一种无机‑阳离子高分子复合混凝剂及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种复合混凝剂及其制备方法，该复合混凝剂由丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物和无机混凝剂形成，制备时，先将丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物的胶体颗粒或干粉制成溶液；然后将无机混凝剂干粉或液体加入制备的丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物溶液中，常温下搅拌，直到无机混凝剂完全溶解，得到稳定的无机混凝剂‑丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物混凝剂。工艺简洁、实用性强，系列化复合混凝剂产物成分明确、性能优越、特别适用于生活污水、工业废水和原水的处理，可提高无机混凝剂的混凝处理能力，降低无机混凝剂使用量，还可用于及污、淤泥的脱水过程。

An inorganic cationic polymer composite coagulant and preparation method thereof

【技术实现步骤摘要】
一种无机-阳离子高分子复合混凝剂及其制备方法
本专利技术涉及废、污水处理
，尤其涉及一种无机-阳离子高分子复合混凝剂。
技术介绍
随着经济的发展和人口增加，在工业生产和人们生活中产生大量富含有机污染的工业废水和生活污水，若不加以处理使其达到排放标准，将对天然水体产生严重污染。对废、污水和原水，采用无机/有机复合混凝剂进行强化混凝处理的方法是较为经济有效的一种强化手段。目前有关无机/有机复合混凝剂的文献报道大部分为无机混凝剂与二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)均聚物(PDMDAAC)、或者聚丙烯酰胺(PAM)复合得到。以二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)由于空间位阻大，聚合活性不高，自身聚合往往得不到高相对分子质量和高转化率的聚合物产品。由于相对分子质量有限，架桥絮凝能力不足，限制了其强化混凝能力。例如，对比文件1-对比文件4(CN200710024361.X，CN200710024362.4，CN200910264157.4，CN200710025017.2，)将无机混凝剂(聚合氯化铝PAC、聚合硫酸铁PFS、硫酸铝AS、聚合硫酸铝PAS)干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到无机混凝剂溶液。常温条件下搅拌该溶液，加入特征黏度值为1.0-4.7dL/g的聚二甲基二烯丙基氯化铵PDMDAAC胶体或干粉，其固含量以质量分数计为20％-75％或(92±2)％，使混合溶液中无机混凝剂与PDMDAAC的质量比为20.0∶1-2.0∶1。搅拌得到稳定的无机-PDMDAAC复合混凝剂。该复合混凝剂的使用不影响制水厂常规投加工艺。在处理多种类型的微污染原水过程中，相对于无机混凝剂可起到明显的强化混凝处理效果。其制备工艺为在无机混凝剂溶液中加入水溶性聚合物胶体或干粉在搅拌溶解的过程，高相对分子质量的水溶性聚合物胶体和干粉的溶解包括溶胀和溶解过程，无机混凝剂溶液中含有大量无机盐(含量以Al2O3或Fe3+计在7％以上)，会减缓聚合物与水的结合，导致聚合物溶胀和溶解慢，因此含高相对分子质量水溶性聚合物的复合混凝剂制备时间较长，工业级制备随水溶性聚合物相对分子质量的不同一般需要1-3天。聚丙烯酰胺(PAM)相对分子质量大，虽然能够有较强的架桥作用，但其分子长链上所带大部分为非离子结构，在溶液中与无机混凝剂混合易于结团析出，与无机混凝剂难以结合形成稳定的复合体系，因此难以得到稳定的复合混凝剂产品。另外，以甲基丙烯酰氧乙基三甲基铵(DMC)，丙烯酰氧乙基三甲基铵(DAC)为代表的丙烯酰氧烷基季铵盐类单体虽然聚合活性高，易于得到高相对分子质量的聚合物产品，但其分子结构含有酯基，聚合得到的聚合物在常规使用浓度下易水解而降低性能，无法与无机混凝剂复合形成稳定的复合混凝剂。
技术实现思路
为解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出一种无机混凝剂-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物复合混凝剂及其制备方法。该复合混凝剂中丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物具有更宽泛的相对分子质量，均聚物用量更小，复合混凝剂絮凝效果更为优越，特别适用于生活污水、工业废水和原水的处理，可提高无机混凝剂的混凝处理能力，降低无机混凝剂使用量，还可用于及污、淤泥的脱水过程。制备方法解决了水溶性聚合物在无机混凝剂溶液中溶胀和溶解速度慢的问题，工艺简洁、实用性强，易于工业化。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：一种无机-阳离子高分子复合混凝剂，由丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物和无机混凝剂形成。丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵是阳离子型水溶性高分子化合物，是由阳离子单体丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵经自由基聚合得到。丙烯酰胺烷基氯化铵类季铵盐具有较高的聚合活性，可得到较高相对分子质量均聚物产品，同时克服了丙烯酰氧类阳离子均聚物易水解，在高pH值环境下无法使用的缺点。因此，可与无机混凝剂进行复合制备高效复合混凝剂。进一步地，所述的丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物为甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵或丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵的均聚物。进一步地，所述的无机混凝剂为无机混凝剂包括硫酸铝(AS)、氯化铝(AC)、聚合氯化铝(PAC)、聚合硫酸铝(PAS)、硫酸铁(FS)、氯化铁(FC)、聚合硫酸铁(PFS)、聚合氯化铁(PFC)中的一种或其中几种的混合物。本专利技术同时公开了一种无机-阳离子高分子复合混凝剂的制备方法，包括以下步骤：(1)将丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物的胶体颗粒或干粉制成溶液；(2)将无机混凝剂干粉或液体加入步骤1中制备的丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物溶液中，常温下搅拌，直到无机混凝剂完全溶解，得到稳定的无机混凝剂-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物混凝剂。作为优选地，所述的步骤1具体为在常温条件下在混合釜内加入水和丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物的胶体或干粉，在常温条件下继续搅拌，使得丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物完全溶解。进一步地，步骤1中加入的丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物黏度值范围为1.5-6.0dL/g，其固含量以质量分数计分别为40％-70％或(90±5)％，步骤1中形成的溶液中丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物质量百分含量为0.015％-1.3％。作为优选地，所述的步骤2经复合制得的复合混凝剂中无机混凝剂含量以Al2O3％(铝盐混凝剂)或Fe3+(铁盐混凝剂)计为7.0％-15.0％。作为优选地，步骤2经复合制得的复合混凝剂中无机混凝剂的含量以Al2O3％(铝盐混凝剂)或Fe3+(铁盐混凝剂)与丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物含量之比为500.0:1-10:1。一种无机-阳离子高分子复合混凝剂的应用方法，将复合混凝剂直接投加或稀释后投加用于原水和废水、污水的絮凝处理以及污、淤泥脱水处理过程。有益效果：(1)应用系列相对分子质量(特征黏度1.5-6.0dL/g)丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物与无机混凝剂复合，加强无机混凝剂的电中和、架桥和网捕能力，并形成特征黏度系列化，均聚物具有不同质量比的系列化复合混凝剂。与无机/PDMDAAC复合混凝剂相比，本复合混凝剂中丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物具有更宽泛的相对分子质量，并带有甲基，具有一定疏水性能，能与水中颗粒上的疏水基团结合，由此均聚物用量更小，絮凝效果更为优越。(2)采用先使均聚高分子在水溶液中搅拌溶解，再将无机混凝剂溶入聚合物溶液的方法，避免了将均聚高分子溶入无机混凝剂的方法导致高浓度离子阻止均聚物溶胀和溶解的问题，均聚高分子溶解相对较快，也就大幅度降低了复合混凝剂制备时间，由此可将以高相对分子质量水溶性聚合物制备复合混凝剂的制备时间从1-3天降低至6h以内。(3)复合混凝剂以单一药剂形式，直接按投加量要求(或稀释后)用于各种废污水处理以及污泥、淤泥脱水过程，使用方法极为方便简洁，各种功能可调，适用性强，可代替无机混凝剂起到降低药剂使用成本，强化混凝效果，明显提高出水水质等多重功能。具体实施方式实施例1一种无机-阳离子高分子复合混凝剂的制备方法，(1)在常温下在混合釜内加入627.48kg水和固含量以质量分数计为65％，并具有特征黏度值为5.78dL/g的丙烯酰胺丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无机‑阳离子高分子复合混凝剂，其特征在于，由丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物和无机混凝剂形成。

