专利名称：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，PO43-/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。
权利要求
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。
全文摘要
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。
文档编号C02F1/52GK1524801SQ0312541
公开日2004年9月1日 申请日期2003年9月15日 优先权日2003年9月15日
发明者李孟, 池波, 黄功洛, 史义雄, 李 孟 申请人:武汉理工大学