[发明专利]一种无机-有机复合高分子除磷絮凝剂及其制备方法

说明书

一种无机‑有机复合高分子除磷絮凝剂及其制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：羟基聚合铝改性，单体聚合反应，成品制备。本发明的有益之处在于：本发明提供的一种无机‑有机复合高分子除磷絮凝剂及其制备方法具有以下优点，所合成的无机‑有机复合高分子除磷絮凝剂分子量大，产品性能稳定；降低浊度能力特别强，沉降速度特别快，适合在生化反应之后使用；同时兼具无机絮凝剂所带高密度正电荷及有机絮凝剂高分子量的特征；在对污水进行絮凝处理的同时可高效去除废水中的磷，对城市及油田废水和污水中的悬浮物及磷元素去除率分别达到97.8％和98.6％。

技术领域

本发明属于水处理领域，具体涉及一种无机-有机复合高分子除磷絮凝剂及其制备方法。

背景技术

磷既是一种不可再生资源，又是导致水体富营养化的重要诱因。为预防水体富营养化，《城镇污水处理厂污染物排放标准》(GB18918—2002)中将一级A出水磷标准由磷酸盐计提标升至由总磷(0.50mg/L)计。2018年，不少地区又开始提标改造，要将总磷降至0.3mg/L以下，达到地表Ⅳ类水。因此，研发污水除磷工艺形势十分迫切。

目前常用的除磷工艺主要有生物法、化学法。生物法是利用聚磷菌在缺氧、厌氧和好氧交替的情况下完成对污水中磷的去除。但运行实践表明，单纯的生物除磷很难使出水达标排放。化学除磷是通过化学沉析过程形成磷酸盐沉淀而完成的，通过投加除磷试剂(金属盐药剂)与污水中溶解性的磷(磷酸盐)混合后，使之形成颗粒状、非溶解性的难溶沉淀物而从水中析出的过程，但该技术形成的磷酸盐沉淀颗粒小，分离困难，除磷效率不高。近年来，无机-有机复合絮凝剂被更广泛应用有于絮凝和除磷，该技术一般是采用无机高价铝盐或铁盐与有机高分子絮凝剂复配，一方面通过无机絮凝剂中的高价铝盐或铁盐来中和掉废水中的阴离子，使水体中的悬浮物絮凝成细小的微粒，同时铝离子或铁离子与废水中的磷酸根形成磷酸盐沉淀，再利用加入的有机絮凝剂的吸附、架桥作用使胶体进一步凝聚，最后通过沉淀分离来去除废水中的磷。但目前常用的无机-有机复合絮凝剂以去除悬浮物为主，难以同时高效去除废水中的磷。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种高效去除高含磷废水中的磷和悬浮物的无机-有机复合高分子除磷絮凝剂及其制备方法。

一种无机-有机复合高分子除磷絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)羟基聚合铝改性：秤取一定量的聚合氯化铝溶于蒸馏水中，配成质量浓度为5％的水溶液，再加入一定量的硅烷偶联剂，然后在室温下搅拌反应4-6小时即得到改性的羟基聚合铝；

(2)单体聚合反应：向所述步骤(1)得到的改性的羟基聚合铝中加入一定质量的丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸和尿素发生聚合反应，得到聚合物单体；待所述聚合物单体充分搅拌溶解后，用0.1mol/L盐酸调节pH至7.0，并通氮气除氧15min，升温到55-65℃，在搅拌状态下滴加引发剂，恒温反应3.5-4.5小时得到目标产物，所述目标产物的分子量为450～1000万；

(3)成品制备：所述步骤(2)得到目标产物即为无机-有机复合高分子除磷絮凝剂，所述目标产物溶液既可以直接使用，也可经造粒、烘干后得到固体颗粒，使用时再溶解。

作为一种优选的方案，前述步骤(1)中的硅烷偶联剂与聚合氯化铝的质量比为2～3:10。

更为优选的是，前述步骤(1)中的硅烷偶联剂包括3-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基(b-甲氧基乙氧基)硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷中的一种或两种。

更为优选的是，前述步骤(2)的聚合反应体系中，丙烯酰胺、2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸、尿素、改性羟基聚合铝的质量比为8～15:4:1:6。

更为优选的是，前述步骤(2)中的引发剂包括过硫酸铵、过硫酸钾或过氧化苯甲酰。

更为优选的是，前述步骤(2)中的聚合物单体总量为18％～30％。