本发明专利技术公开了一种聚合硫酸铁－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，由以下步骤制备而成，即将聚合硫酸铁干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到铁盐ＰＦＳ溶液；在常温下搅拌该ＰＦＳ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，得到稳定的聚合硫酸铁－聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂。其应用是将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稳定性，且工业生产上原料易得；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】
本专利技术属于水溶性无机高分子与有机阳离子高分子聚合物的复合物的制备方法，特别是一种。
技术介绍
聚合硫酸铁(Poly Ferric Sulfate，PFS)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 (式1) 其中m＞1。 作为水处理剂，聚合硫酸铁的优点不仅在于比传统的小分子铁盐，如硫酸铁、氯化铁，相对分子质量较大，更有效的架桥吸附能力，而且在于比聚合铝盐具有絮凝时间短，絮体密实、沉降速度快，价廉无毒等，同时还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，仍存在着相对分子质量较低，作用活性基团单一，受环境影响大的不足，以致其在电中和、凝聚架桥和絮凝作用方面的能力仍处在传统小分子铁盐与有机高分子之间。此外，存在用量稍大后，处理水返黄的问题。 聚二甲基二烯丙基氯化铵(Polydimethyldiallylammonium chloride，PDMDAAC)是一种水溶性阳离子高分子聚合物，具有正电荷密度高、水溶性好、相对分子质量易于控制、高效无毒的特点。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 (式2) 式中，n＞2。 作为水处理剂，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，如聚合硫酸铁具有相对分子质量高而且可以调节，产物稳定性好，受环境条件影响小，对水中胶体物质的吸附架桥能力强，絮凝效果好的特点。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，和电荷密度高、相对质量密度低导致的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，拓宽这两类药剂的使用范围，降低使用成本，提高处理后水质的研究工作已经引起有关研究者的重视。 例如文献1(李清禄，陈强，林新华.联合使用3种制剂净化特种水产养殖水体.中国水产利学，2001，8(4)83～86)，应用实验室合成的，相对分子质量为50～80万(测定方法未说明)的PDMDAAC，工业品PFS和有效微生物EM，按各自一定投加量直接均匀泼洒在养殖池中，开动增氧机搅水流动来絮凝净化水体。结果表明，三种成分联合使用，可使水体尽快净化。文献2(龚竹清，刘立华，郑雅杰.聚二甲基二烯丙基氯化铵与聚合硫酸铁复合絮凝剂的制备及应用研究.环境污染治理技术与设备，2004，10(5)35～39)，应用由实验室二步法合成的单体二甲基二烯丙基氯化铵(DMDAAC)，以过硫酸铵为引发剂，引发聚合制得PDMDAAC，再经丙酮等有机溶剂重结晶得到固体产物PDMDAAC。其相对分子质量以特征黏度计达到了1.9dL/g。将PDMDAAC固体粉末加入到处在加热(40～60℃)搅拌状态下的PFS溶液中去，形成均相溶液。用该均相PDMDAAC-PFS溶液进行处理生活污水和硅藻土模拟水的试验研究。结果表明，复合药剂达到了克服原药剂各自缺点，强化效能，降低用量和节约成本的目的。 由上述可知，已有的工作均注意到采用无机高分子聚合硫酸铁与有机阳离子高分子聚二甲基二烯丙基氯化铵的复合使用，可用于强化对原水和废水的处理效果，提高药剂对原水和废水的混凝脱浊、絮凝脱色和去除CODCr的能力。在原水处理中还特别注意到可以降低聚合硫酸铁的使用量，来避免处理后水返黄现象出现，提高出水水质。然而上述已有工作存在以下明显缺陷 (1)无机混凝剂聚合硫酸铁中其他重要组份如各种金属盐特别是重金属盐有害杂质的组成和含量不明确，如文献1、2。 (2)所用有机高分子均由实验室方法制得，如文献1、2，特别是采用二步法工艺制得的单体为原料制PDMDAAC，而且还用丙酮等有机溶剂对PDMDAAC产物进行了清洗，去除小分子产物，其特征黏度最大达到了1.9dL/g，如文献2，其用于复合物制备的有机高分子不便于工业化生产。 (3)聚合硫酸铁(PFS)，聚二甲基二烯丙基氯化铵(PDMDAAC)等，各自独立投加，如文献1，或者制成稳定的复合物，但复合时需要加热条件等。如文献2，导致使用或者复合物制备工序较为复杂。 (4)已有复合混凝剂的应用仅涉及到模拟水、生活废水和养殖场水体。如文献1、2，其应用范围窄。 由此可见，上述各种缺陷造成了现有的聚合硫酸铁与聚二甲基二烯丙基氯化铵的共同使用或经复合后使用的复合物尚不能成为一类组成结构明确、生产工艺简洁、使用方便、应用性能优越、适应性广、安全可靠的可用于各种原水，特别是受微污染、高温高浊或低温低浊原水和各种废、污水处理以及污淤泥脱水过程的复合混凝剂。 三
