的混合物；輔劑 B為氫氧化鉀。本實(shí)施方式制備的聚硅酸鎂鹽復(fù)合混凝劑為乳黃色液體，為透明、均一相，pH = 0. 8。利用本實(shí)施方式制得的復(fù)合絮凝劑處理15°C的生活污水(SS 100 200mg/L， COD 350 500mg/L，PO廣-P 3 5mg/L，NH4+-N :30 50mg/L)時，具有很好的去除效果， 懸浮物的去除率為99%，COD的去除率為75%，Ρ0/—-Ρ的去除率為99% ；氨氮去除率可達(dá) 18% ；相比于傳統(tǒng)的鋁鹽絮凝劑PAC和鐵鹽絮凝劑PFS，其投加量少，投加量為70mg/L。
權(quán)利要求
1.聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑，其特征在于聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由 30% 40%的硅酸鹽、20% 30%的鎂鹽、0. 30%的鋁鹽、0. 30%的鐵鹽、 0. 30%的輔劑A和0. 30%的輔劑B制成；其中所述的硅酸鹽為硅酸鈉或硅酸鉀；鎂鹽為硫酸鎂或氯化鎂；鋁鹽為硫酸鋁或氯化鋁；鐵鹽為硫酸鐵或氯化鐵；輔劑A為可溶性磷酸鹽、氧化鈣、聚丙烯酰胺、殼聚糖中的任意一種或幾種的混合物；輔劑B為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉或碳酸氫鉀中的任意一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑，其特征在于聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由32% 38%的硅酸鹽、22% 沘％的鎂鹽、0. 5% 25%的鋁鹽、0. 5% 25%的鐵鹽、0. 5% 25%的輔劑A和0. 5% 25%的輔劑B制成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑，其特征在于聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由33% 37%的硅酸鹽、23% 27%的鎂鹽、 20%的鋁鹽、 20% 的鐵鹽、1 % 20 %的輔劑A和1 % 20 %的輔劑B制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑，其特征在于聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由 36%的硅酸鹽、24% 洸％的鎂鹽、5% 15%的鋁鹽、5% 15% 的鐵鹽、5% 15%的輔劑A和5% 15%的輔劑B制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑，其特征在于聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由35%的硅酸鹽、25%的鎂鹽、10%的鋁鹽、10%的鐵鹽、10%的輔劑A和 10%的輔劑B制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑，其特征在于聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由30%的硅酸鹽、20%的鎂鹽、10%的鋁鹽、15%的鐵鹽、15%的輔劑A和 10%的輔劑B制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑，其特征在于聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑按重量百分比由40%的硅酸鹽、30%的鎂鹽、5%的鋁鹽、15%的鐵鹽、5%的輔劑A和5%的輔劑B制成。
全文摘要
聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑，涉及一種水處理用絮凝劑。本發(fā)明要解決目前傳統(tǒng)的絮凝劑投加量大，氨氮去除效果差，水質(zhì)適用范圍小的問題。聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑由硅酸鹽、鎂鹽、鋁鹽、鐵鹽、輔劑A和輔劑B制成。使用本發(fā)明的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑處理15℃的生活污水，懸浮物的去除率為95％～99％，COD的去除率為60％～70％，PO43--P的去除率為95％～99％，氨氮去除率的去除率為15％～20％；與傳統(tǒng)絮凝劑相比，本發(fā)明的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑投加量少；本發(fā)明的聚硅酸鎂鹽復(fù)合絮凝劑的水質(zhì)適用范圍廣，應(yīng)用于水處理領(lǐng)域。
文檔編號C02F1/52GK102259963SQ20111016958
公開日2011年11月30日 申請日期2011年6月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月22日
發(fā)明者張卉, 李偉光, 田文德, 郭旋 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)