[发明专利]有机高分子絮凝剂的制备方法、无机-有机高分子复合混凝剂的制备方法与应用

说明书

技术领域

本发明涉及有机高分子絮凝剂的制备方法、无机-有机高分子复合混凝剂的制备方法与应用。

背景技术

目前中国90%以上的城市水域都受到了不同程度的污染，50%的重点城镇水源水质不符合饮用水水源的标准，都检测出多种污染物，有些是EPA规定的优先检出物，对人体有致癌、致突变、致畸性等危害，微污染现象日趋严重。我国饮用水正面临严峻的挑战，一方面是饮用水水源污染严重，且在相当长一段时间内污染程度可能进一步恶化；另一方面，饮用水水质标准日趋严格 ，因此，客观形式已对国内供水企业采用的常规饮用水处理工艺提出了严重挑战。近十年来，国内对微污染水处理技术的研究己成为热点，国外研究也有不少进展。微污染水源水一般是指水体受到有机物污染，部分水质指标超过地表水环境质量标准 （GB3838－2002）III 类水体标准的水体，在江河水源上表现为氨氮，色度，有机物等含量超标。目前，水厂多采用常规的混凝-沉淀-过滤-消毒传统工艺，但是，强化混凝除藻、除有机物效果的优劣，往往受源水水质、水温、混凝剂种类与性能、工艺条件与使用方法等因素影响。混凝剂是混凝法水处理技术的重点，因此研究开发能够提高出水水质的新型混凝剂替代传统难以适应原水水质状况的传统药剂，在水处理中具有非常重要的意义。

无机高分子混凝剂聚合硫酸铁（poly Ferric Sulfate,PFS），安全无生物毒性，对溶解性有机物有很好的去除效果，并且又具有形成的絮体矾花大，混凝反应快速，pH适用范围广，沉降性能和污泥脱水性好等优点。但是无机铁盐混凝剂的分子量、粒度大小以及混凝架桥能力仍比有机混凝剂差很多。

二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)是一种水溶性极强的有两个不饱和键的季铵盐酸盐，DMDAAC的均聚物和共聚物为一类新型的阳离子型有机高分子絮凝剂（PDMDAAC），由DMDAAC单体分子内成环与分子间的链增长反应交替共存合成，聚合方式有水溶液聚合、有机溶剂溶液聚合、沉淀聚合、乳液聚合和悬浮聚合等，以水溶液聚合最为经济，简单。DMDAAC水溶液聚合最常用的引发剂是过过硫酸盐，相比国外常用的偶氮类引发剂引发得到的聚合物分子量较低，但价格比较便宜。

作为一种水溶性阳离子聚合物，有机混凝剂聚二甲基二烯丙基氯化铵（PDMDAAC）具有正电荷密度高、水溶性好、分子量容易控制等优点，因而被广泛应用于工业及水处理领域，单独使用时，不仅药剂成本较高，且水处理效果不佳，而将其与某些无机高分子混凝剂复配使用时，则可以表现出较好的水处理效果。

因此，研究和开发可以充分发挥无机、有机混凝剂各自特点的复合混凝剂，有望达到优势互补或协同，实现强化混凝，提高污染物的去除效果，越来越受到人们的重视。

发明内容

本发明的目的在于提供有机高分子絮凝剂的制备方法、无机-有机高分子复合混凝剂的制备方法与应用。

本发明所采取的技术方案是：

一种有机高分子絮凝剂的制备方法，包括步骤：

在引发剂与螯合剂存在的条件下，以溶液聚合的方式，将二甲基二烯丙基氯化铵单体进行聚合，得到聚二甲基二烯丙基氯化铵的胶体溶液即可。

聚合是分两阶段进行的：第一阶段：搅拌条件下加热至45~65℃，反应2~4h；第二阶段停止搅拌，升温至55~70℃后，保温时间1~2h。

单体转化率为50~90%。

引发剂与螯合剂的质量比为（20-70）：1。

所述的引发剂为过氧化物引发剂、偶氮类引发剂中的至少一种。

所述的螯合剂为胺基羧酸类螯合剂、羟基羧酸类螯合剂、多元羧酸类螯合剂中的至少一种。

所制备的聚二甲基二烯丙基氯化铵的胶体溶液以固含量计其质量百分数为30%~70%，特征粘度0.5~3.0dL/g。

一种无机-有机高分子复合混凝剂的制备方法，其特征在于：包括步骤：

1）将聚合硫酸铁溶液与所制备的胶体溶液加热混合，得到胶体的混合液；

2）保温、分散直至混合液形成均相体系即可。

聚合硫酸铁以全铁计其质量分数为10%以上；聚合硫酸铁的用量以全铁计与聚二甲基二烯丙基氯化铵的质量比为（20-2）：1。

所制备的絮凝剂、无机-有机高分子复合混凝剂中的至少一种在污染水体的混凝净化或污泥脱水处理中的应用。

本发明的有益效果是：本发明的工艺简单，制备的复合絮凝剂的效果好；可用于微污染水源水混凝净化、特殊废水处理和污泥脱水等，操作简单、便捷。

具体来说：