專利名稱：一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種化工制劑及其制備方法，尤其涉及一種含有多種聚丙烯酰胺的無機有機復合絮凝劑及其制備方法。
背景技術：
絮凝是水處理領域中普遍采用的高效、簡單的方法，現在常用的絮凝劑都存在著各自的缺點或不足。尤其在一些特殊領域，單純的陰離子不能很好的起到絮凝效果。因此常用的為無機-有機復合絮凝劑，對無機-有機復合絮凝劑研究最多的是聚合鋁、鐵類無機高分子與聚丙烯酰胺復合絮凝劑。中國公開專利CN1821114A號，公開了一種硫酸鋁、熟石灰等復合絮凝劑的制備方法。該絮凝劑包括硫酸鋁、熟石灰、聚丙烯酰胺陽離子和陰離子；氧化釩。在高色度污水的狀態下可添加活性炭。工藝過程為將硫酸鋁和熟石灰均勻混合；將聚丙烯酰胺陽離子與陰離子混合均勻后再加入氧化釩催化劑混合均勻；將硫酸鋁與熟石灰的混合物與聚丙烯酰胺和氧化釩混合物再混合均勻，即得到所需的絮凝劑。普通無機-聚丙烯酰胺復合絮凝劑，雖然可增強絮凝效果，提高穩定性，延長膠凝期，但其在配方中有陰陽離子產品的加入，無疑使水處理產品的水解度或電荷密度有所下降。通常在污水處理中，懸浮固體顆粒帶負電荷，加入PAC混凝之后，再加入復合絮凝劑處理。水解度或電荷密度的減少勢必影響SS和有機物的去除率。
發明內容
本發明針對現有技術的缺陷，提供一種含有多種聚丙烯酰胺的有機復合絮凝劑， 解決水處理過程中絮凝狀況不佳的情況。本發明提供的由多種無機絮凝劑、陰離子和非離子聚丙烯酰胺復合而成的有機高分子絮凝劑，既可增加水解度的維度，又可起協同增效作用。此種絮凝劑成本低，無污染，目前已商業化。本發明的技術方案如下一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑，其包括無機絮凝劑和有機絮凝劑，按照質量分數計，所述無機絮凝劑的質量分數為20 80 %，所述有機絮凝劑的質量分數為80 20%。本發明的另一方面，所述無機絮凝劑由硫酸銨、硫酸鈉、硅酸鈉、鉀明礬和4A沸石組成，所述無機絮凝劑中各組分質量分數為4A沸石40 60%，碳酸鈉5 15%，硫酸鈉 15 25%，硅酸鈉5 10%，鉀明礬5 15%。其中4A沸石的化學式為=Na12Al12Si12O48 · 27H20，是由硅氧和鋁氧四面體組成的三維骨架狀結構化合物，屬立方晶系。本發明的另一方面，所述有機絮凝劑包括陰離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺，按照質量分數計，所述陰離子聚丙烯酰胺的質量分數為67-99 %，所述非離子聚丙烯酰胺的質量分數為33-1%。本發明的另一方面，所述陰離子聚丙烯酰胺的分子量為1600萬-1900萬，水解度為16. 00-25. 00%的PAMl ；所述非離子聚丙烯酰胺的分子量為1000萬-1200萬，水解度為 3. 00-5. 00% 的 PAM2。本發明包括如下步驟步驟1，將除4A沸石外的所述無機絮凝劑按比例加入第一攪拌槽，加入2%-3%清水，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15-25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流化床干燥，達到一定水分后再進入第二級振動流化床干燥，干燥溫度控制在50-100°C， 得到的無機絮凝劑混合物，攪拌后，輸送至第一儲存槽(1)；步驟2，將所述有機絮凝劑按比例加入第二攪拌槽，攪拌得到有機絮凝劑混合物， 輸送至第二儲存槽O)；步驟3，將第二儲存槽O)內的混合物輸送至第三攪拌槽，按比例加入4A沸石，攪拌后得到混合物，輸送至第三儲存槽(3)；步驟4，將第一儲存槽⑴內的混合物和第三儲存槽(3)內的混合物按比例混合， 攪拌，得到成品。優選地，所述步驟2為將陰離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺按比例加入第二攪拌槽②，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流化床干燥，干燥溫度控制在50 10(TC，攪拌得到有機絮凝劑混合物，輸送至第二儲存槽(2)。優選地，所述步驟3為將第二儲存槽( 內的混合物輸送至第三攪拌槽③，按比例加入無機絮凝劑成分之一的4A沸石，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15-25分鐘后出料，混合物輸送至第三儲存槽(3)。優選地，所述步驟4為將第一儲存槽(1)內的混合物和第三儲存槽(3)內的混合物按比例混合，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15-25分鐘后出料，得到成品。APAM(陰離子聚丙烯酰胺)是一類重要的水溶性高分子聚合物，由于分子結構上的特性，陰離子聚丙烯酰胺具有特殊的物理化學性質，易通過接枝或交聯得到支鏈或網狀結構的多種改性物。加之其分子鏈上帶有可電離的負電荷基團，在水中可電離成陰離子和小的陽離子。陰離子聚丙烯酰胺及其衍生物廣泛應用于國民經濟各個行業。聚丙烯酰胺的水解度是指PAM中所含陰離子丙烯酸單元的比例。非離子聚丙烯酰胺因其分子鏈上的酰胺基極易水解，而具有陰離子型的電性。非離子型聚丙烯酰胺的水解度通常小于等于5%。而陰離子型聚丙烯酰胺的水解度較高。本發明提供的無機-多種聚丙烯酰胺復合絮凝劑具有應用范圍廣，PH適應性強， 實用性強，無污染的特點。本發明的有益效果為本發明的復合絮凝劑，發揮混凝作用的無機成分和助凝作用的有機成分同時投加，避免了分步投加的不便。非離子和陰離子的同時使用增加了水解度的維度，提高了電中和效率。由于陰離子具有分子量高、分子鏈長、粘度大的特點，非離子分子量相比稍低，分子鏈較短、粘度較小，使得吸附架橋和網捕的密度更大，處理廢水產生的絮團大，出水水質更清。經客戶實踐，有良好的社會經濟效益。
