申请日2003.09.15
公开(公告)日2004.09.01
IPC分类号C02F1/52
摘要
本发明涉及一种水处理净化工艺中的混凝方法，它将金属盐絮凝剂和尿素淀粉以水溶液形式混合后，投加于待处理的原水中;尿素淀粉为将尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后，在90-100℃的温度条件下保持搅拌反应3-4小时并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、水溶液的质量份比为1∶(20-25)∶(15-20)。本发明方法采用金属盐絮凝剂和有机高分子絮凝剂——尿素淀粉联用的方式，净水效果显著，受水温影响小，pH值适用范围广，价格便宜。尿素淀粉在复合混凝剂中起到了交联剂和取代基的作用，不仅提高了形成的聚合铁盐等絮凝体的强度和稳定性，而且引入了具有优良絮凝作用的氨基甲酸酯基团，强化了有机高分子长链结构上的吸附架桥作用。
権利要求書
1、一种水处理净化工艺中的混凝方法，其特征在于：将金属盐絮凝剂和尿素淀粉以水溶 液形式混合后，投加于待处理的原水中;尿素淀粉为将尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后， 在90-100℃的温度条件下保持搅拌反应3-4小时并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、 水溶液的质量份比为1∶(20-25)∶(15-20)。
2、如权利要求1所述的方法，其特征在于：金属盐絮凝剂、尿素淀粉的质量份比为(5-10)∶ 1。
3、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：金属盐絮凝剂为聚合氯化铝或聚合硫酸 铁。
4、如权利要求1或2所述的方法，其特征在于：金属盐絮凝剂为聚合磷酸硫酸铁。
说明书
一种水处理净化工艺中的混凝方法
技术领域
本发明涉及在水处理净化工艺，特别是水处理净化工艺中的混凝方法。
背景技术
水处理净化工艺中，都包括混凝工艺，混凝工艺是向原水中投加絮凝剂，促使胶体颗粒 脱稳并不断碰撞长大，从而通过沉降作用得以去除的过程。
现有的混凝工艺中使用絮凝剂，一般包括无机絮凝剂、有机絮凝剂、无机高分子絮凝剂。
无机高分子絮凝剂是1970年后发展起来的一类新型混凝剂，由于其比传统无机絮凝剂的 净水性能更为优异，目前它的生产和应用在全世界都取得了迅速进展。但是，在形态、聚合 度及相应的凝聚-絮凝效果方面，无机高分子絮凝剂仍处于传统金属盐絮凝剂与有机絮凝剂之 间的位置，它的相对分子质量和粒度以及絮凝架桥能力仍比有机絮凝剂差。
现有的有机絮凝剂具有的贮存时间短(如活性硅酸)、残留单体有一定毒性(如聚丙烯酰 胺)、净水效果不够稳定(如羧甲基淀粉)等缺陷，又存在着成本偏高等等问题，使其应用受 到很大的制约。
由于在现有的水处理净化工艺中，无机高分子絮凝剂和有机高分子絮凝剂混合使用后将 发生化学反应或电性中和作用，使它们各自的絮凝能力都有所减弱，导致实际应用中效果并 不能让人满意。
目前国内饮用水源的污染问题日趋严重，为确保人民的生活健康，研制和开发解决上述 问题的水处理净化工艺过程中的混凝方法就成为了当务之急。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种水处理净化工艺中絮凝效果好的混凝方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：将金属盐絮凝剂和尿素淀粉以水溶液形 式混合后，投加于待处理的原水中;尿素淀粉为将尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后，在 90-100℃的温度条件下保持搅拌反应3-4小时并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、 水溶液的质量份比为1∶(20-25)∶(15-20)。
