申請日2015.09.09

　　公開(公告)日2015.12.16

　　IPC分類號(hào)C02F1/52

　　摘要

　　本發(fā)明涉及一種處理城市污水絮凝劑的制備方法及應(yīng)用;將模數(shù)2.8～3.5的水玻璃，用水稀釋調(diào)整含量至二氧化硅含量2～10wt%，將溶液通過填裝陽離子交換樹脂的交換柱，得到氧化鈉含量小于1%，pH小于<4的硅酸膠稀液。在雷諾數(shù)大于6000的高轉(zhuǎn)速攪拌情況下，將上述溶液加入與硅酸根摩爾比5～30倍的金屬鋁鹽。將攪拌所得混合物用5～10wt%濃度的鋁酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH至5～6，即可使用�；蛘邔⑵溥M(jìn)行噴霧干燥，所得固體也具有同樣效果。本方法采用具有各種官能團(tuán)的集合體，對(duì)多種污染物絮凝聚集，適宜多種廢水水質(zhì)的處理，其處理污染物范圍廣，效果好，生產(chǎn)原料來源廣，成本低，性能穩(wěn)定，不產(chǎn)生任何環(huán)境污染。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種處理城市污水絮凝劑的制備方法;其特征是步驟如下：

　　1).取模數(shù)2.8～3.5的液體水玻璃，或者將上述模數(shù)的固體水玻璃放入高壓蒸鍋內(nèi)通 入水蒸氣后保持3～6個(gè)大氣壓進(jìn)行壓蒸反應(yīng)，生成液體水玻璃;

　　2).用水稀釋上述水玻璃，調(diào)整二氧化硅含量為2～10wt%，將溶液通過填裝陽離子 交換樹脂的交換柱，得到氧化鈉含量小于1wt%，pH小于<4的硅溶膠稀溶液;

　　3).保持在雷諾數(shù)高于6000的高速攪拌情況下，將上述硅溶膠稀溶液加入與硅酸根 摩爾比5～30倍的10～20wt%濃度的金屬鋁鹽中，同時(shí)將上述攪拌混合物用水冷卻，以使 混合物的溫度保持在40℃以下，以使混合物的溫度保持在約40℃以下;

　　4).將上述混合物，在保持在雷諾數(shù)高于6000的高速攪拌情況下，用5～10wt%濃 度的鋁酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH至5～6，制備的無機(jī)復(fù)合絮凝劑。

　　2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的金屬鋁鹽的陰離子是硫酸根，氯離子， 硝酸根或磷酸根。

　　3.絮凝劑處理城市污水的應(yīng)用，其特征是絮凝劑用于飲用水、廢水處理;紙的生產(chǎn) 以及紙漿或污泥脫水處理。

　　4.如權(quán)利要求3所述的應(yīng)用，其特征是：將待處理原水，先進(jìn)行攪拌1～5min，攪拌 轉(zhuǎn)速150～300r/min;再以30～90r/min攪拌10～30min;加入污水比例為0.02～0.1wt%絮 凝劑;攪拌完成后靜置，得到上清液。

　　說明書

　　一種處理城市污水絮凝劑的制備方法及應(yīng)用

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種處理城市污水絮凝劑的制備方法及應(yīng)用，屬于污水的處理工藝技術(shù)領(lǐng)域。

　　背景技術(shù)

　　城市污水處理技術(shù)，特別是城市污水中的絮凝沉降技術(shù)，在城市污水處理設(shè)施運(yùn)轉(zhuǎn)過程 中起著至關(guān)重要的作用。如今隨著人們生活水平的不斷提高，對(duì)各種食品需求量也越來越多。 目前，我國水處理技術(shù)仍存在效率低、能耗高、維修率高、自動(dòng)化程度低等缺點(diǎn)。在現(xiàn)有廣 泛使用的絮凝劑中，聚鋁絮凝劑含鋁離子使其無法應(yīng)用于食品、給水絮凝過程中，且聚鋁分 子量有限導(dǎo)致絮體體積大、結(jié)構(gòu)松散;聚鐵絮凝劑含有三價(jià)鐵離子，使絮體淤泥帶顏色，同 時(shí)也存在分子量有限，造成絮體體積大、結(jié)構(gòu)松散的問題;聚丙烯酰胺作為高分子有機(jī)絮凝 劑，單獨(dú)使用效果不夠理想，且單體殘留有毒性，往往和以上無機(jī)絮凝劑搭配使用。因此， 開發(fā)新型高效絮凝劑將在生物質(zhì)分離、給水、廢水等處理方面具有特別重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明提供一種處理城市污水的絮凝劑及絮凝處理方法，能有效的除去污水中漂浮的雜 質(zhì)和水溶性色素。以一定模數(shù)的水玻璃為主體，通過陽離子離子交換樹脂調(diào)節(jié)pH，然后加入 硫酸鋁和鋁酸鈉，得到一種無機(jī)復(fù)合絮凝劑。該絮凝劑應(yīng)用于城市污水處理，有很好的絮凝 澄清效果。本方法操作簡單，合成的絮凝劑綠色環(huán)保無污染，澄清后在水中的殘留量少。制 備原料廉價(jià)，適用于工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。

　　本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：

　　一種處理城市污水絮凝劑的制備方法;步驟如下：

　　1).取模數(shù)2.8～3.5的液體水玻璃，或者將上述模數(shù)的固體水玻璃放入高壓蒸鍋內(nèi)通入 水蒸氣后保持3～6個(gè)大氣壓進(jìn)行壓蒸反應(yīng)，生成液體水玻璃;