本發明無機絮凝劑、陰離子和非離子聚丙烯酰胺復合而成的絮凝劑，既增加了水解度的維度，又可起協同增效作用。此種絮凝劑成本低，無污染，目前已商業化。
本發明一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑制備方法的流程圖。
具體實施例方式參見圖1，本發明的復合絮凝劑的制備工藝為本發明包括如下步驟步驟1，將無機絮凝劑除4A沸石外的成分按選定的配比加入第一攪拌槽①，加入 2% 3%清水，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流化床干燥，達到一定水分后再進入第二級振動流化床干燥，干燥溫度控制在50 100°C。得到的混合物，輸送至第一儲存槽(1)；步驟2，將陰離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺按比例加入第二攪拌槽②，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流
化床干燥，干燥溫度控制在50 10(TC。攪拌得到有機絮凝劑混合物，輸送至第二儲存槽 ⑵；步驟3，將第二儲存槽O)內的混合物輸送至第三攪拌槽③，按比例加入無機絮凝劑成分之一的4A沸石，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，混合物輸送至第三儲存槽(3)；步驟4，將第一儲存槽(1)內的混合物和第三儲存槽(3)內的混合物按比例混合， 在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，得到成品。優選的，本發明還可以通過以下幾個優選的具體實施例中的配比進行實施，且得到各自不同的污水處理效果。實施例1 將無機絮凝劑除4A沸石外的成分按選定的配比(碳酸鈉5%，硫酸鈉15%，硅酸鈉5%，鉀明礬15% )加入第一攪拌槽①，加入2% 3%清水，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流化床干燥，達到一定水分后再進入第二級振動流化床干燥，干燥溫度控制在50 100°C。得到的混合物，輸送至第一儲存槽⑴；步驟2，將陰離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺按選定的配比(陰離子聚丙烯酰胺67%，非離子聚丙烯酰胺33% )加入第二攪拌槽②，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流化床干燥，干燥溫度控制在 50 100°C。攪拌得到有機絮凝劑混合物，輸送至第二儲存槽O)；步驟3，將第二儲存槽O)內的混合物輸送至第三攪拌槽③，按選定的配比加入無機絮凝劑成分之一的4A沸石(占無機成分60%)，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，混合物輸送至第三儲存槽(3)；步驟4，將第一儲存槽(1)內的混合物和第三儲存槽C3)內的混合物按選定的配比混合(第一儲存槽(1)內的混合物80%，第三儲存槽(3)內的混合物20%)，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，得到成品。制備出的無機-多種聚丙烯酰胺復合絮凝劑應用于某污水處理廠，進水COD (化學需氧量)為1800-2500mg/L，SS為50-100mg/L。投加本發明所述無機-多種聚丙烯酰胺復合絮凝劑40ppm于初沉池后，混合均勻后進入生化系統的污水COD為1000-1500mg/L，SS為 20-40mg/L,降低了后續處理的泥量。實施例2 將無機絮凝劑除4A沸石外的成分按選定的配比(碳酸鈉10%，硫酸鈉20%，硅酸鈉5%，鉀明礬15% )加入第一攪拌槽①，加入2% 3%清水，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流化床干燥，達到一定水分后再進入第二級振動流化床干燥，干燥溫度控制在50 100°C。得到的混合物，輸送至第一儲存槽⑴；步驟2，將陰離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺按選定的配比(陰離子聚丙烯酰胺80%，非離子聚丙烯酰胺20% )加入第二攪拌槽②，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流化床干燥，干燥溫度控制在 50 100°C。攪拌得到有機絮凝劑混合物，輸送至第二儲存槽O)；步驟3，將第二儲存槽O)內的混合物輸送至第三攪拌槽③，按選定的配比加入無機絮凝劑成分之一的4A沸石(占無機成分60%)，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，混合物輸送至第三儲存槽(3)；步驟4，將第一儲存槽(1)內的混合物和第三儲存槽C3)內的混合物按選定的配比混合(第一儲存槽(1)內的混合物40%，第三儲存槽(3)內的混合物60%)，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，得到成品。制備出的無機-多種聚丙烯酰胺復合絮凝劑應用于某廠洗煤污水處理，水質SS 為300-600mg/L。投加本發明所述無機-多種聚丙烯酰胺復合絮凝劑SOppm后，SS降低為 15-30mg/L，水質較清。