專利名稱：一種高效復合混凝劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種用于水處理的高效復合混凝劑。
背景技術(shù)：
由于近年來地表水源受到嚴重污染，地表水中有機物、藻類等污染物使得常規(guī)混凝、沉淀處理效果不佳。許多地表水出現(xiàn)混凝困難的問題，主要表現(xiàn)在水中懸浮顆粒不易脫穩(wěn)，如采用硫酸鋁、聚合鋁等常規(guī)混凝劑處理生成絮體速度慢，產(chǎn)生的絮體細小，沉速低，沉后水濁度偏高。另外，常規(guī)混凝劑對有機物、藻類、色度等污染物去除效果不好，很難保證處理后水質(zhì)達標。高錳酸鉀預處理對地表水中有機污染有一定的去除效果，控制消毒副產(chǎn)物生成 量，去除一些致突變物質(zhì)等。但在處理有機物濃度較高的地表水時，由于錳與有機物的絡(luò)合作用，可能會造成一些殘留，形成色度。CN1103628A公開了一種“高錳酸鉀復合藥劑飲用水除污染技術(shù)”，其技術(shù)要點是將高錳酸鉀作為主劑與其他成分復配，將復合藥劑用于預處理。但仍需要投加鋁鹽或鐵鹽絮凝劑，投藥工藝較復雜。CN1321907C、CN1321908C、CN1762845A分別公開了高錳酸鹽、高鐵酸鹽與硅酸鹽、
特殊粘土、鐵/鋁鹽等復配的復合藥劑。其技術(shù)核心是將高錳酸鹽和高鐵酸鹽聯(lián)用，并與常規(guī)絮凝劑和助凝劑復合使用，綜合氧化和絮凝作用，提高出水水質(zhì)。其中無機絮凝劑重量占比最聞80 。高錳酸鹽用于水處理的優(yōu)勢在于除污染和助凝作用，其問題是錳殘留造成的色度。如高錳酸鹽投量偏高則容易出現(xiàn)剩余錳超標，在地表水處理中特別需要注意這個問題。如與鋁鹽、鐵鹽絮凝劑聯(lián)用，高錳酸鹽與無機絮凝劑的比例是關(guān)鍵。但是，目前的絮凝劑中，仍沒能在控制高錳酸鹽殘留的同時獲得較好的絮凝效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于在目前常規(guī)工藝基礎(chǔ)上采用本發(fā)明制備出的新型高效復合混凝劑，進行強化混凝，可彌補常規(guī)混凝劑生成絮體速度慢，產(chǎn)生的絮體細小，沉速低，沉后水濁度偏高及對有機物、藻類、色度等污染物去除效果差等不足，同時可減少混凝劑的投加量，減少污泥的產(chǎn)出，為解決微污染水源水處理問題提供一條經(jīng)濟有效的處理途徑。本發(fā)明提供了一種高效復合混凝劑，由以下質(zhì)量分數(shù)的物質(zhì)構(gòu)成鋁鹽混凝劑90 99%，高錳酸鹽O. I 10%，輔劑O. 5 8%。所述的鋁鹽混凝劑為聚合氯化鋁；高錳酸鹽為高錳酸鉀；輔劑為水溶性鈣鹽、鎂鹽、鋅鹽、鐵鹽、水合二氧化錳、羥基氧化鐵、硅藻土、膨潤土的一種。其中的輔劑優(yōu)選為水合二氧化錳或羥基氧化鐵。水合二氧化錳可由下述工藝制備向5 20%的高錳酸鉀溶液中加入1(Γ20%的硫酸錳溶液至反應終點，即生成黑褐色二氧化錳沉淀。將沉淀過濾后可直接使用，或在60 105°C下通風干燥獲得固體粉末。
羥基氧化鐵可由下述工藝制備將O. I mol/L FeCl3水溶液調(diào)整pH值為2左右，在水浴鍋中慢慢加熱(10°c/h左右)升溫，在80°C保溫2 h左右，室溫下放置過夜。先用含有少量氨的水，再用蒸餾水洗滌之后，進行離心分離，置于烘箱中50°C干燥。研磨，過O. 149mm篩孔，制成粉狀固體備用。應用上述高效復合混凝劑進行水處理的方法包括以下步驟將所述高效復合混凝劑配制成59Γ15%的溶液，投加到待處理水體中，使所述高效復合混凝劑在水體中的質(zhì)量分數(shù)為8 20ml/L。