本发明方法，首次提出采用金属盐絮凝剂和有机高分子絮凝剂——尿素淀粉联用的方式， 其特点是在无机-有机高分子混凝剂具有的电性中和和吸附架桥的共同作用下，投加于原水后 形成密度和抗剪强度大的絮凝体，净水效果显著，受水温影响小，PH值适用范围广，价格便 宜。尿素淀粉在复合混凝剂中起到了交联剂和取代基的作用，不仅提高了形成的聚合铁盐等 絮凝体的强度和稳定性，而且引入了具有优良絮凝作用的氨基甲酸酯基团，强化了有机高分 子长链结构上的吸附架桥作用。
本发明方法与采用聚铝、聚铁等传统混凝方法对比，本发明方法在净水效率上体现了明 显的优势，其浊度去除率提高了40%以上，色度去除率提高了35%以上，对COD的去除率达 (90-92%)以上，尤其在处理低温低浊的原水水质(10NTU左右)时，对比去除浊度、色度 的效果更加显著，而且投药量不仅比聚合氯化铝可以节省70-80%，而且比聚合磷酸硫酸铁单 独投加时要节省投量10-15%。
另外，有机高分子絮凝剂——尿素淀粉(又称淀粉氨基甲酸酯)的分子式为：
它成本低、处理效果稳定、贮存时间长、无残余物的毒性，常温下在水中不易发生水解， 因而解决了传统有机混凝剂具有的贮存时间短、残留单体有一定毒性、净水效果不够稳定等 缺陷。
具体实施方案
本发明方法实施方案1为：无机高分子金属盐絮凝剂——聚合磷酸硫酸铁和尿素淀粉联 用的混凝方法。
该实施方案中的聚合磷酸硫酸铁制备方法为：(1)在常温下，将硫酸亚铁和浓硫酸的混 合物与二氧化氯的水溶液混合反应30分钟以上;其中二氧化氯的水溶液浓度为1.8-2.2%，硫 酸亚铁为FeSO4·nH2O，n的取值范围在0-8之间，浓硫酸的浓度在98%以上;硫酸亚铁、浓硫 酸、二氧化氯水溶液之间的质量份比为(5.8-6.1)∶1∶(3.8-4.0);(2)向(1)所得产物中 加入无机磷酸盐增聚，PO4 3-/Fe摩尔数比为0.08-0.11;(3)制得聚合磷酸硫酸铁(液体)。
用上述方法生产出的聚合磷酸硫酸铁(液体)产品中，全铁含量：220g/L，亚铁离子含 量<1g/L，重金属含量<10mg/L，碱化度(盐基度)为18%，产品配成1%水溶液时的PH值为2.7。
将制得的聚合磷酸硫酸铁(液体)送入烘缸烘干，当其进入烘缸底槽内后，与炽热的烘 缸外表面接触，操作温度控制在120-140摄氏度;在转动中烘干，至刮刀处刮下;制得聚合磷 酸硫酸铁(固体产品)。
该实施方案将聚合磷酸硫酸铁(固体产品)、尿素淀粉的以质量份比为5∶1的比例，直接 投加于水厂加药间的溶解池中，用机械搅拌机搅拌20分钟即可用计量泵或离心泵投加于原水 管道或反应池的入口处与原水进行混合。
本发明方法实施方案2：用无机高分子金属盐絮凝剂——聚合氯化铝 ([Al2(OH)n(SO4)(3-n)/2]m，n<2，m>3)和尿素淀粉以水溶液形式混合后，直接投加于待处理 的原水中;聚合氯化铝、尿素淀粉的质量份比为10∶1。
本发明方法实施方案3：用无机高分子金属盐絮凝剂——聚合硫酸铁 ([Fe2(OH)n(SO4)(3-n)/2]m，n<2，m>3)和尿素淀粉以水溶液形式混合后，直接投加于原水管 道中进行混合，这两种混凝剂的剂量由计量泵控制。聚合硫酸铁、尿素淀粉的质量份比为6∶ 1。
上述本发明方法实施例中，金属盐絮凝剂和尿素淀粉投加总量一般为1.8公斤/吨原水左 右(低浊)，2-2.7公斤/吨原水(高浊)。
本发明中的尿素淀粉制备方法1为：将尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后，在90℃的温 度条件下保持搅拌反应4小时并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、水溶液的质量分 别为1公斤、20公斤、20公斤。
本发明中的尿素淀粉制备方法2为：将尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后，在90℃的温 度条件下保持搅拌反应3小时并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、水溶液的质量分 别为1公斤、25公斤、20公斤。
本发明中的尿素淀粉制备方法3为：将尿素、干玉米淀粉、水溶液混合后，在100℃的 温度条件下保持搅拌反应3-4小时并干燥后所得的化合物，尿素、干玉米淀粉、水溶液的质 量分别为1公斤、25公斤、15公斤。