【技术特征摘要】
1.一种无机-阳离子高分子复合混凝剂，其特征在于，由丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物和无机混凝剂形成。2.根据权利要求1所述的无机-阳离子高分子复合混凝剂，其特征在于，所述的丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物为甲基丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵或丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵的均聚物。3.根据权利要求1所述的无机-阳离子高分子复合混凝剂，其特征在于，所述的无机混凝剂为无机混凝剂包括硫酸铝、氯化铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铝、硫酸铁、氯化铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铁中的一种或其中几种的混合物。4.一种制备权利要求1-3任意一项所述的无机-阳离子高分子复合混凝剂的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物的胶体颗粒或干粉制成溶液；(2)将无机混凝剂干粉或液体加入步骤1中制备的丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物溶液中，常温下搅拌，直到无机混凝剂完全溶解，得到稳定的无机混凝剂-丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物混凝剂。5.根据权利要求4所述的无机-阳离子高分子复合混凝剂的制备方法，其特征在于，所述的步骤1具体为在常温条件下在混合釜内加入水和丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离子单体均聚物的胶体或干粉，在常温条件下继续搅拌，使得丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵类阳离...

【专利技术属性】
技术研发人员：李潇潇，郑康，陈林，田兴友，袁云，代强，曹宇翔，袁丽，
申请(专利权)人：中科乐美环保科技有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51