CN103304015A - 水处理用pac-pdmdaac复合高分子混凝剂及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种水处理用的商品级PAC-PDMDAAC复合混凝剂，所述混凝剂为固体，该混凝剂是一种无机——有机高分子絮凝剂复配产物，兼具两者特殊功能，并具协同效应，所述的复合混凝剂以PAC为主原料，加入少量PDMDAAC，经配料、混合、粉碎而成，成品是粉末状固体。本发明提供的水处理用的商品级PAC-PDMDAAC复合混凝剂运输、存储、使用方便，适用于工业源水、自来水及工业和生活废水处理，具有高效、经济等特点。

Description

水处理用PAC-PDMDAAC复合高分子混凝剂及制备方法
技术领域
本发明涉及一种无机和有机高分子混凝剂复配产物、制备方法及其在水处理领域的应用，尤其涉及商品级PAC-PDMDAAC（聚氯化铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵）复合混凝药剂、制备方法及其在水处理领域的应用。
背景技术
烷基二烯丙基氯化铵的均聚物或共聚物是具有特殊性能的水溶性有机高分子材料，是一种优良的阳离子型混凝剂，在国外早已形成工业化。由于它的大分子链上所带的正电荷密度高，水溶性好，分子量适中，具有混凝和消毒双重性能，在国外早已作为无毒阳离子混凝剂在自来水得到实际应用。国内近些年因其价格昂贵，应用仍然不多，而我国应用较多的无机高分子混凝剂聚氯化铝却形成了中国特色。
目前国内外无机—有机复配混凝剂，仍然处于研究阶段，而且大多为液体复配剂，还没有工业化的高效、廉价且运输、储存方便的固体复配剂。
发明内容
本发明的目的是提供一种高效、廉价的新型复配高分子混凝剂，用于处理工业水源、自来水及工业和生活污水等，同时提供了这种混凝剂的配制方法。
为解决上述技术问题，采用如下技术方案实现，
一种水处理用PAC-PDMDAAC复合高分子混凝剂，其特征在于：所述的复合高分子混凝剂是由聚氯化铝、烷基二烯丙基氯化铵的均聚物或共聚物构成。
所述聚氯化铝和烷基二烯丙基氯化铵的均聚物的质量比为1000:1～5。
优选地，聚氯化铝和烷基二烯丙基氯化铵的均聚物的质量比例为1000:3。
所述烷基二烯丙基氯化铵的均聚物为聚二甲基二烯丙基氯化铵和聚二乙基二烯丙基氯化铵中的一种或两种混合。
所述聚氯化铝和烷基二烯丙基氯化铵的共聚物的质量比为1000:1～5。
优选地，聚氯化铝和烷基二烯丙基氯化铵的共聚物的质量比为1000:3。
所述烷基二烯丙基氯化铵的共聚物为二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物和二乙基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物的一种或两种混合。
一种水处理用PAC-PDMDAAC复合高分子混凝剂的配制方法，包括如下步骤：
a.将烷基二烯丙基氯化铵的均聚物或共聚物PDMDAAC（聚二甲基二烯丙基氯化铵）用水在常温下配置成20～30%的质量浓度；
b.将a）步骤中的物料与粉末状聚氯化铝，按比例加入磨浆磨粉机中，在常温常压下，以1400转/分的速度搅拌混合后，形成60～100目粉末状固体。
优选地，所述聚氯化铝稀释后的质量浓度为26%。
本发明的优点在于：无机高分子混凝剂聚氯化铝溶于水会产生具有强大正电荷的氢氧化铝结构絮体，中和废水中带负电荷的颗粒；有机高分子絮凝剂烷基二烯丙基氯化铵的均聚物及其与丙烯酰胺的共聚物，溶于水中，结构庞大，对水中颗粒具网捕作用，且具消毒作用。复配产物可以充分发挥两者的协同作用，不仅可以大幅度降低无机高分子混凝剂的用量，还可以降低原水的COD值，并减少污泥量。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步阐述说明。
实施例1
某造纸厂综合废水，未经处理的水质为：COD=5250mg/L，SS=2050mg/L，色度1200倍，PH6.5，常温。投加30mg/L本发明的复配混合高分子混凝剂，经两次混合，第一次500转/分，混合1分钟，第二次300转/分的速度，混合5分钟，然后沉淀15分钟。
复配混合高分子混凝剂中聚氯化铝和烷基二烯丙基氯化铵的均聚物的质量比例为1000:3，制备工艺如下：
a）、首先将烷基二烯丙基氯化铵的均聚物或共聚物PDMDAAC用水常温下配置成26%的质量浓度；
b）、将a）步骤中的物料与聚氯化铝，按比例同时加入磨浆磨粉机中，在常温常压下，以1400转/分的速度搅拌混合后，形成60～100目的粉末状产物。
处理后水质变为：COD=410mg/L，去除率达92.2%；色度120倍，去除率达90%；SS=12mg/L，去除率达99.4%；PH6.4。经混凝沉淀后水质清亮。
实施例2
长江边某水源厂：原水浊度约1000、500、100NTU，PH 7.15，22℃，复配混合高分子混凝剂投加量分别为20、10、5mg/L，混凝沉淀后水浊度均小于3.0NTU，见表1。
表1 添加复配混凝剂处理水的效能
Figure 2013101867404100002DEST_PATH_IMAGE001
实施例3
本实施例中复配高分子混凝剂为聚氯化铝和烷基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物的质量比为1000∶3，制备工艺同实施例1。
采用与实施例1相同的废水、处理程序，复配共聚物混凝剂投加量为30mg/L时，处理后水质为:：COD为421mg/L,去除率为92.0 %；色度128倍，去除率89.3%；SS为10mg/L,去除率99.5%；PH6.4。混凝沉淀后水质清澈。
实施例4
以实施例2中长江某水厂的原水（浊度500.7NTU，PH 7.15，22℃），用不同复配量的复配混凝剂进行处理，投加量均10mg/L，采用如下处理程序：第一次500转/分，混合1分钟；第二次300转/分，混合5分钟；然后沉淀15分钟。处理结果见表2；
表2 添加不同类型复合混凝剂、不同复配剂量处理水的效能
Figure 191305DEST_PATH_IMAGE002
从表中可以看出，按聚氯化铝∶烷基二烯丙基氯化铵均聚物=1000∶（1～5）复配的复合混凝剂，均可以使剩余浊度达到要求。有机絮凝剂复配剂量超过3‰，剩余浊度降低不明显，复配成本显著增加，则以复配剂量3‰为最佳。
按聚氯化铝∶烷基二烯丙基氯化铵/丙烯酰胺共聚物=1000∶（1～5）复配的复合混凝剂，均可以使剩余浊度达到要求。有机絮凝剂复配剂量超过3‰，剩余浊度降低不明显，复配成本明显增加，以复配剂量3‰为最佳。
实施例5
在复配过程中，PDMDAAC均聚物或共聚物需先进行稀释，稀释浓度直接影响产物的混凝性能。稀释浓度高，水分增加，无机高分子混凝剂量减少，效能降低；稀释浓度低，PDMDAAC均聚物或共聚物在无机高分子混凝剂中分布不均匀，效能降低；以26%的稀释浓度最佳。
以长江原水（浊度98.5NTU，PH 7.15，22℃）为例，均投加复合混凝剂5mg/L，按下列程序混凝：第一次500转/分，混合1分钟；第二次300转/分，混和5分钟；沉淀15分钟。
表3 用不同稀释浓度配制的复合混凝剂，处理水的效能
不同浓度（%）配制的复合混凝剂   20   22   24   26   28   30
剩余浊度（NTU）   4.5   3.2    2.7   1.6   2.5   3.6 
从表中可知，控制稀释浓度在20%～30%，处理水剩余浊度均低于5NTU，但以26%的稀释浓度为最佳。
上述实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明的构思和保护范围进行限定，本发明的普通技术人员对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。

