專利名稱：一種用于除藻的混凝劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于除藻的混凝劑。
背景技術(shù)：
在水處理中，混凝工藝是最普遍、最重要的前置單元操作工藝，然而，藻類一般帶 負(fù)電，具有較高的穩(wěn)定性，難于實(shí)現(xiàn)混凝，而且藻類密度小，沉淀效果差，還會(huì)粘附在濾料表 面，使除藻用的濾池堵塞，需要頻繁沖洗濾池，這便縮短了濾池運(yùn)行周期。在水處理實(shí)踐中， 對(duì)于以湖泊含藻水為水源的水廠，采用常規(guī)的單一品種混凝劑存在用量大、操作條件受限 制等問題，處理效果不理想。公開號(hào)為CN 101244953A、名稱是“銅絡(luò)合物除藻劑的制備方法”公開一種以二價(jià) 銅離子化合物、有機(jī)物絡(luò)合物和活性劑為原料來制成銅絡(luò)合物除藻劑的方法，其缺陷是制 備的原料過于昂貴。公開號(hào)為CN101475229A、名稱為“一種化學(xué)除藻方法”公開一種以高錳 酸鉀、氯化亞銅、氯化鋁、氯化鈉等為原料制備的復(fù)合除藻劑投加到含藻水體中，10天才可 以有效去除藻類，其缺陷是水體中留有銅鹽和鋁鹽，而銅鹽和鋁鹽對(duì)人體會(huì)造成傷害。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種制備原料低廉、安全高效的用于除 藻的混凝劑。本發(fā)明的另一目的是提出上述用于除藻的混凝劑的制備方法。本發(fā)明用于除藻的混凝劑的原料組份是水玻璃、三氯化鐵和稀硫酸，各組份占總 重量百分比為水玻璃20% 70%，三氯化鐵10% 50%，稀硫酸10% 40% ；水玻璃含有SiO2的質(zhì) 量濃度為24 30%
本發(fā)明用于除藻的混凝劑的制備方法是；先制備聚硅酸溶液在40(T800r/min攪拌 速度條件下，將占總重量209Γ70%的水玻璃全部加入到一半的稀硫酸溶液中，控制反應(yīng)液 的PH值為2. (Γ3. 5，停止攪拌后靜置聚合，控制聚合溫度在10°C 40°C范圍，聚合時(shí)間為 廣10h，制得無色透明的聚硅酸溶液；然后再制備聚硅酸鐵溶液在10(T400r/min攪拌速度 條件下，將占總重量10°/Γ50%的三氯化鐵全部與剩余的另一半稀硫酸溶液混合，在其中加 入全部所述聚硅酸溶液，控制其反應(yīng)溫度在25°C 70°C范圍，反應(yīng)時(shí)間是廣5h，制得棕黃色 透明的聚硅酸鐵溶液即混凝劑。本發(fā)明采用了來源廣泛的工業(yè)級(jí)產(chǎn)品或副產(chǎn)品，采用水玻璃、三氯化鐵、硫酸等常 用的無機(jī)原料為制備原料，價(jià)格低廉，制備方式簡(jiǎn)單易行。制備過程中不產(chǎn)生廢氣，對(duì)環(huán)境 友好。將聚硅酸鐵溶液投入含藻水中，通過攪拌作用加強(qiáng)聚硅酸鐵溶液與水體中藻細(xì)胞的 電中和、吸附架橋和粘附卷掃作用的結(jié)合過程，然后通過混凝沉淀分離出藻細(xì)胞，不會(huì)破壞 藻細(xì)胞體，避免了藻毒素的釋放，具有安全高效的特點(diǎn)，可獲得顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效果。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明用于除藻的混凝劑的原料是水玻璃、三氯化鐵和稀硫酸，由這三者組成。其 中，按占總重量的百分比計(jì)，水玻璃占20% 70%，三氯化鐵占10% 50%，稀硫酸占10% 40%。水 玻璃含SiO2的質(zhì)量濃度為24 30%。制備上述混凝劑時(shí)，首先制備聚硅酸溶液在40(T800r/min攪拌速度條件下，將 占總重量百分比209Γ70%的水玻璃全部加入到一半的稀硫酸溶液中，控制反應(yīng)液的ρΗ值 為2. (Γ3. 5，停止攪拌，然后靜置聚合，控制聚合溫度在10°C 40°C范圍，聚合時(shí)間為廣10h， 制得無色透明的聚硅酸溶液。再制備聚硅酸鐵溶液在10(T400r/min攪拌速度條件下，將 占總重量百分比為109Γ50%的三氯化鐵全部與剩余的另一半稀硫酸溶液混合，再在其中加 入全部的已制備好的聚硅酸溶液，控制其反應(yīng)溫度在25V 70°C范圍，其攪拌反應(yīng)時(shí)間是 廣5h，制得棕黃色透明的聚硅酸鐵溶液，該聚硅酸鐵溶液即是混凝劑。聚硅酸鐵溶液同時(shí)具有電中和及吸附架橋作用，克服了現(xiàn)有聚硅酸作助凝劑存在 二次投加的缺點(diǎn)，采用聚硅酸鐵溶液作為混凝劑時(shí)，通過混凝攪拌沉淀的方法可與藻細(xì)胞 發(fā)生電中和、吸附架橋和粘附卷掃沉淀的綜合作用，形成的絮體大且密實(shí)，可快速有效地去 除藻細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)水體凈化。以下提供2個(gè)實(shí)施例以進(jìn)一步闡述本發(fā)明 實(shí)施例1
