[发明专利]聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合混凝剂及其制备工艺和应用

说明书

技术领域

本发明属于环境废水水处理领域，特别涉及一种聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合混凝剂及其制备工艺和应用。

背景技术

絮凝沉降是目前国内外水工业、水污染治理、海水淡化与节水回用净化处理工程技术领域中普遍用来提高水质处理效率的一种既经济又简便的水质处理方法。水处理技术创新发展、工艺流程的简化、运行费用降低以及水质净化质量提高在很大程度上取决于混凝剂的性能。因此，新型、高效水处理药剂始终是水处理环保产业技术领域中重点发展的支柱产业，也是水工业与水污染治理工程技术与设备创新发展的基础产业。

目前混凝剂的发展方向是朝着高分子化、复合化和多功能化的发展。因此，以下三个方向将成为研究重点：

(1)复合混凝剂的研制：目前，复合混凝剂较传统混凝剂有明显优势，因此如何开发高效复合混凝将使未来研究的热点。为此，我们需要进一步深入对复合混凝剂基础理论研究，优化复合混凝剂的合成工艺，以充分发挥各组分作用及他们之前的协同作用，使产品性能更加优越。

(2)天然高分子改性产物应用：天然高分子活性基团多、价廉无毒、可生物降解的优点使其在“环保世纪”得以大显身手，故克服分子量低、电荷量少、不稳定等技术难题也是混凝剂发展的一道关卡。

(3)微生物混凝剂研发：较其他混凝剂，微生物混凝剂最大的优点是不存在二次污染，安全方便。但由于微生物较难驯化、微生物产物获得成本较大。今后，在微生物混凝剂和传统混凝剂的结合使用应进行更多的研究，以期开发应用范围更广的新型产品。

现在污水的水质复杂化，原有单一絮凝剂难以满足水处理的要求，因此复合混凝剂已经成为人们的关注重点，复合混凝剂不仅保留了原有优点，而且由于协同效应还增强了混凝性能。基于复合混凝剂的化学组成，复合混凝剂可以分为无机-无机复合混凝剂、无机-有机复合混凝剂以及有机-有机复合混凝剂。就具体处理效果来说，无机-有机复合高分子混凝剂是相对较好的。无机高分子混凝剂对各种复杂成分的水处理适用性强，成本低，但生成絮体小，且投药量大，生成污泥量大。相比之下，有机高分子絮凝剂可带-COO-、-NH-、-OH等亲水基团，可具链状、环状等多种结构，利于污染物进入絮体，具有所需用量少、形成絮团大、残余污泥易处理、脱色性好等优点。两者的结合使用效果优于单一絮凝剂的使用效果。

发明内容

为克服现有技术中存在的缺点与不足，本发明的首要目的在于提供一种聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合混凝剂的制备工艺。

本发明的另一目的在于提供上述制备工艺获得的聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合混凝剂。

本发明的再一目的在于提供上述聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合混凝剂的应用。

本发明的目的通过下述技术方案实现：一种聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合混凝剂的制备工艺，具体步骤如下：

1)将硫酸铝置于混合釜内，加水调配得到含量以Al₂O₃计其质量分数为35％～40％的硫酸铝溶液；

2)在70℃搅拌步骤1)获得的硫酸铝溶液，同时滴加质量分数为15％的Na₂CO₃溶液，控制其盐基度到40％～45％，静止3小时，获得PAS溶液(聚合硫酸铝溶液)；

3)在65℃搅拌步骤2)获得的PAS溶液，加入分子量为20～35万的聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)质量分数计其含量20％～30％的二甲基二烯丙基氯化铵均聚物，使混合溶液中PAS的含量以Al₂O₃计与PDMDAAC的质量比为30:1～35:1；

4)搅拌2小时混合溶液，得到稳定的聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂溶液；

5)聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂溶液放入温度为35℃烘箱内至得到固态聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合混凝剂。

一种聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合混凝剂由上述制备工艺获得。

上述聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合混凝剂作为水处理混凝剂应用于废水处理中。

获得的聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合混凝剂通过红外光谱分析，发现聚合硫酸铝-二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复合混凝剂有聚合态铝存在，说明PAS和PMDDAAC通过化学反应发生了相互作用，引起了PAS和PDMDAAC结构的改变。