公布日：2022.07.01
申請(qǐng)日：2022.04.08
分類號(hào)：C02F1/56(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明屬于水處理用絮凝劑技術(shù)領(lǐng)域，具體是涉及一種無(wú)機(jī)‑有機(jī)強(qiáng)化除磷絮凝劑的制備方法和廢水處理方法，包括如下步驟，將聚丙烯酰胺溶液加入負(fù)載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液中，控制溫度為50‑90℃，反應(yīng)一段時(shí)間，調(diào)節(jié)pH值為1.5‑4.2，得到除磷絮凝劑；所述負(fù)載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液的制備方法為:將聚合硫酸鐵溶液和硅烷偶聯(lián)劑混合，反應(yīng)，得到改性聚合硫酸鐵；然后將改性聚合硫酸鐵加入硅藻土中，超聲處理，水浴加熱處理，得到負(fù)載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液；使用本申請(qǐng)的除磷絮凝劑，懸浮物去除率和總磷去除率都較高，懸浮物沉降速度更快，處理污水的效果更好。
權(quán)利要求書
1.一種無(wú)機(jī)-有機(jī)強(qiáng)化除磷絮凝劑的制備方法，其特征是，包括如下步驟，將聚丙烯酰胺溶液加入負(fù)載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液中，控制溫度為50-90℃，反應(yīng)一段時(shí)間，調(diào)節(jié)pH值為1.5-4.2，得到無(wú)機(jī)-有機(jī)強(qiáng)化除磷絮凝劑；所述負(fù)載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液的制備方法為，將聚合硫酸鐵溶液和硅烷偶聯(lián)劑混合，反應(yīng)，得到改性聚合硫酸鐵；然后將改性聚合硫酸鐵加入硅藻土中，超聲處理，水浴加熱處理，得到負(fù)載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液。
2.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，聚合硫酸鐵溶液為液體聚合硫酸鐵和水的混合物，液體聚合硫酸鐵和水的體積比為1-3:1。
3.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，硅烷偶聯(lián)劑與聚合硫酸鐵溶液中鐵元素的質(zhì)量比為1-3:6。
4.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一種或多種。
5.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，超聲處理的超聲波功率為300W-600W。
6.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，水浴加熱處理的溫度為40-60℃。
7.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，聚丙烯酰胺溶液通過(guò)滴加的方式加入負(fù)載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液中。
8.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，聚丙烯酰胺溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％。
9.如權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征是，聚丙烯酰胺和聚合硫酸鐵溶液中鐵元素的質(zhì)量比為0.2-0.6:100。
10.一種廢水處理方法，其特征是，在待處理的廢水中加入如權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法得到的無(wú)機(jī)-有機(jī)強(qiáng)化除磷絮凝劑。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種無(wú)機(jī)-有機(jī)強(qiáng)化除磷絮凝劑、制備方法和廢水處理方法，使用本申請(qǐng)的無(wú)機(jī)-有機(jī)強(qiáng)化除磷絮凝劑，懸浮物去除率和總磷去除率都較高，懸浮物沉降速度更快，處理污水的效果更好。
本發(fā)明的內(nèi)容包括一種無(wú)機(jī)-有機(jī)強(qiáng)化除磷絮凝劑的制備方法，包括如下步驟，
將聚丙烯酰胺溶液加入負(fù)載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液中，控制溫度為50-90℃，反應(yīng)一段時(shí)間(優(yōu)選為0.5-1h)，調(diào)節(jié)pH值為1.5-4.2(優(yōu)選采用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH值)，得到無(wú)機(jī)-有機(jī)強(qiáng)化除磷絮凝劑；
所述負(fù)載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液的制備方法為，將聚合硫酸鐵溶液和硅烷偶聯(lián)劑混合，反應(yīng)(反應(yīng)時(shí)間優(yōu)選為3-5h)，得到改性聚合硫酸鐵；然后將改性聚合硫酸鐵加入硅藻土中，超聲處理，水浴加熱處理，得到負(fù)載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液。
所述硅藻土和改性聚合硫酸鐵的質(zhì)量體積比為1-3g:100ml。
優(yōu)選的，聚合硫酸鐵溶液為液體聚合硫酸鐵和水的混合物，液體聚合硫酸鐵和水的體積比為1-3:1。
優(yōu)選的，硅烷偶聯(lián)劑與聚合硫酸鐵溶液中鐵元素的質(zhì)量比為1-3:6。
優(yōu)選的，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一種或多種。
優(yōu)選的，超聲處理的超聲波功率為300W-600W。
優(yōu)選的，水浴加熱處理的溫度為40-60℃(水浴時(shí)間一般為0.5-1h)。
優(yōu)選的，聚丙烯酰胺溶液通過(guò)滴加的方式加入負(fù)載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液中。
優(yōu)選的，聚丙烯酰胺溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5％。
優(yōu)選的，聚丙烯酰胺和聚合硫酸鐵溶液中鐵元素的質(zhì)量比為0.2-0.6:100。
本發(fā)明提供一種廢水處理方法，步驟為，在待處理的廢水中加入上述制備方法得到的無(wú)機(jī)-有機(jī)強(qiáng)化除磷絮凝劑。
本發(fā)明的有益效果是，硅烷偶聯(lián)劑的硅烷氧基對(duì)無(wú)機(jī)物具有反應(yīng)性，有機(jī)官能基對(duì)有機(jī)物具有反應(yīng)性或相容性，因此，當(dāng)硅烷偶聯(lián)劑介于無(wú)機(jī)和有機(jī)界面之間，可形成有機(jī)基體-硅烷偶聯(lián)劑-無(wú)機(jī)基體的結(jié)合層。
硅藻土本身載體具有吸附團(tuán)聚作用，并且硅藻土中的多種金屬物質(zhì)可以和聚合硫酸鐵相互作用形成具有多種價(jià)鍵結(jié)構(gòu)的三維網(wǎng)狀大分子聚合體，有利于復(fù)合絮凝劑發(fā)揮吸附架橋和卷掃的功能，從而導(dǎo)致負(fù)載硅藻土后的改性聚合硫酸鐵的粘附架橋能力提高。
所合成的無(wú)機(jī)-有機(jī)強(qiáng)化除磷絮凝劑不僅兼具無(wú)機(jī)絮凝劑所帶高密度正電荷和有機(jī)絮凝劑高分子量的特征，并且通過(guò)負(fù)載硅藻土增強(qiáng)了整體的吸附架橋和卷掃的功能，適用的pH范圍在4-11之間。
本申請(qǐng)選用碳酸氫鈉調(diào)節(jié)pH至1.5-4.2之間，可控制目標(biāo)產(chǎn)物的鹽基度至6％-8％之間，廢水中的磷酸根易與游離鐵離子反應(yīng)生成磷酸鐵沉淀，鹽基度過(guò)高則鐵離子結(jié)合了更多氫氧根離子形成氫氧化鐵，導(dǎo)致游離的鐵離子較少，除磷效果不好。
本發(fā)明所合成的無(wú)機(jī)-有機(jī)強(qiáng)化的除磷絮凝劑對(duì)城市、工業(yè)和生活污水中的懸浮物和磷元素去除率分別可高達(dá)95.96％和98.82％。
（發(fā)明人：羅含;徐輝;宋維虎;王馨悅;曹煜;任玉;張四維;周昌群）
