專利名稱：有機-無機離子型雜化高效絮凝劑的制作方法
技術領域：
本發明涉及水處理化學藥劑，尤其涉及一種有機-無機離子型雜化高效絮凝劑。
背景技術：
無機絮凝劑具有較強的電荷中和能力，作用快，毒性低，原料來源廣，使用成本低等特點，有機高分子絮凝劑同無機絮凝劑相比，具有用量少、絮凝速度快、受共存鹽類、pH值及溫度影響小、生成污泥量少、并且容易處理等優點，通常情況下，無機絮凝劑和有機高分子絮凝劑要分步加入才有較好的協同效果，即首先無機絮凝劑發揮電中和破壞廢水中懸浮膠體粒子的穩定性，而后有機高分子進一步架橋產生大而實的絮體，將有機、無機絮凝劑機械混合后制成復合型絮凝劑，由于無機絮凝劑的電解質效應，導致溶液中有機高分子鏈收縮，特別是隨貯存的延長，導致復合絮凝劑的黏度下降，效果明顯降低。
發明內容
本發明的目的是提供一種有機-無機離子型雜化高效絮凝劑。
有機-無機雜化離子型高效絮凝劑的重量百分比是氫氧化物膠體0.5-15％丙烯酰胺50-95％陽離子型單體0-45％所述氫氧化物膠體指氫氧化鋁、氫氧化鐵、氫氧化鎂、氫氧化鋅四種原料之一或一種以上，膠體粒徑10-200nm。所述陽離子型單體包括N，N-二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)或(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)二種原料之一。上述陽離子單體和丙烯酰胺(acrylamide或AM)均為市售產品。
本發明將具有表面電荷的膠體氫氧化物用于聚合反應中，通過鍵合的作用，使無機微粒和有機高分子鏈之間形成星型雜化結構，在絮凝過程中，具有表面正電荷的無機氫氧化物通過靜電吸引與廢水中帶負電的懸浮膠粒作用，并通過有機高分子鏈的吸附、架橋等表現出形成絮體大、絮凝速度快的特點，藥效超常發揮，從而導致藥劑利用率高、用藥量大大降低；適當調整藥劑組分的比例，可處理不同成分的廢水(如城市綜合污水及造紙廢水的污泥脫水等)。本發明經深入研究和反復試驗，完成了篩選膠體氫氧化物并使之改性、調節不同單體配比和聚合條件獲得具有不同無機膠體氫氧化物含量和不同陽離子度和不同分子量的雜化絮凝劑的任務，使雜化后絮凝劑的絮凝效果較雜化前同等未雜化的有機高分子絮凝劑提高2～5倍，比雜化前的無機膠體絮凝劑提高40～60倍。
由以上可知，本發明為有機-無機雜化離子型高效絮凝劑，它的特點有(1)通過原位聚合，無機膠體粒子表面與有機高分子鏈鏈端之間形成離子鍵鍵合，避免了直接混合時高分子鏈對無機膠體粒子的吸附而導致的高分子鏈的絮凝有效性的降低；(2)絮凝速度快、絮體大而密實，10分鐘內可達到完全沉淀；(3)投藥量小，最大用量為每噸廢水加入有效成分0.05公斤，可節省藥劑費用30％；(4)由于絮凝效果好、沉淀完全，所處理的廢水的排放指標穩定，運行可靠。
具體實施例方式
本發明離子型雜化絮凝劑的制取過程是，將丙烯酰胺和陽離子單體溶于常規方法制備的氫氧化物膠體溶液，加入過硫酸鹽-亞硫酸氫鈉氧化-還原引發劑，在N2保護下，保持溫度50-60℃聚合即得離子型雜化絮凝劑。
實施例1將丙烯酰胺52公斤、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨24公斤和3％的氫氧化鋁膠體溶液400公斤，一次性加入1000L搪瓷聚合釜中，再加入320公斤去離子水，攪拌并通入氮氣，升溫至50-60℃，加入4公斤的引發劑水溶液，攪拌均勻，恒溫反應6小時后，即得氫氧化鋁含量為13.6％的離子型雜化絮凝劑溶液。