本發(fā)明的一種成高效復合混凝劑，能夠提高常規(guī)混凝劑混凝效率，并降低高錳酸鉀殘留。通過將高錳酸鉀、鋁鹽絮凝劑、輔助凝劑按特定比例復配成高效水處理絮凝劑。利用輔助凝劑提高高錳酸鉀的氧化能力和反應速度，強化其助凝效果，提高普通無機絮凝劑的反應效率和速度。通過優(yōu)化高錳酸鉀、鋁鹽絮凝劑、輔助凝劑的比例，一方面能夠最大程度發(fā)揮高錳酸鉀及輔助凝劑的助凝能力，從而提高復合混凝劑去除有機污染物、藻類和濁 度的效率，消除水中消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物，提高水質(zhì)并節(jié)省藥劑，另一方面解決高錳酸鉀殘留問題。本發(fā)明的原理是，輔助劑在水中形成反應界面，高錳酸鉀在界面上發(fā)生快速氧化反應，氧化有機物，破壞有機物對懸浮顆粒的保護作用。高錳酸鉀還原后形成的新生態(tài)水合二氧化錳具有高效吸附作用，與輔助劑結(jié)合在水中形成微絮核，增加了水中的顆粒濃度，有助于絮凝反應中絮體的形成和成長，從而強化無機絮凝劑的處理能力。通過科學控制高錳酸鉀、輔助劑及無機絮凝劑的比例，保證高錳酸鉀的氧化反應迅速、完全，還原產(chǎn)物水合二氧化錳與輔助劑結(jié)合而不易造成溶解性錳殘留。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明高效水處理絮凝劑的技術(shù)優(yōu)勢在于
1.反應速度快，脫穩(wěn)迅速，比普通鋁鹽、鐵鹽絮凝劑反應速度提高30%，縮短反應時
間；
2.絮體成長快，尺寸大，比單獨投加無機混凝劑所形成絮體大I一 2倍，絮體密實度高，沉淀速度快，比單獨投加無機混凝劑所形成絮體沉速高I 一 2倍；
3.具有較高的有機污染物去除效果，較常規(guī)絮凝劑，TOC去除率提高30 40%;
4.投量省，達到同樣的處理效果，比單獨投加無機混凝劑節(jié)省投量30 40%；
5.特別適合處理混凝困難的地表水，能夠增加絮體生成量，提高沉淀效率；
具體實施例方式 實施例I :
按聚合氯化鋁92%，高錳酸鉀2%，輔助凝劑6%的比例復配成高效復合混凝劑。其中輔助凝劑成分為氯化鐵。將制備好的混凝劑配制成10%的溶液，投加16. 3mg/L的高效復合混凝劑在珠江廣州河段水中進行混合反應沉淀，反應lOmin，沉淀IOmin后，出水TOC去除率達到25-30%，較單投聚合氯化鋁提高10 - 15%，與聚合氯化鋁和高錳酸鉀二元復配混凝劑的TOC去除率相當，但絮體的尺寸及沉速均是二元復配混凝劑的2倍。出水經(jīng)過濾消毒后即可飲用。實施例2:
按聚合氯化鋁95%，高錳酸鉀2%，輔助凝劑3%的比例復配成高效復合混凝劑。其中輔助凝劑成分為羥基氧化鐵。將制備好的混凝劑配制成10%的溶液，投加15. 8mg/L高效復合混凝劑在珠江廣州河段水中進行混合反應沉淀，反應lOmin，沉淀IOmin后，出水TOC去除率達到45%，較單投聚合氯化鋁提高35%，與同等投加量的聚合氯化鋁和高錳酸鉀二元復配混凝劑(聚合氯化鋁和高錳酸鉀的投加質(zhì)量比為95:2)相比TOC去除率提高20%，同樣，絮體的尺寸及沉速均是二元復配混凝劑的2倍。出水經(jīng)過濾消毒后即可飲用。實施例3:
按聚合氯化鋁95%，高錳酸鉀2%，輔助凝劑3%的比例復配成高效復合混凝劑。其中輔助凝劑成分為水合二氧化錳。將制備好的混凝劑配制成10%的溶液，投加15.8mg/L高效復合混凝劑在珠江廣州河段水中進行混合反應沉淀，反應lOmin，沉淀IOmin后，出水TOC去除率達到了 45%，較同等投加量的單投聚合氯化鋁提高35%，與同等投加量的聚合氯化鋁和高錳酸鉀二元復配混凝劑(聚合氯化鋁和高錳酸鉀的投加質(zhì)量比為95:2)相比TOC去除率提高20%，同樣，絮體的尺寸及沉速均是二元復配混凝劑的2倍。出水經(jīng)過濾消毒后即可飲用。實施例4:
