[发明专利]聚合铝与聚丙烯酰胺复合型高效能絮凝剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种无机高分子聚合氯化铝与有机高分子聚丙烯酰胺复合型高分子絮凝剂及其制备方法，属于水处理用絮凝剂的技术领域。

混凝过程是城市用水和工业废水处理工艺中应用最普遍的关键环节之一。它决定着后续流程的运行状况、最终出水水质和成本费用等。而药剂在混凝过程中又起着极为重要的作用，有着广泛的需求。混凝剂按其化学性质可以区分为两大类，即无机混凝剂与有机混凝剂。同时还可以按分子量大小进一步区分为低分子凝聚剂与高分子絮凝剂。

传统混凝剂属于低分子凝聚剂，主要为铝系与铁系盐类，如硫酸铝、三氯化铁等。在其使用过程中具有反应速率慢、药耗高、低温低浊水处理效果不佳等缺陷。新一类水处理药剂—无机高分子絮凝剂，自六十年代出现后，在世界范围内迅速发展起来。它比传统药剂可成倍提高效能而价格相应较低，因而有逐步成为主流药剂的趋势。无机高分子絮凝剂现已逐步形成系列品种。其中聚合氯化铝、聚合硫酸铝、聚合硫酸铁已有固定产品。同时，有机高分子絮凝剂在水处理领域中的应用也得到了迅速的发展，特别是在给水、造纸、钢铁、冶金、化学等工业部门的用量最大。

近年来，有机高分子在其品种、产量方面也得到了迅速的增长。有机高分子絮凝剂同无机混凝剂相比具有如下特点：(1)用量少，1ppm～数十ppm的有机高分子絮凝剂即可发挥良好的絮凝效果，其用量只相当于无机混凝剂的几十分之一～几百分之一。(2)澄清水质的能力强，有机高分子的长链可以在更多的颗粒物之间架桥，形成较大的絮体，从而有效的网捕水中细小的颗粒物，提高水的澄清度。(3)絮凝速度快，几秒钟内就可形成较大的凝聚物，大大提高了沉降、浮上和过滤脱水的速度，缩短了操作时间。(4)有机高分子絮凝剂的絮凝性能不易受水的pH值等因素的干扰。(5)生成的污泥量少。聚丙烯酰胺是人工合成有机高分子絮凝剂中最重要的一种，在实际中得到了最为广泛的应用。它是一种线型超高分子量的聚合物，同时由于支链上带有酰胺基，而该基团对水体颗粒物具有吸附能力，所以表现出较强的絮凝性能。

本发明的目的在于聚合氯化铝中引入有机高分子制成复合絮凝剂后，一方面，可以克服无机絮凝剂分子链短，在颗粒物之间架桥形成大的絮凝体、通过卷扫去除微小颗粒方面的不足；另一方面，在不对无机高分子较强的中和颗粒物表面负电荷的能力产生大的影响。

原料可以是各类方法生产的聚合氯化铝和各种类型的聚丙烯酰胺，包括阳离子型、非离子型和阴离子型。

针对不同水质状况，可以适当调节聚合氯化铝的碱化度与聚丙烯酰胺的含量。

实施实例：

称取30.00g含Al₂O₃ 16.54％、碱化度为60％的聚合氯化铝，置于60℃水浴中，在强烈磁力搅拌条件下，缓慢滴加0.1％的阴离子型聚丙烯酰胺溶液，52.40g，滴加速度为0.02g/min，即制成有机物和铝的重量比(简记为O/A)为0.02的无机—有机复合型高分子絮凝剂。制备过程中聚合氯化铝的浓度、阴离子型聚丙烯酰胺的浓度可根据实际进行调整，避免有机高分子溶液加入后形成絮状沉淀从体系中析出。

本絮凝剂与单独使用聚合氯化铝净水效果对比：

原水pH7.5，温度20℃

             投药量      原水浊度    余浊

            (Al mg/L)     (ntu)      (ntu)本絮凝剂          2.16         90         0.8聚合氯化铝        2.16         90         2.7本絮凝剂          2.30         90         0.3聚合氯化铝        2.30         90         2.2本絮凝剂          2.43         90         0.0聚合氯化铝        2.43         90         1.7

由此可见，本法制备的絮凝剂其净水效果显著优于聚合氯化铝。