[发明专利]一种多效水处理剂及其制备方法和水处理方法

说明书

本申请为申请号：2015103610371，申请日：2015年06月27日，发明名称：一种多效水处理剂及其制备方法和水处理方法的分案申请。

技术领域

本发明涉及水处理的技术领域，尤其涉及一种多效水处理剂及其制备方法和应用该多效水处理剂的水处理方法。

背景技术

在水处理领域，絮凝沉淀是一种常用的处理方法，它具有操作简单、成本低、处理效果好等优点。絮凝的作用机理一般认为是有压缩双电层与电荷中和作用、高分子水处理剂的吸附架桥作用、絮体的卷扫沉淀作用等。絮凝的过程是胶体颗粒失去稳定性的过程，胶体物质和小的悬浮粒聚集成较大的颗粒，从而易于从液体中沉淀下来。投加水处理剂可以加速这种作用过程，可以极大地提高这些集合体对溶解的各种杂质的吸收，更加有利于水质的净化。

水处理剂被广泛的应用于原水和污水处理领域，可以降低原水的浊度、色度等感观指标。通过水处理剂除去多种高分子有机物、某些重金属和放射性物质，既可以自成独立的处理系统，也可以与其它处理单元过程进行组合，作为预处理、中间处理和最终处理过程，还可用于污泥脱水前的浓缩过程，改善污泥的脱水性能。

水处理剂的种类总体上可分为无机水处理剂、有机水处理剂以及微生物水处理剂，而在实际应用中，常根据水处理剂性质的不同将它们加以复合。

经过水处理剂无害处理后的水可以回用。当前国内每年工业用水、城市给水、污水处理需求水处理剂百万吨，因此研究水处理剂具有很重要的意义。

无机水处理剂是水处理剂中用量最大的水处理剂，近年来已形成了以铝盐、铁盐和聚硅酸等为主的几大类产品。无机水处理剂按其分子量大小可以分为无机低分子水处理剂和无机高分子水处理剂。

无机低分子水处理剂主要有硫酸铝、氯化铝、硫酸亚铁、硫酸铁、氯化铁等。无机低分子水处理剂虽然价格低廉、货源充足，但由于混凝用量大、絮渣量多、混凝效果差等原因，在实际废水处理中己逐步被无机高分子水处理剂所取代。

无机高分子水处理剂作为第二代无机水处理剂，具有较传统水处理剂(如硫酸铝、氯化铁等)混凝效能更优、价格又相对较低，较有机高分子水处理剂价格低廉、经济可行等优点，已成功地应用在给水、工业废水和城市污水的各种处理流程中(包括预处理、中间处理和深度处理)，逐渐成为主流水处理剂。但由于无机水处理剂存在水解不稳定性、相对分子量和吸附架桥能力较有机水处理剂差等问题。

有机高分子水处理剂较无机水处理剂具有受共存盐类影响较小、水处理剂用量小、沉降速度快，产生渣量少、易处理等优点。但是由于有机高分子水处理剂普遍存在单体残留毒性、较高的选择性、价格昂贵等缺陷，在一定程度上限制了它的广泛应用。

采用单一的水处理剂通常无法对复杂的污水体系取得满意的处理效果，因此复合水处理剂成为近年来的研究热点。实践证明，复合水处理剂能克服使用单一水处理剂的许多不足，表现出优于单一水处理剂的效果，是水处理剂发展的主要趋势。

发明内容

本发明旨在针对现有技术中复合水处理剂的处理原水来源单一、絮凝效果不够理想等技术问题，提供一种多效水处理剂及其制备方法，并提供一种应用该多效水处理剂的水处理方法，通过下层水回流技术实现水处理剂的高效复用，降低了生产成本，提高了水处理效率。

具体而言，首先，本发明提供了一种多效水处理剂，包括以重量份数计的如下组分：丙烯酰胺低聚物接枝氧化石墨烯2~10份，聚丙烯酰胺5~40份，聚硅酸铝铁20~40份，聚二甲基二稀丙基氯化铵3~25份，碳酸氢钠 1~5份。

在本发明披露的多效水处理剂中，首次采用了丙烯酰胺低聚物接枝氧化石墨烯作为重要成分，氧化石墨烯在近年来受到了广泛的关注，其中最重要的原因在于其高比表面积和广泛而优异的吸附性质，在本发明中，采用了丙烯酰胺低聚物对其进行改性，一方面提高了絮凝能力，以氧化石墨烯为基材，接枝的丙烯酰胺低聚物从氧化石墨烯表面伸出，形成多齿状结构，有利于胶质的形成，提高絮凝的效果；另一方面，对重金属离子、有毒小分子，尤其是苯类化合物污染物具有极强的吸附去除效果，为实现复杂污染体系来源的水体具有高效的净化能力。

具体的，丙烯酰胺低聚物接枝氧化石墨烯包括氧化石墨烯3~10wt%和丙烯酰胺低聚物90~97wt%，所述丙烯酰胺低聚物分子量为5000~20000。

为提高整体的絮凝效果，便于较大胶团的形成，同时加入的聚丙烯酰胺分子量为200~1000万，离子度为10%~80%。