按聚合氯化鋁99%，高錳酸鉀O. 5%，輔助凝劑O. 5%的比例復配成高效復合混凝劑。其中輔助凝劑成分為氯化鐵。將制備好的混凝劑配制成10%的溶液，投加15. lmg/L高效復合混凝劑在北江水中進行混合反應沉淀，同時進行投加量為20mg/L的單元聚合氯化鋁對照實驗，反應lOmin，沉淀IOmin后，出水高錳酸鹽指數(shù)去除率較對照提高15%，而投藥量減少了 25%。出水經(jīng)過濾消毒后即可飲用。實施例5:
按聚合氯化鋁99%，高錳酸鉀O. 5%，輔助凝劑O. 5%的比例復配成高效復合混凝劑。其中輔助凝劑成分為水合二氧化錳。將制備好的混凝劑配制成10%的溶液，投加15. Img/L復合高效混凝劑在北江水中進行混合反應沉淀，同時進行投加量為20mg/L的單元聚合氯化鋁對照實驗，反應lOmin，沉淀IOmin后，出水高錳酸鹽指數(shù)去除率較對照提高30%，而投藥量減少了 25%。出水經(jīng)過濾消毒后即可飲用。實施例6
采用實施例4和實施例5所述的復配成分及復配比例與投加量對北江水進行混合反應，但反應時間縮短為實施例4和實施例5的1/2,并進行投加量為20mg/L的單元聚合氯化鋁對照實驗。兩種復配混凝劑出水水質(zhì)良好，具有較好的耐沖擊復合。單元聚合氯化鋁出水濁度波動較大，混凝效果不理想。
權(quán)利要求
1.一種高效復合混凝劑，其特征在于由以下質(zhì)量分數(shù)的物質(zhì)構(gòu)成鋁鹽混凝劑90 99%，高錳酸鹽O. I 10%，輔劑O. 5 8%。
2.如權(quán)利要求I所述的高效復合混凝劑，其特征在于所述的鋁鹽混凝劑為聚合氯化招。
3.如權(quán)利要求I所述的的高效復合混凝劑，其特征在于所述的高錳酸鹽為高錳酸鉀。
4.如權(quán)利要求I所述的的高效復合混凝劑，其特征在于所述的輔劑為水溶性鈣鹽、鎂鹽、鋅鹽、鐵鹽、水合二氧化錳、羥基氧化鐵、硅藻土、膨潤土的一種。
5.如權(quán)利要求4所述的高效復合混凝劑，其特征在于所述的輔劑為水合二氧化錳或羥基氧化鐵。
6.一種應用如權(quán)利要求I所述的高效復合混凝劑進行水處理的方法，其特征在于包括以下步驟將所述高效復合混凝劑配制成59Γ15%的溶液，投加到待處理水體中，使所述高效復合混凝劑在水體中的質(zhì)量分數(shù)為8 20ml/L。
全文摘要
本發(fā)明屬于水處理領(lǐng)域，涉及一種用于水處理的高效復合混凝劑，由以下質(zhì)量分數(shù)的物質(zhì)構(gòu)成鋁鹽混凝劑90~99%，高錳酸鹽0.1~10%，輔劑0.5~8%。通過將高錳酸鉀、鋁鹽絮凝劑、輔助凝劑按特定比例復配成高效水處理絮凝劑。利用輔助凝劑提高高錳酸鉀的氧化能力和反應速度，強化其助凝效果，提高普通無機絮凝劑的反應效率和速度。通過優(yōu)化高錳酸鉀、鋁鹽絮凝劑、輔助凝劑的比例，一方面能夠最大程度發(fā)揮高錳酸鉀及輔助凝劑的助凝能力，從而提高復合混凝劑去除有機污染物、藻類和濁度的效率，消除水中消毒副產(chǎn)物的前驅(qū)物，提高水質(zhì)并節(jié)省藥劑，另一方面解決高錳酸鉀殘留問題。
文檔編號C02F1/52GK102897878SQ20111021172
公開日2013年1月30日 申請日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者劉偉, 熊亞, 張再利, 王開演, 孫國勝, 尹大強, 蘇蕾 申請人:廣東粵?？毓捎邢薰? 中山大學, 同濟大學, 廣東中大環(huán)保科技投資有限公司