公布日：2022.07.01
申请日：2022.04.08
分类号：C02F1/56(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本发明属于水处理用絮凝剂技术领域，具体是涉及一种无机‑有机强化除磷絮凝剂的制备方法和废水处理方法，包括如下步骤，将聚丙烯酰胺溶液加入负载有改性聚合硫酸铁的硅藻土溶液中，控制温度为50‑90℃，反应一段时间，调节pH值为1.5‑4.2，得到除磷絮凝剂；所述负载有改性聚合硫酸铁的硅藻土溶液的制备方法为:将聚合硫酸铁溶液和硅烷偶联剂混合，反应，得到改性聚合硫酸铁；然后将改性聚合硫酸铁加入硅藻土中，超声处理，水浴加热处理，得到负载有改性聚合硫酸铁的硅藻土溶液；使用本申请的除磷絮凝剂，悬浮物去除率和总磷去除率都较高，悬浮物沉降速度更快，处理污水的效果更好。
权利要求书
1.一种无机-有机强化除磷絮凝剂的制备方法，其特征是，包括如下步骤，将聚丙烯酰胺溶液加入负载有改性聚合硫酸铁的硅藻土溶液中，控制温度为50-90℃，反应一段时间，调节pH值为1.5-4.2，得到无机-有机强化除磷絮凝剂；所述负载有改性聚合硫酸铁的硅藻土溶液的制备方法为，将聚合硫酸铁溶液和硅烷偶联剂混合，反应，得到改性聚合硫酸铁；然后将改性聚合硫酸铁加入硅藻土中，超声处理，水浴加热处理，得到负载有改性聚合硫酸铁的硅藻土溶液。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，聚合硫酸铁溶液为液体聚合硫酸铁和水的混合物，液体聚合硫酸铁和水的体积比为1-3:1。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，硅烷偶联剂与聚合硫酸铁溶液中铁元素的质量比为1-3:6。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或多种。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，超声处理的超声波功率为300W-600W。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，水浴加热处理的温度为40-60℃。
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，聚丙烯酰胺溶液通过滴加的方式加入负载有改性聚合硫酸铁的硅藻土溶液中。
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，聚丙烯酰胺溶液的质量分数为0.5％。
9.如权利要求1所述的制备方法，其特征是，聚丙烯酰胺和聚合硫酸铁溶液中铁元素的质量比为0.2-0.6:100。
10.一种废水处理方法，其特征是，在待处理的废水中加入如权利要求1-9任一项所述的制备方法得到的无机-有机强化除磷絮凝剂。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种无机-有机强化除磷絮凝剂、制备方法和废水处理方法，使用本申请的无机-有机强化除磷絮凝剂，悬浮物去除率和总磷去除率都较高，悬浮物沉降速度更快，处理污水的效果更好。
本发明的内容包括一种无机-有机强化除磷絮凝剂的制备方法，包括如下步骤，
将聚丙烯酰胺溶液加入负载有改性聚合硫酸铁的硅藻土溶液中，控制温度为50-90℃，反应一段时间(优选为0.5-1h)，调节pH值为1.5-4.2(优选采用碳酸氢钠调节pH值)，得到无机-有机强化除磷絮凝剂；
所述负载有改性聚合硫酸铁的硅藻土溶液的制备方法为，将聚合硫酸铁溶液和硅烷偶联剂混合，反应(反应时间优选为3-5h)，得到改性聚合硫酸铁；然后将改性聚合硫酸铁加入硅藻土中，超声处理，水浴加热处理，得到负载有改性聚合硫酸铁的硅藻土溶液。
所述硅藻土和改性聚合硫酸铁的质量体积比为1-3g:100ml。
优选的，聚合硫酸铁溶液为液体聚合硫酸铁和水的混合物，液体聚合硫酸铁和水的体积比为1-3:1。
优选的，硅烷偶联剂与聚合硫酸铁溶液中铁元素的质量比为1-3:6。
优选的，所述硅烷偶联剂为乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一种或多种。
优选的，超声处理的超声波功率为300W-600W。
优选的，水浴加热处理的温度为40-60℃(水浴时间一般为0.5-1h)。
优选的，聚丙烯酰胺溶液通过滴加的方式加入负载有改性聚合硫酸铁的硅藻土溶液中。
优选的，聚丙烯酰胺溶液的质量分数为0.5％。
优选的，聚丙烯酰胺和聚合硫酸铁溶液中铁元素的质量比为0.2-0.6:100。
本发明提供一种废水处理方法，步骤为，在待处理的废水中加入上述制备方法得到的无机-有机强化除磷絮凝剂。
本发明的有益效果是，硅烷偶联剂的硅烷氧基对无机物具有反应性，有机官能基对有机物具有反应性或相容性，因此，当硅烷偶联剂介于无机和有机界面之间，可形成有机基体-硅烷偶联剂-无机基体的结合层。
硅藻土本身载体具有吸附团聚作用，并且硅藻土中的多种金属物质可以和聚合硫酸铁相互作用形成具有多种价键结构的三维网状大分子聚合体，有利于复合絮凝剂发挥吸附架桥和卷扫的功能，从而导致负载硅藻土后的改性聚合硫酸铁的粘附架桥能力提高。
所合成的无机-有机强化除磷絮凝剂不仅兼具无机絮凝剂所带高密度正电荷和有机絮凝剂高分子量的特征，并且通过负载硅藻土增强了整体的吸附架桥和卷扫的功能，适用的pH范围在4-11之间。
本申请选用碳酸氢钠调节pH至1.5-4.2之间，可控制目标产物的盐基度至6％-8％之间，废水中的磷酸根易与游离铁离子反应生成磷酸铁沉淀，盐基度过高则铁离子结合了更多氢氧根离子形成氢氧化铁，导致游离的铁离子较少，除磷效果不好。
本发明所合成的无机-有机强化的除磷絮凝剂对城市、工业和生活污水中的悬浮物和磷元素去除率分别可高达95.96％和98.82％。
（发明人：罗含;徐辉;宋维虎;王馨悦;曹煜;任玉;张四维;周昌群）