[发明专利]一种无机-阳离子高分子复合混凝剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种复合混凝剂及其制备方法，该复合混凝剂由丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物和无机混凝剂形成，制备时，先将丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物的胶体颗粒或干粉制成溶液；然后将无机混凝剂干粉或液体加入制备的丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物溶液中，常温下搅拌，直到无机混凝剂完全溶解，得到稳定的无机混凝剂‑丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物混凝剂。工艺简洁、实用性强，系列化复合混凝剂产物成分明确、性能优越、特别适用于生活污水、工业废水和原水的处理，可提高无机混凝剂的混凝处理能力，降低无机混凝剂使用量，还可用于及污、淤泥的脱水过程。

技术领域

本发明涉及废、污水处理技术领域，尤其涉及一种无机-阳离子高分子复合混凝剂。

背景技术

随着经济的发展和人口增加，在工业生产和人们生活中产生大量富含有机污染的工业废水和生活污水，若不加以处理使其达到排放标准，将对天然水体产生严重污染。对废、污水和原水，采用无机/有机复合混凝剂进行强化混凝处理的方法是较为经济有效的一种强化手段。

目前有关无机/有机复合混凝剂的文献报道大部分为无机混凝剂与二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)均聚物(PDMDAAC)、或者聚丙烯酰胺(PAM)复合得到。

以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)由于空间位阻大，聚合活性不高，自身聚合往往得不到高相对分子质量和高转化率的聚合物产品。由于相对分子质量有限，架桥絮凝能力不足，限制了其强化混凝能力。例如，对比文件1-对比文件4(CN200710024361.X，CN200710024362.4，CN200910264157.4，CN200710025017.2，)将无机混凝剂(聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁PFS、硫酸铝AS、聚合硫酸铝PAS)干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到无机混凝剂溶液。常温条件下搅拌该溶液，加入特征黏度值为1.0-4.7dL/g的聚二甲基二烯丙基氯化铵PDMDAAC胶体或干粉，其固含量以质量分数计为20％-75％或(92±2)％，使混合溶液中无机混凝剂与PDMDAAC的质量比为20.0∶1-2.0∶1。搅拌得到稳定的无机-PDMDAAC复合混凝剂。该复合混凝剂的使用不影响制水厂常规投加工艺。在处理多种类型的微污染原水过程中，相对于无机混凝剂可起到明显的强化混凝处理效果。其制备工艺为在无机混凝剂溶液中加入水溶性聚合物胶体或干粉在搅拌溶解的过程，高相对分子质量的水溶性聚合物胶体和干粉的溶解包括溶胀和溶解过程，无机混凝剂溶液中含有大量无机盐(含量以Al₂O₃或Fe³⁺计在7％以上)，会减缓聚合物与水的结合，导致聚合物溶胀和溶解慢，因此含高相对分子质量水溶性聚合物的复合混凝剂制备时间较长，工业级制备随水溶性聚合物相对分子质量的不同一般需要1-3天。

聚丙烯酰胺(PAM)相对分子质量大，虽然能够有较强的架桥作用，但其分子长链上所带大部分为非离子结构，在溶液中与无机混凝剂混合易于结团析出，与无机混凝剂难以结合形成稳定的复合体系，因此难以得到稳定的复合混凝剂产品。另外，以甲基丙烯酰氧乙基三甲基铵(DMC)，丙烯酰氧乙基三甲基铵(DAC)为代表的丙烯酰氧烷基季铵盐类单体虽然聚合活性高，易于得到高相对分子质量的聚合物产品，但其分子结构含有酯基，聚合得到的聚合物在常规使用浓度下易水解而降低性能，无法与无机混凝剂复合形成稳定的复合混凝剂。

发明内容

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种无机混凝剂-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物复合混凝剂及其制备方法。该复合混凝剂中丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物具有更宽泛的相对分子质量，均聚物用量更小，复合混凝剂絮凝效果更为优越，特别适用于生活污水、工业废水和原水的处理，可提高无机混凝剂的混凝处理能力，降低无机混凝剂使用量，还可用于及污、淤泥的脱水过程。制备方法解决了水溶性聚合物在无机混凝剂溶液中溶胀和溶解速度慢的问题，工艺简洁、实用性强，易于工业化。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：