申请日2018.04.24
公开(公告)日2018.10.12
IPC分类号C02F1/50; C02F1/28; C02F1/52; C02F1/56; C02F1/72; C02F101/30
摘要
本发明公开了一种复合水处理剂及其应用。该复合水处理剂包括以下组分：二氧化氯、次氯酸钠、高铁酸钾、高锰酸钾、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、普鲁兰、壳聚糖、单宁酸、硅藻土和石灰。该复合水处理剂具有除藻、杀菌、氧化、去浊的功能，全方配伍合理，发挥出了显著的协同增效作用，可以单独使用，也可以作为预处理剂用于水处理工艺前端。经其处理后的藻细胞数、有机物和细菌的去除率均达到85%以上，浊度去除率95%以上，色度低于5度。本发明制备工艺简单、成本低廉、净化效果好、操作简便、消毒副产物生成量少，可应用于各种水处理，尤其适用于受藻类和有机物污染的饮用水、生活污水和再生回用水的处理，应用前景良好。
权利要求书
1.一种复合水处理剂，其特征在于，包括以下组分：二氧化氯、次氯酸钠、高铁酸钾、高锰酸钾、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、普鲁兰、壳聚糖、单宁酸、硅藻土和石灰。
2.根据权利要求1所述的复合水处理剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：二氧化氯3～20份、次氯酸钠3～20份、高铁酸钾1～25份、高锰酸钾1～25份、聚合硫酸铁10～30份、聚丙烯酰胺1～30份、普鲁兰1～8份、壳聚糖1～8份、单宁酸1～5份、硅藻土2～38份和石灰0.5～18份。
3.根据权利要求1所述的复合水处理剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：二氧化氯5～15份、次氯酸钠5～15份、高铁酸钾2～20份、高锰酸钾2～20份、聚合硫酸铁15～25份、聚丙烯酰胺5～25份、普鲁兰1～5份、壳聚糖1～5份、单宁酸1～2份、硅藻土5～35份和石灰0.5～15份。
4.根据权利要求1所述的复合水处理剂，其特征在于，包括以下重量份数的组分：二氧化氯8份、次氯酸钠8份、高铁酸钾10份、高锰酸钾10份、聚合硫酸铁20份、聚丙烯酰胺15份、普鲁兰2.5份、壳聚糖2.5份、单宁酸1.5份、硅藻土20份和石灰7.5份。
5.权利要求1～4任一所述的复合水处理剂在去除水中藻类、有机污染物、悬浮物、色度和/或细菌中的应用。
6. 根据权利要求5所述的应用，其特征在于，每立方米水中投加0.5～10 g的复合水处理剂。
7. 根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述复合水处理剂与水的混合反应时间为2～10 min。
8.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述复合水处理剂与水体充分混合后，调整混合体系pH<8。
9.根据权利要求7所述的应用，其特征在于，所述混合反应是在搅拌条件下进行。
10.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，所述水为饮用水、生活污水或再生回用水。
说明书
一种复合水处理剂及其应用
技术领域
本发明属于水处理技术领域，更具体地，涉及一种复合水处理剂及其应用，以提高水中藻类、有机物污染物、细菌和浊度的去除能力，并降低消毒副产物的生成量。
背景技术
藻类及有机污染物是水中普遍的污染物，威胁供水安全、阻碍社会经济发展。当水源水中含有大量藻类和有机污染物时，常规混凝、沉淀、过滤、消毒工艺处理对藻类和有机污染物的去除能力有限，出水往往难以满足出水水质标准。
对于污染较严重的水体，预处理可提升后续絮凝和沉淀对污染物的去除效率、降低过滤工艺负荷，控制消毒副产物形成。目前，常见的预处理工艺包括预氯化(氯气、液氯、次氯酸钠等)、二氧化氯预氧化、预臭氧、高锰酸钾预氧化等。预氯化和二氧化氯预氧化会造成卤代甲烷、卤乙酸、亚氯酸盐等氯化消毒副产物大量生成的问题;预臭氧对运行设备要求较高且成本较高，并存在溴酸盐副产物问题，仅在经济发达地区采用。高锰酸钾存在出水色度升高的问题。当水中藻类和有机物浓度较高时，投加单一预氧化剂对水中污染物去除能力有限。
另外，对于不具备大规模水处理条件的非集中式供水的农村和偏远地区，高效净水的复合水处理是保障供水水质的重要途径。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种复合水处理剂。本发明对于含有藻类和有机污染物的水体，其对藻类和有机污染物的去除率均达到85%以上，对悬浊物去除率达到95%以上，同时有显著的杀菌、抑菌效果，而且出水色度低于5度。此水处理剂可以单独使用，也可以作为预处理剂用于水处理工艺前端。另外，其制备工艺简单、成本低、运行操作简便，安全无毒，尤其适用于饮用水、生活污水和再生回用水等水体处理。
本发明的目的是提供一种复合水处理剂。
