本发明专利技术公开了一种聚合氯化铝－聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂及其制备与应用方法。该复合混凝剂的制备是将聚合氯化铝ＰＡＣ干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到ＰＡＣ溶液；在常温下搅拌该ＰＡＣ溶液，加入ＰＤＭＤＡＡＣ胶体；在常温下搅拌混合溶液直到ＰＤＭＤＡＡＣ胶体完全溶解，得到稳定的聚合氯化铝－聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂。其应用方法是将该复合混凝剂以任何比例与水稀释后或者直接投加用于原水和废水、污水的混凝处理以及污、淤泥脱水处理过程。本发明专利技术选用成分结构、含量范围明确，保证制得复合混凝剂产物性能及其稳定性，且工业生产上原料极易得；该复合混凝剂在水处理过程中，各种功能可调，适用性强，降低成本，强化混凝效果，明显提高出水水质。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种水溶性无机高分子与有机阳离子高分子聚合物的复合物制备技 术，特别是一种聚合氯化铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂及其制备与应用方 法。
技术介绍
聚合氯化铝(Poly Aluminum Chloride, PAC)是一种应用广泛的无机高分子水处理 剂，其结构示性式如下Aln(OH)mCl(3n.m) (式l) 其中， 0<m<3n。作为水处理剂，聚合氯化铝的优点在于比传统的低分子铝盐，如硫酸铝、氯化 铝等，相对分子质量大，更有效的架桥吸附能力，而且比有机高分子混凝剂的价格低。 但是，因受其分子结构和聚合度的限制，在电中和、凝聚架桥和絮凝作用方面，仍处 在传统铝盐与有机高分子之间，且其稳定性易受环境影响。因此，在实际应用中，存 在着投加药剂量大，产生的沉淀污泥松散、颗粒细、体积大等缺点。聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)是一种水溶性阳离子聚合物，其正电荷 密度高，水溶性好，相对分子质量易于控制，高效无毒。因此，被广泛应用于石油、造纸、采矿、纺织、印染、日用化工多个领域。其分子结构式如下 <formula>formula see original document page 4</formula>式中，n>2。作为水处理药剂，聚二甲基二烯丙基氯化铵的优点在于它较无机高分子混凝剂， 如聚合氯化铝，相对分子质量高而且可调，产物稳定性好，受环境条件影响小，对水<formula>formula see original document page 4</formula>六元环结构(式2)五元环结构中胶体物质的吸附架桥能力强，絮凝效果好。但是，单独用作水处理剂时，存在药剂 价格高导致的水处理成本高和最佳投药量范围窄的不足。因此，通过无机和有机高分 子的水处理剂的复合使用来强化水处理效果，拓宽药剂的使用范围，降低使用成本， 提高处理后水质的研究工作早就引起了国内外研究者重视。通常他们采用市售商品的 无机混凝剂与含二甲基二烯丙基氯化铵单元的聚合物在使用前配成一定比例的混合物 后加入到待处理水中，或处理时按一定比例同时加入到待处理的水中使用。例如文献1 (Denis E. Hassick, Jeseph P. Miknerich, Flocculation of Suspended Solid From Aqueous Solutions. US 4, 800， 039, 1989-1-24)，用水合氯化铝(Aluminum Chlorohydrate, ACH)与水溶性二烷基二烯丙基铵盐聚合物(Dialkyl diallyl ammonium polymers)制备复合物，用于处理低浊度原水，并指出水合氯化铝ACH与聚合物聚 二甲基二烯丙基氯化铵(Poly-dimethyldiallyl ammonium chloride , Poly-DMDAAC)的重量比以其所含活性组份计为5: i，较好的为io : l-ioo : i时对低浊度水处理效果优于单独使用ACH或Poly-DMDAAC的效果。其中，所用ACH的二种产品分别购自 Reheis和Cortlic公司，活性份为50%的聚合物购自Calgon公司，按形态分为干粉和液 体，其活性份分别为100% (干粉)，20%或30% (液体)，相对分子质量分别为20万 (干粉)，0.4~3万(液体，低相对分子质量)，5CM50万(中相对分子质量)和100~200 万(高相对分子质量)。各种比例的复合物用于处理低浊度原水，均得到比单独使用 ACH好的脱浊效果。