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于提供一种聚合硫酸铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂以及由组成结构明确，杂质含量受控的聚合硫酸铁与由一步法制得的相对分子质量高，且相对分子质量可调、高固含量工业品聚二甲基二烯丙基氯化铵在常温下直接复合，来制备性质稳定、使用方便的系列化复合混凝剂的方法。该制备方法工艺简便，工业化实用性强，系列化产物组成成分明确，性能优越，适用性广，并用于处理多种原水可有效降低聚合硫酸铁的投加量，提高制水厂沉淀池生产能力，使制成后水水质更加安全可靠，也可用于多种废、污水处理以及污、淤泥脱水过程。 本专利技术的另一个目的还在于提供通过上述方法制备的复合混凝剂的应用方法。 实现本专利技术目的的技术解决方案为一种聚合硫酸铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂，由以下步骤制备而成，即(1)将聚合硫酸铁干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到铁盐PFS含量以全铁计其质量分数大于11.0％的PFS溶液； (2)在常温下搅拌该PFS溶液，加入质量分数为40％～75％并具有特征黏度值为0.5～4.5dL/g的聚二甲基二烯丙基氯化铵PDMDAAC胶体，使混合溶液中PFS的含量以全铁Fe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，得到稳定的聚合硫酸铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂。 一种聚合硫酸铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂的制备方法，包括以下步骤 (1)将聚合硫酸铁PFS干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到铁盐PFS含量以全铁计其质量分数大于11.0％的PFS溶液； (2)在常温下搅拌该PFS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0.5～4.5dL/g的聚二甲基二烯丙基氯化铵PDMDAAC胶体，使混合溶液中PFS以全铁计与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，得到稳定的聚合硫酸铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂。 一种对上述的聚合硫酸铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵复合混凝剂的应用方法，是将聚合硫酸铁-聚二甲基二烯丙基氯化铵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。 本专利技术与现有技术相比，其显著优点 (1)选用成分结构、含量范围明确，并符合国家标准(水处理剂聚合硫酸铁PFS，GB14591-2006)的聚合硫酸铁为原料，保证了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。 (2)对于饮用水制备用的聚合硫酸铁规定了无机盐PFS和有机高分本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚合硫酸铁－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）将聚合硫酸铁干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到铁盐ＰＦＳ含量以全铁计其质量分数大于１１．０％的ＰＦＳ溶液；（２）在常温下搅拌该ＰＦＳ溶液，加入质量分数为４０％～７５％并具有特征黏度值为０．５～４．５ｄＬ／ｇ的聚二甲基二烯丙基氯化铵ＰＤＭＤＡＡＣ胶体，使混合溶液中ＰＦＳ的含量以全铁Ｆｅ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，得到稳定的聚合硫酸铁－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，李潇潇，赵晓蕾，
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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