本发明的另一目的是提供上述复合水处理剂在去除水中藻类、有机污染物、悬浮物、色度和/或细菌中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案实现：
一种复合水处理剂，其特征在于，包括以下组分：二氧化氯、次氯酸钠、高铁酸钾、高锰酸钾、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、普鲁兰、壳聚糖、单宁酸、硅藻土和石灰。
优选地，所述复合水处理剂，包括以下重量份数的组分：二氧化氯3～20份、次氯酸钠3～20份、高铁酸钾1～25份、高锰酸钾1～25份、聚合硫酸铁10～30份、聚丙烯酰胺1～30份、普鲁兰1～8份、壳聚糖1～8份、单宁酸1～5份、硅藻土2～38份和石灰0.5～18份。
本发明中含有氧化剂、絮凝剂和助凝剂组分，其中，二氧化氯和次氯酸钠合用可以破坏胶体表面的有机物包裹层，使长链有机物变为短链有机物，破坏藻细胞稳定性，同时具有杀菌消毒的作用，并通过高锰酸钾和高铁酸钾对烯烃类含不饱和键、苯酚及苯胺类化合物等物质进行更进一步地氧化降解，同时在氧化过程中形成具有极大比表面积的二氧化锰胶体和三氧化铁胶体，利用胶体上的羟基与含羟基、氨基官能团的有机物生成氢键，从而起到吸附污染物的作用;同时通过合用絮凝效果优异稳定性好、价格较低的聚合硫酸铝，辅以环境友好的生物絮凝剂普鲁兰和壳聚糖，使水处理剂对水中不同类型的胶体和颗粒的发挥全面的絮凝能力和絮体沉降分离能力;在此基础上，利用聚丙烯酰胺和硅藻土将悬浮颗粒、小颗粒絮体吸附沉降，通过架桥和卷扫网捕去除不易沉降的胶体和絮体;利用单宁酸、硅藻土和石灰进行水质调节，为水处理提供良好的反应环境，提高水处理的稳定性，延长其储存时间，从而制备出一种新型复合水处理剂，强化了对藻类、细菌和有机污染物的去除效果，吸附性能显著提高，能有效的降低水中悬浮物的浓度，同时控制消毒副产物的生成量，克服传统水处理剂在水处理过程中功能单一、处理效果差的问题，无论是在去除物质的种类和去除量上均体现了显著的协同增效作用。
此外，在该复合水处理剂应用时，本发明各氧化组分之间内部优势互补，强化了针对不同类型的藻类和有机污染物的氧化能力，使污染物的去除范围更广，同时可改变藻类细胞形态，降低胶体表面负电性，与后续絮凝组分合用具有协同增效的作用，而本发明的絮凝剂组分同时又可以显著降低氧化剂组分的用药比例，降低预氧化的制备成本。
本发明各组分相互依存，相辅相承，全方配伍合理，通过将二氧化氯、次氯酸钠、高铁酸钾、高锰酸钾、聚合硫酸铁、聚丙烯酰胺、普鲁兰、壳聚糖、单宁酸、硅藻土和石灰合用，发挥了显著的协同增效的效果，具有显著的杀菌、抑菌效果，能够显著提高预氧化阶段和后续絮凝和沉淀阶段对水中藻类、有机污染物、细菌及浊度的去除效率，同时降低消毒副产物的生成量，净水效率和净水效果显著增大。
更优选地，所述复合水处理剂，包括以下重量份数的组分：二氧化氯5～15份、次氯酸钠5～15份、高铁酸钾2～20份、高锰酸钾2～20份、聚合硫酸铁15～25份、聚丙烯酰胺5～25份、普鲁兰1～5份、壳聚糖1～5份、单宁酸1～2份、硅藻土5～35份和石灰0.5～15份。
更进一步优选地，所述复合水处理剂，包括以下重量份数的组分：二氧化氯8份、次氯酸钠8份、高铁酸钾10份、高锰酸钾10份、聚合硫酸铁20份、聚丙烯酰胺15份、普鲁兰2.5份、壳聚糖2.5份、单宁酸1.5份、硅藻土20份和石灰7.5份。
优选地，所述复合水处理剂可预制为均一化溶液或固态片剂，也可将各组分分别预制封装后至现场复配。
本发明对藻类和有机污染物的去除率均达到85%以上，对悬浊物去除率达到95%以上，同时有显著的杀菌、抑菌效果，而且出水色度低于5度。
因此，所述复合水处理剂在去除水中藻类、有机污染物、悬浮物、色度或细菌中的应用，也在本发明的保护范围之内。
优选地，每立方米水中投加0.5～10 g的复合水处理剂。
更优选地，每立方米水中投加3～5 g的复合水处理剂。
优选地，所述复合水处理剂与水的混合反应时间为2～10 min。
优选地，所述复合水处理剂与水体充分混合后，调整混合体系pH<8。
优选地，所述混合反应是在搅拌条件下进行。
优选地，所述水为饮用水、生活污水或再生回用水。
本发明可以根据实际水体污染程度及主要污染物，调配适合的复合水处理组分并将各组分充分混合均匀，以一定剂量(0.5～10 g处理剂每吨水)投加于待处理水体中并充分搅拌，调节水中pH值在适当范围(pH小于8)，慢速搅拌2～10分钟，根据需要进行后续处理或直接使用。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1、本发明各组分相互配合，发挥了显著的协同增效作用，具有显著的杀菌抑菌效果，能够显著提高预氧化阶段和后续絮凝和沉淀阶段对水中藻类、有机污染物、细菌及浊度的去除效率，同时降低消毒副产物的生成量，净水效率和净水效果显著增大。
2、本发明的复合水处理剂生产成本低、稳定性好、环境友好无毒、净水效率高，对于微污染饮用水、生活污水和回用再生水的藻类、有机物污染物去除率均达到85%以上、悬浊物去除率达到95%以上，出水大肠杆菌达标，出水色度低于5度。本发明在水处理研究上是一大发现，在应用上也是一大突破，可以满足人们对高效净水的需求，同时本发明的应用推广又可以创造可观的经济效益和社会效益。