文献2 (Massaki Hosina， Hedeo Tsugana， Minoru, Okada, et al. Treatment of algae-containing water with polyaluminum chloride and poly-dimethyldiallyl ammonium chloride. JP 06, 182, 356 A， 1994-6-25)，采用硫酸根离子SO:—含量为1%~5%，碱度为 35% 65%的聚合氯化铝(Poly Aluminum Chloride, PAC)和特征黏度为1.3dL/g的聚二甲基二烯丙基氯化铵的混合物对含藻水进行处理。结果表明两种药剂同时加入被处理水中的方法得到的处理效果比任一种药剂单独加或者任一药剂先加再加第二种药剂方法得到的处理效果要好。这种处理含藻水的脱浊处理方法降低了无机药剂PAC的用 量，产生较少的淤泥，但对不含藻水无明显效果。文献3 (Richard Alan Hasse. Charification of water and wastewater. US 6, 120, 690,盐或铝盐聚合物与高相对分子质量的季化聚合物在水中或废水中混 合形成凝聚悬浮物，产生固液分离来净化水，达到脱浊、脱色和除藻效果。其中铝盐 包括硫酸铝(AS)和氯化铝(AC)，铝盐聚合物为聚合碱式氯化铝(PAHC)、聚合氯 化铝(PAC)和聚合硫酸硅铝(PASS),铝盐含量以有效份计。聚季盐化物为具有高低 两种相对分子质量的季铵盐聚合物二烯丙基二甲基氯化铵(quaternized polymers such as diallyl dimethyl ammonium chloride DMDAAC)。其中高相对分子质量范围为100万~300 万(产品20%含量时的黏度为1000cps)，低相对分子质量范围为5万 100万。这种混 合物的使用方法为在将其加入水或废水中前按比例混合后加入或直接在水或废水中按 比例混合，来除去水和废水中的悬浮物颗粒。该混合物适用于碱度小于30mg/L或者浊 度大于150NTU的原水，与传统的低分子铝盐或者铝盐聚合物单独使用时，或者铝盐 及铝盐聚合物与低相对分子量的季铵盐聚合物二甲基二烯丙基氯化铵混合物的使用时 的情况相比可以达到减少铝盐用量和提高脱浊和脱色效果的目的。国内的研究者也进行了相似的工作，用无机盐/有机高分子聚合物的复合物处理各 种原水和废污水。例如，文献4 (胡勇有，谢磊.聚合氯化铝与二甲基二烯丙基氯化铵 聚合物复合混凝剂及其制造方法与应用.CN 1,205,133C， 2005-6-8)采用先将聚合氯化 铝固体PAC溶解形成质量分数为0.1%~20%溶液或直接采用该质量分数PAC溶液，在 搅拌及加热条件下在PAC溶液中加入二甲基二烯丙基氯化物与丙烯酰胺的共聚物溶 液。所述共聚物溶液的质量分数为0.1%~40%。所述搅拌转速为100~1000r/m，所述加 热的条件为控制温度在30 10(TC。熟化反应直至获得稳定的均相溶液。其中，PAC固 体中A1203质量分数为5% 30%，盐基度为45%~85%;或者PAC溶液A1203质量分数 为1%~20%。盐基度45%~85%。该复合混凝剂直接应用工业废水及生活污水的混凝处 理。使脱浊率或COD去除率比单用PAC有明显的提高。文献5 (高宝玉，王燕，岳钦艳.聚合铝二甲基二烯丙基氯化铵均聚物无机有机复 合絮凝剂及其制备工艺，CN 1， 594, 128A, 2005-3-16)采本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚合氯化铝－聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂，其特征在于由以下步骤制备而成，即（１）将聚合氯化铝ＰＡＣ干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到铝盐ＰＡＣ含量以Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］计其质量分数为１０．５％～２０．５％的ＰＡＣ溶液；（２）在常温下搅拌该ＰＡＣ溶液，加入固含量以质量分数计为４０％～７５％并具有特征黏度值为０．５～４．７ｄＬ／ｇ的聚二甲基二烯丙基氯化铵ＰＤＭＤＡＡＣ胶体，使混合溶液中ＰＡＣ的含量以Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］计与ＰＤＭＤＡＡＣ的质量比为２０．０∶１～２．０∶１；（３）在常温下搅拌混合溶液直到ＰＤＭＤＡＡＣ胶体完全溶解，得到稳定的聚合氯化铝－聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张跃军，赵晓蕾，李潇潇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：84[中国|南京]
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