[发明专利]一种无机-有机复合混凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机-有机复合混凝剂的制备方法，特别是一种用于含藻原水处理的无机-有机复合混凝剂的制备方法，属于环境与化学技术领域。

背景技术

混凝是水中胶体颗粒以及微小悬浮物的凝聚过程。混凝包括凝聚和絮凝两个方面，凝聚是指水中胶体的脱稳过程，而絮凝是指脱稳颗粒的聚集过程。混凝是水和废水处理中最重要的工艺之一，其处理效果决定了后续工艺的运行工况，并对出水水质和运行成本有较大的影响。在过去的几十年里，混凝技术的研究主要集中在混凝化学、混凝物理和混凝工艺学三个方面。随着混凝理论的不断完善，近几年的研究热点逐渐转向各类高效混凝剂的开发和使用、混凝反应过程和条件的控制等方面。

新型混凝剂的研发是水处理领域的研究热点，其总的发展趋势是从低分子到高分子、单一型到复合型、单功能型到多功能型。按照混凝剂的化学成分，可将其分为无机混凝剂、有机高分子絮凝剂、复合混凝剂和微生物絮凝剂。无机高分子混凝剂具有适用性好、对水温和pH的适用范围广和絮体生长快等特点，其主要缺点是污泥产生量大。有机高分子絮凝剂的优点是投加量少，缺点是成本高。无机-有机复合混凝剂是由无机混凝剂与有机高分子絮凝剂在使用前在通过发生物理化学反应，形成的一种稳定产品，具有较强的电中和能力和吸附架桥能力，可以发挥两种组分的协同作用，提高混凝效果。

由于工农业生产使得地表水中氮磷等营养元素的浓度增加，在适宜条件下容易造成藻类大量繁殖，引起水华等水污染事件，造成水质的急剧恶化，影响地表水的使用功能。另外，在水处理工艺中，藻类含量过高可降低沉淀效率，堵塞滤池，导致出水水质恶化。目前水厂广泛采用混凝-过滤-消毒传统处理工艺，所用混凝剂为无机混凝剂，该工艺对浊度有较好的去除效果，但对有机物和藻类的去除效果不佳。针对以上问题，在处理含藻原水时，采用新型混凝剂，可在不改变现有工艺的前提下，提高藻类去除率，改善出水水质，具有良好的经济、社会和环境意义。

中国专利文献CN101985373A（申请号201010566885.3）和中国专利文献CN102276036A（申请号201110210583.7）采用水玻璃、三氯化铁和无机酸等原料，制得聚合硅酸类无机混凝剂，可有效去除藻细胞。中国专利CN101054222（CN200710020777.4）则采用粉煤灰、超纯磁铁矿粉和浓盐酸制成了复合型磁性絮凝剂，用于藻华的处理。以上发明均为无机复合混凝剂，在处理含藻原水时仍存在投药量高的问题。

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供一种无机-有机复合混凝剂的制备方法。

术语解释

碱化度：碱化度指羟基化程度，是聚合氯化铝、聚合氯化铁或聚合氯化铝铁中羟基当量与铝和/或铁的当量之比。

本发明技术方案如下：

一种无机-有机复合絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：

将无机物AlCl₃和/或FeCl₃溶于蒸馏水中，加入Na₂CO₃使碱化度为0.5～2.0，待Na₂CO₃溶解后，按照Al和/或Fe元素与二甲基二烯丙基氯化铵均聚物（PDMDAAC）质量比为（4～8）：1的比例加入二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，常温下混合均匀，反应1～3h，制得无机-有机复合絮凝剂。

根据本发明优选的，所述无机物为FeCl₃或者AlCl₃与FeCl₃的混合时，待Na₂CO₃溶解后，还包括加入稳定剂NaH₂PO₄的步骤；进一步优选的，所述Fe元素与NaH₂PO₄中P元素的质量比为25:（1～3）。

根据本发明优选的，所述无机物为AlCl₃与FeCl₃的混合时，Al元素与Fe元素的摩尔比为（3～11）:1。

根据本发明优选的，所述无机物为AlCl₃时，加入Na₂CO₃使碱化度为1.0～2.0；所述无机物为FeCl₃或者AlCl₃与FeCl₃的混合时，加入Na₂CO₃使碱化度为0.5～1.5。