[发明专利]一种复合絮凝剂的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于环境工程和化学工程领域，涉及水和废水处理、污泥脱水、精细化学品的合成等。

背景技术

絮凝是水和废水处理中一种重要的物理化学方法。絮凝法能有效脱除80％～95％的悬浮物质和65％～95％的胶体物质，对降低水中COD值有重要作用。絮凝对去除水中的细菌、病毒效果稳定，通过絮凝净化，一般能把水中90％以上的微生物与病毒一并转入污泥，使进一步处理水的消毒、杀菌变得比较容易。高效的絮凝技术应该以具有优异性能的絮凝剂为基础。絮凝剂的优劣是决定絮凝效果甚至整个水处理效果的关键因素之一。因此，开发新型高效优质絮凝剂产品以提高水处理效果、降低成本、拓展应用领域，是水处理工作中的一项重要任务。

絮凝剂按照其化学成分可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂和无机-有机复合絮凝剂三大类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂；有机絮凝剂包括合成有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。而有机-无机复合絮凝剂由于兼具无机絮凝剂和有机絮凝剂的特点，因而具有单一絮凝剂所不具备的优点，成为目前絮凝剂开发的重点。

无机高分子絮凝剂是无是在传统的铝盐、铁盐絮凝剂基础上发展起来的一类新型水处理药剂。与无机盐类絮凝剂相比，无机高分子絮凝剂絮体形成速度快，颗粒密度大，沉降速度快，对于COD和BOD以及色度、微生物等有较好的去除效果，对处理水的温度和pH值适用范围广，具有原料价格低廉，生产成本较低等优点。

聚硅酸是一种新型的无机高分子絮凝剂。通常条件下组分带负电荷，属阴离子高分子絮凝剂，主要依靠表面羟基的氢键作用可以吸附许多其它分子，其最大的优点在于其毒性很小而且价格低廉，具有很强的吸附架桥能力。但由于其阴离子性，电中和作用较弱。

有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比，具有用量少，絮凝速度快，受共存盐类、pH值及温度影响小，生成污泥量少，并且容易处理等优点。目前使用的有机高分子絮凝剂主要有合成和天然改性两种。合成有机高分子絮凝剂中以聚丙烯酰胺系列最为广泛。聚丙烯酰胺(PAM)有非离子型、阳离子型和阴离子型三种，它们的分子量均在50～600万之间。阳离子型PAM可通过吸附电中和及吸附架桥两种作用使带负电荷的胶体颗粒和其他污染物质脱稳而得到去除，具有良好的除浊、脱色等功能，特别适用于胶体物质含量高的废水、污泥脱水和有色废水的处理等。

发明内容

本发明将聚硅酸与阳离子聚丙烯酰胺进行复合，制备有机-无机复合高分子絮凝剂。聚硅酸属于阴离子无机高分子聚合物，对水中带负电荷的胶体颗粒不具有电中和作用，其絮凝性仅表现为对胶体颗粒的吸附架桥性。在聚硅酸絮凝剂中引入阳离子聚丙烯酰胺进行复合共聚，可以提高聚硅酸絮凝剂的表面电荷，加强其对带负电胶体的电中和作用，发挥二者的协同作用，从而提高其絮凝能力。聚硅酸是由水玻璃为原料合成，其原料来源广、成本低。复合絮凝剂高岭土模拟水样的浊度去除率达90.81％，采用聚硅酸絮凝剂的去除率仅为45.72％，采用阳聚丙烯酰胺离子的去除率为56.34％，而二者同时使用时去除率为74.62％。

具体实施方式

以下通过实施例对本发明作进一步的描述。

实施例1

取2.5mLSiO₂质量分数为6.5％的水玻璃稀溶液，在搅拌条件下，滴加10mL1:1盐酸溶液中，直至pH值为3～4。再加入2mg/L的C-PAM溶液搅拌2h(转速为100r/min)后，用1mol/L的NaOH溶液调节pH值为1～2，混匀，得微白色液体即为复合絮凝剂。用其处理浊度为118.38FTU的高岭土模拟水样，浊度去除率可达87.21％。

实施例2

取2.5mLSiO₂质量分数为6.5％的水玻璃稀溶液，在搅拌条件下，滴加10mL1:1盐酸溶液中，直至pH值为3～4。再加入3mg/L的C-PAM溶液，搅拌2h(转速为100r/min)后，用1mol/L的NaOH溶液调节pH值为1～2，混匀，得微白色液体即为复合絮凝剂。用其处理浊度为118.38FTU的高岭土模拟水样，浊度去除率可达86.89％。

实施例3

取3.0mLSiO₂质量分数为6.5％的水玻璃稀溶液，在搅拌条件下，滴加10mL1:1盐酸溶液中，直至pH值为3～4。再加入2mg/L的C-PAM溶液搅拌2h(转速为100r/min)后，用1mol/L的NaOH溶液调节pH值为1～2，混匀，得微白色液体即为复合絮凝剂。用其处理浊度为118.38FTU的高岭土模拟水样，浊度去除率可达74.38％。