Claims (9)

1.一种水处理用PAC-PDMDAAC复合高分子混凝剂，其特征在于：所述的复合高分子混凝剂是由聚氯化铝、烷基二烯丙基氯化铵的均聚物或共聚物构成。
2.根据权利要求1所述的一种水处理用PAC-PDMDAAC复合高分子混凝剂，其特征在于：聚氯化铝和烷基二烯丙基氯化铵的均聚物的质量比为1000:1～5。
3.根据权利要求2所述的一种水处理用PAC-PDMDAAC复合高分子混凝剂，其特征在于：聚氯化铝和烷基二烯丙基氯化铵的均聚物的质量比例为1000:3。
4.根据权利要求1所述的一种水处理用PAC-PDMDAAC复合高分子混凝剂，其特征在于：所述烷基二烯丙基氯化铵的均聚物为聚二甲基二烯丙基氯化铵和聚二乙基二烯丙基氯化铵中的一种或两种混合。
5.根据权利要求1所述的一种水处理用PAC-PDMDAAC复合高分子混凝剂，其特征在于：聚氯化铝和烷基二烯丙基氯化铵的共聚物的质量比为1000:1～5。
6.根据权利要求5所述的一种水处理用PAC-PDMDAAC复合高分子混凝剂，其特征在于：聚氯化铝和烷基二烯丙基氯化铵的共聚物的质量比为1000:3。
7.根据权利要求1所述的一种水处理用PAC-PDMDAAC复合高分子混凝剂，其特征在于：所述烷基二烯丙基氯化铵的共聚物为二甲基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物和二乙基二烯丙基氯化铵与丙烯酰胺的共聚物的一种或两种混合。
8.一种水处理用PAC-PDMDAAC复合高分子混凝剂，其特征在于：包括如下步骤：
a.将烷基二烯丙基氯化铵的均聚物或共聚物PDMDAAC用水在常温下配置成20～30%的质量浓度；
b.将a）步骤中的物料与粉末状聚氯化铝，按比例加入磨浆磨粉机中，在常温常压下，以1400转/分的速度搅拌混合后，形成60～100目粉末状固体。
9.根据权利要求8所述的一种处理自来水、工业源水及城市生活污水的复合高分子混凝剂的配制方法，其特征在于：所述聚氯化铝稀释后的质量浓度为26%。
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