實施例2將丙烯酰胺52公斤、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨24公斤和1％的氫氧化鋁膠體溶液400公斤，一次性加入1000L搪瓷聚合釜中，再加入320公斤去離子水，攪拌并通入氮氣，升溫至50-60℃，加入4公斤的引發劑水溶液，攪拌均勻，恒溫反應6小時后，即得氫氧化鋁含量為5％的離子型雜化絮凝劑溶液。
實施例3將丙烯酰胺60公斤、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨16公斤和1％的氫氧化鋁膠體溶液80公斤，一次性加入1000L搪瓷聚合釜中，再加入320公斤去離子水，攪拌并通入氮氣，升溫至50-60℃，加入4公斤的引發劑水溶液，攪拌均勻，恒溫反應6小時后，即得氫氧化鋁含量為1％的離子型雜化絮凝劑溶液。
實施例4將上述實例1得到的離子型雜化絮凝劑溶液加水進一步稀釋到0.2％，用于造紙脫墨廢水的處理，加藥量10ppm可使造紙脫墨廢水的懸浮物含量、COD和濁度分別降低80％，85％和95％。
實施例5將上述實例2得到的離子型雜化絮凝劑溶液加水進一步稀釋到0.2％，用于城市綜合污泥的脫水，加藥量30ppm，形成密實的絮體，易于用壓濾機分離。
本發明通過無機有機間的離子鍵鍵合在帶電荷的無機膠體微粒表面原位聚合形成丙烯酰胺/陽離子單體的共聚物。充分發揮無機絮凝劑的電中和及有機高分子的架橋作用，使其藥效能協同發揮，大大提高其絮凝效率，減小藥劑投放量，從而大幅度降低廢水處理成本，出水達國家排放標準。
權利要求
1.一種有機-無機離子型雜化高效絮凝劑，其特征在于原料組成重量百分比是氫氧化物膠體0.5-15％丙烯酰胺 50-95％陽離子型單體0-45％。
2.根據權利要求1所述的一種有機-無機離子型雜化高效絮凝劑，其特征在于所述氫氧化物膠體為氫氧化鋁、氫氧化鐵、氫氧化鎂、氫氧化鋅四種原料的一種或多種，膠體粒徑為10-200nm。
3.根據權利要求1所述的一種有機-無機離子型雜化高效絮凝劑，其特征在于所述陽離子型單體為N，N-二甲基二烯丙基氯化銨或(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨。
全文摘要
本發明的一種有機－無機離子型雜化高效絮凝劑。其原料組成重量百分比是氫氧化物膠體0.5－15％；丙烯酰胺50－95％；陽離子型單體0－45％。所述氫氧化物膠體指氫氧化鋁、氫氧化鐵、氫氧化鎂、氫氧化鋅，其膠體粒徑為10－200nm。所述陽離子型單體包括N，N－二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)或(甲基)丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨(DMC)。通過無機有機間的離子鍵合在帶電荷的無機膠體微粒表面原位聚合形成丙烯酰胺/陽離子單體的共聚物制備的有機－無機雜化高效絮凝劑，充分發揮無機絮凝劑的電中和及有機高分子的架橋作用，使其藥效能協同發揮，形成的絮體大而密實，絮體抗剪切性好，沉降速度快，其絮凝效率顯著提高，減小藥劑投放量，從而大幅度降低廢水處理成本，出水達國家排放標準。
文檔編號C02F1/52GK1554592SQ20031012281
公開日2004年12月15日 申請日期2003年12月21日 優先權日2003年12月21日
發明者楊騖遠, 錢錦文, 沈之荃, 鄭寶慶 申請人:浙江大學