在600r/min攪拌速度條件下，將占總重量50%的水玻璃全部加入到占總重量10%的稀 硫酸溶液中，控制反應(yīng)液的PH值為3，停止攪拌，然后靜置聚合，其聚合溫度是30°C，聚合時(shí) 間是5h，制得無色透明的聚硅酸溶液。再在300r/min攪拌速度條件下，將占總重量30%的 三氯化鐵全部與占總重量10%的稀硫酸溶液混合，再將已制備好的聚硅酸溶液全部加入其 中，反應(yīng)溫度是40°C，攪拌反應(yīng)時(shí)間是3h，制得棕黃色透明的聚硅酸鐵混凝劑。將所制備的聚硅酸鐵混凝劑對(duì)模擬的含藻水體進(jìn)行混凝試驗(yàn)，藻為實(shí)驗(yàn)室純培養(yǎng) 的銅綠微囊藻，處理前水體的葉綠素a的含量是4. 78 g/L。在試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)，隨著聚硅 酸鐵溶液投入量的增大，聚硅酸鐵產(chǎn)生的絮體粗大密實(shí)，體積較大，沉降速度快。投入量在 14mg/L時(shí)，對(duì)葉綠素a去除率為82. 40%。實(shí)施例2
在800r/min攪拌速度條件下，將占總重量70%的水玻璃全部加入到占總重量20%的稀 硫酸溶液中，控制反應(yīng)液的PH值為2. 0，停止攪拌，然后靜置聚合，聚合溫度是40°C，聚合時(shí) 間是10h，制得無色透明的聚硅酸溶液。再在400r/min攪拌速度條件下，將占總重量為50% 的三氯化鐵全部與占總重量20%的稀硫酸溶液混合，再將已制備好的聚硅酸溶液全部加入 其中，控制其反應(yīng)溫度是70°C，攪拌反應(yīng)時(shí)間是5h，制得棕黃色透明的聚硅酸鐵混凝劑。將制備好的聚硅酸鐵混凝劑稀釋5倍后使用，即濃度為lg/L，聚合氯化鐵濃度為 lg/L。試驗(yàn)水樣取自某湖水，其水體葉綠素a為7 g/L。分別用自制的聚硅酸鐵與市售的 聚合氯化鐵進(jìn)行混凝實(shí)驗(yàn)，測(cè)定混凝后的葉綠素a，在實(shí)驗(yàn)過程中觀察到，隨著聚硅酸鐵混 凝劑投入量的增大，聚硅酸鐵產(chǎn)生的絮體粗大密實(shí)，沉降速度快；而聚合氯化鐵產(chǎn)生的絮體 蓬松，體積較小，沉降速度慢。聚硅酸鐵對(duì)含藻湖水的葉綠素a的去除效果明顯優(yōu)于市售的 聚合氯化鐵。投入量在21mg/L時(shí)，聚硅酸鐵對(duì)葉綠素a的去除率為92. 64%，而聚合氯化鐵 對(duì)葉綠素a的去除率為66. 78%。
權(quán)利要求
一種用于除藻的混凝劑，其特征是原料組份是水玻璃、三氯化鐵和稀硫酸，各組份占總重量百分比為水玻璃20%~70%，三氯化鐵10%~50%，稀硫酸10%~40%；水玻璃含有SiO2的質(zhì)量濃度為24~30%。
2.一種用于除藻的混凝劑的制備方法，其特征是依次采用如下步驟；(1)制備聚硅酸溶液在40(T800r/min攪拌速度條件下，將占總重量20% 70%的水玻 璃全部加入到一半的稀硫酸溶液中，控制反應(yīng)液的PH值為2. (Γ3. 5，停止攪拌后靜置聚合， 控制聚合溫度在10°C 40°C范圍，聚合時(shí)間為廣10h，制得無色透明的聚硅酸溶液；(2)制備聚硅酸鐵溶液在10(T400r/min攪拌速度條件下，將占總重量10% 50%的三 氯化鐵全部與剩余的另一半稀硫酸溶液混合，再在其中加入全部所述聚硅酸溶液，控制其 反應(yīng)溫度在25°C 70°C范圍，反應(yīng)時(shí)間是廣5h，制得棕黃色透明的聚硅酸鐵溶液即混凝劑。
全文摘要
本發(fā)明公開一種環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域中用于除藻的混凝劑及其制備方法，各組份占總重量百分比為水玻璃20%~70%，三氯化鐵10%~50%，稀硫酸10%~40%；水玻璃含有SiO2的質(zhì)量濃度為24~30%；先在攪拌條件下將水玻璃全部加入到一半的稀硫酸溶液中，控制反應(yīng)液的pH值為2.0~3.5，停止攪拌后靜置聚合，聚合溫度10℃~40℃，聚合時(shí)間為1~10h，制得無色透明的聚硅酸溶液；再在攪拌速度條件下將全部三氯化鐵與另一半稀硫酸溶液混合，在其中加入全部聚硅酸溶液，反應(yīng)溫度25℃~70℃，反應(yīng)時(shí)間是1~5h，制得棕黃色透明的聚硅酸鐵溶液即混凝劑；使用該混凝劑時(shí)形成的絮體大且密實(shí)，可快速有效地去除藻細(xì)胞。
文檔編號(hào)C02F1/52GK101985373SQ20101056688
公開日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月30日
發(fā)明者王利平, 許霞, 顏曉飛 申請(qǐng)人:常州大學(xué)