[发明专利]一种复合型高分子共聚体絮凝剂的制备方法及应用

说明书

本发明提供了一种复合型高分子共聚体絮凝剂的制备方法及应用，本发明以高分子有机聚合物、无机高分子金属盐和矿物颗粒为主要原料，通过分子聚合作用，将无机高分子金属盐嫁接在高分子有机聚合物支链上，以矿物为核，形成以纳米粒子为核，高分子聚合物为膨胀层的复合型高分子共聚体絮凝剂。通过本发明的制备方法制备的复合型高分子共聚体絮凝剂具有无毒无害、用量少、操作简单、沉降速度快等优势。

技术领域

本发明涉及环境化学材料领域，尤其是涉及一种复合型高分子共聚体絮凝剂的制备方法及应用。

背景技术

污水处理行业生化反应过程中活性污泥沉降性能和煤炭行业洗煤水中悬浮物的沉降速率是影响两个行业产能的关键因素。城镇污水厂中生化处理阶段污泥膨胀普遍存在，导致污泥质地疏松上浮，活性降低，在二沉池中很难实现泥水分离，出水SS高，跑泥现象严重，目前解决方法大多数是投加高分子无机铁盐或铝盐作为絮凝剂，配合有机高分子絮凝剂同时使用，改善污泥沉降性能，然而，投加量大，剩余污泥产量多，是传统絮凝方法的一大弊端，并且导致回流污泥中金属离子和高分子有机物含量高，污泥活性降低，影响生化反应效果。

在煤炭行业中，洗煤水的循环利用率是制约洗煤厂产能的首要因素。洗煤废水颗粒物含量高，混凝剂使用量大，但沉降效果一般，沉淀池中的停留时间多在30min～40min，，制约着选煤效率提升。并且，混凝剂用量大，在水中累积量多，过量中和颗粒物表面电荷，导致颗粒物表面与混凝剂所带电荷相同，很难形成絮团，一旦出现类似情况，需要大量补充清水，致使能耗增加。

快速沉降是解决水处理行业和选煤行业节能增效的有效途径之一。首先，在城镇污水处理厂生化反应段实际运行的表面负荷远小于设计的表面负荷，扩容提效的潜力巨大，然而，受二沉池停留时间制约，导致多数污水厂低负荷运行。其次，在选煤行业，同样存在沉淀池停留时间长的问题，并且，选煤行业用水量大，致使沉淀池建设需要极大空间。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的目的是提供一种复合型高分子共聚体絮凝剂的制备方法及其应用，以解决目前的絮凝剂无法解决活性污泥膨胀、沉降效率低的技术难题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种复合型高分子共聚体絮凝剂的制备方法，包括如下步骤：

(1)、质量分数为20～40％的高分子有机聚合物溶液中加入同体积的质量分数为2～10％的无机高分子金属盐溶液进行混合搅拌反应，得到复合高分子材料；

(2)、在所述复合高分子材料中添加所述复合高分子材料质量1～3％的矿物纳米粒子核进行搅拌，得到复合纳米絮凝剂；

(3)、将所述复合纳米絮凝剂低温陈化18-24h，达到产品均质化，得到复合型高分子共聚体絮凝剂。

本发明的制备方法使用高分子有机聚合物与无机高分子金属盐共聚，结合纳米技术，开发一种复合型高分子共聚体絮凝剂，通过分子聚合作用，将无机高分子金属盐嫁接在有机高分子聚合物支链上，以矿物颗粒为核，形成以纳米粒子为核，高分子聚合物为膨胀层的复合型高分子共聚体絮凝剂，此絮凝剂不但具有高分子絮凝剂的共有特性，由于纳米粒子核的存在，还具备特殊的纳米效应，对目标粒子带电性选择性较差，有很好的电中和作用，加上高分子聚合物的网捕作用，水中的悬浮颗粒形成结构密实的絮团，沉降速度快，沉降过程在3～5min完成，是城市污水厂原位扩容的有力保障，特别是针对煤炭行业节能增效，提高洗煤废水循环利用率有极大的应用价值。该絮凝剂用量少，无毒副作用，不影响生化系统微生物活性，解决活性污泥膨胀、沉降效率低的技术难题。

进一步的，所述步骤(1)中的反应温度控制在25℃～40℃，混合时间6-8h，混合完毕继续搅拌反应6-8h。

进一步的，所述步骤(1)中的无机高分子金属盐溶液的制备方法步骤为：