　　2).用水稀釋上述水玻璃，調(diào)整二氧化硅含量為2～10wt%，將溶液通過填裝陽離子交換 樹脂的交換柱，得到氧化鈉含量小于1wt%，pH小于<4的硅溶膠稀溶液;

　　3).保持在雷諾數(shù)高于6000的高速攪拌情況下，將上述硅溶膠稀溶液加入與硅酸根摩 爾比5～30倍的10～20wt%濃度的金屬鋁鹽中，同時(shí)將上述攪拌混合物用水冷卻，以使混合物 的溫度保持在40℃以下;

　　4).將上述混合物，在保持雷諾數(shù)高于6000的高速攪拌情況下，用5～10wt%濃度的鋁 酸鈉溶液調(diào)節(jié)pH至5～6，制備的無機(jī)復(fù)合絮凝劑。

　　所述的金屬鋁鹽的陰離子是硫酸根，氯離子，硝酸根或磷酸根。

　　本發(fā)明絮凝劑可應(yīng)用于處理城市污水處理，或用于飲用水、廢水處理;紙的生產(chǎn)以及紙 漿或污泥脫水處理。

　　將待處理原水，先進(jìn)行攪拌1～5min，攪拌轉(zhuǎn)速150～300r/min;再以30～90r/min攪拌10～30 min;加入污水比例為0.02～0.1wt%絮凝劑;攪拌完成后靜置，得到上清液。

　　本發(fā)明絮凝劑與常規(guī)固體聚合氯化鐵或液體聚合氯化鋁絮凝劑相比，使用方法類似，不 需要對(duì)原有處理設(shè)備及流程做更多改變。所得液體絮凝劑經(jīng)噴霧干燥后，得到的固體復(fù)合絮 凝劑也不會(huì)降低該產(chǎn)品的使用效果，使用在被處理污水pH、濁度和溫度相似的條件下，同等 使用量的本發(fā)明絮凝劑可使被處理污水的濁度有更大程度的降低，同時(shí)絮凝團(tuán)塊更大，沉降 速率也更快。

　　本方法采用具有各種官能團(tuán)的集合體，對(duì)多種污染物絮凝聚集，適宜于多種廢水水質(zhì)的 處理，其處理污染物范圍廣，效果好，生產(chǎn)原料來源廣，成本低，性能穩(wěn)定，不產(chǎn)生任何環(huán) 境污染，有較好的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。

　　具體實(shí)施方式

　　為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但是本發(fā)明要求保 護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。

　　采用如下方法：

　　1).取模數(shù)2.8～3.5的液體水玻璃，或者將上述模數(shù)的固體水玻璃放入高壓蒸鍋內(nèi)通入 水蒸氣后保持3～6個(gè)大氣壓進(jìn)行壓蒸反應(yīng)，生成液體水玻璃;

　　2).用水稀釋上述水玻璃，調(diào)整二氧化硅含量為2～10wt%，將溶液通過填裝陽離子交換 樹脂的交換柱，得到氧化鈉含量小于1wt%，pH小于<4的硅溶膠稀溶液，其外觀清澈透明， 作為絮凝劑組分備用;

　　3).保持在雷諾數(shù)高于6000的高速攪拌情況下，將上述中間體混合物加入與硅酸根摩 爾比5～30倍的10～20wt%濃度的金屬鋁鹽(其陰離子可以是硫酸根，氯離子，硝酸根，磷酸 根等，或者技術(shù)熟練人員已知的其它鹽代替部分引進(jìn))，同時(shí)冷卻，以使混合物的溫度保持在 約40℃以下，該反應(yīng)是放熱的。在這一反應(yīng)期間，碳酸鈉與酸性金屬鋁鹽溶液反應(yīng)，生成 二氧化碳?xì)怏w從溶液中逸出，但部分碳酸鹽仍有可能留在溶液中;

　　4).將上述混合物，在保持上述高轉(zhuǎn)速攪拌情況下，用5～10wt%濃度的鋁酸鈉溶液調(diào)節(jié) pH至5～6，產(chǎn)生一種清澈的溶液，即為制備的無機(jī)復(fù)合絮凝劑，可以投入使用�；蛘邔⑸鲜� 溶液進(jìn)行噴霧干燥，所得固體也具有同樣效果。

　　其中，把含有Na+的硅酸溶液通過交換樹脂時(shí)，Na+取代了陽離子交換樹脂上的H+，于 是水玻璃硅酸溶液中的Na+被除去，H+陽離子與水玻璃硅酸鈉中的硅酸根生成具有活性的硅 溶膠稀溶液流出。

　　本發(fā)明保持在雷諾數(shù)高于6000的高速攪拌條件是工藝一個(gè)必要組成部分。在反應(yīng)過程 中，由于硅溶膠與金屬鋁鹽、金屬鋁鹽與鋁酸鈉間反應(yīng)速度快。高轉(zhuǎn)速攪拌條件可以瞬時(shí)高 度稀釋反應(yīng)物，可以避免中間體混合物的局部過濃，從而避免了微小固體凝膠顆粒的形成和 出現(xiàn)。其次，高轉(zhuǎn)速攪拌條件也可以使任何已經(jīng)團(tuán)聚的微小凝膠顆粒重新打散，并進(jìn)而解體 成高度分散的非凝聚形式。

　　本發(fā)明所得絮凝劑可用于飲用水和廢水處理，紙的生產(chǎn)以及紙漿或污泥脫水。具體處理 步驟為：將待處理原水，先進(jìn)行快速攪拌1～5min，攪拌轉(zhuǎn)速150～300r/min;再進(jìn)行慢速攪 拌10～30min，攪拌轉(zhuǎn)速30～90r/min;加入污水比例為0.02～0.1wt%絮凝劑。攪拌完成后靜 置，測定上清液的濁度、UV254、pH。