實施例3 將無機絮凝劑除4A沸石外的成分按選定的配比(碳酸鈉10%，硫酸鈉20%，硅酸鈉5%，鉀明礬25% )加入第一攪拌槽①，加入2% 3%清水，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流化床干燥，達到一定水分后再進入第二級振動流化床干燥，干燥溫度控制在50 100°C。得到的混合物，輸送至第一儲存槽⑴；步驟2，將陰離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺按選定的配比(陰離子聚丙烯酰胺90%，非離子聚丙烯酰胺10% )加入第二攪拌槽②，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流化床干燥，干燥溫度控制在 50 100°C。攪拌得到有機絮凝劑混合物，輸送至第二儲存槽O)；步驟3，將第二儲存槽O)內的混合物輸送至第三攪拌槽③，按選定的配比加入無機絮凝劑成分之一的4A沸石(占無機成分40%)，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，混合物輸送至第三儲存槽(3)；步驟4，將第一儲存槽(1)內的混合物和第三儲存槽C3)內的混合物按選定的配比混合(第一儲存槽(1)內的混合物60%，第三儲存槽(3)內的混合物40%)，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15 25分鐘后出料，得到成品。制備出的無機-多種聚丙烯酰胺復合絮凝劑應用于某鋼鐵廠污水處理，水質SS為 500-800mg/L。投加本發明所述無機-多種聚丙烯酰胺復合絮凝劑IOOppm后，SS降低為 10mg/L以下，水質較清。上述具體實施例僅為本發明所優選的幾個實施方式，不應當認為本發明僅能采取上述幾項實施例，所有基于本發明權利要求所限定技術特征，且結合本領域技術人員的認知范圍內所能夠實現的常規改變或改進的技術方案，均應當認為落入本發明的保護范圍之中。
權利要求
1.一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑，其特征在于其包括無機絮凝劑和有機絮凝劑，按照質量分數計，所述無機絮凝劑的質量分數為20-80%，所述有機絮凝劑的質量分數為 20-80%。
2.根據權利要求1所述的一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑，其特征在于所述無機絮凝劑由硫酸銨、硫酸鈉、硅酸鈉、鉀明礬和4A沸石組成，所述無機絮凝劑各組分的質量分數為4A沸石40-60%，碳酸鈉5-15%，硫酸鈉15-25 %，硅酸鈉5_10 %，鉀明礬 5-15%。
3.根據權利要求1所述的一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑，其特征在于所述有機絮凝劑包括陰離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺，按照質量分數計，所述陰離子聚丙烯酰胺的質量分數為67-99%，所述非離子聚丙烯酰胺的質量分數為33-1%。
4.根據權利要求3所述的一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑，其特征在于所述陰離子聚丙烯酰胺的分子量為1600萬-1900萬，水解度為16. 00-25. 00%的PAMl ；所述非離子聚丙烯酰胺的分子量為1000萬-1200萬，水解度為3. 00-5. 00%的PAM2。
5.一種根據權利要求1至4任一所述的一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑的制備方法，其包括如下步驟步驟1，將除4A沸石外的所述無機絮凝劑按比例加入第一攪拌槽，加入2% -3%清水， 在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15-25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流化床干燥，達到一定水分后再進入第二級振動流化床干燥，干燥溫度控制在50-100°C，得到的無機絮凝劑混合物，攪拌后，輸送至第一儲存槽(1)；步驟2，將所述有機絮凝劑按比例加入第二攪拌槽，攪拌得到有機絮凝劑混合物，輸送至第二儲存槽O)；步驟3，將第二儲存槽O)內的混合物輸送至第三攪拌槽，按比例加入4A沸石，攪拌后得到混合物，輸送至第三儲存槽(3)；步驟4，將第一儲存槽(1)內的混合物和第三儲存槽C3)內的混合物按比例混合，攪拌， 得到成品。
6.根據權利要求5所述的一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑，其特征在于所述步驟2為將陰離子聚丙烯酰胺和非離子聚丙烯酰胺按比例加入第二攪拌槽②，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15-25分鐘后出料，通過運輸帶送入第一級振動流化床干燥， 干燥溫度控制在50 100°C，攪拌得到有機絮凝劑混合物，輸送至第二儲存槽(2)。
7.根據權利要求5所述的一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑，其特征在于所述步驟3為將第二儲存槽O)內的混合物輸送至第三攪拌槽③，按比例加入無機絮凝劑成分之一的4A沸石，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15-25分鐘后出料，混合物輸送至第三儲存槽(3)。
8.根據權利要求5所述的一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑，其特征在于所述步驟4為將第一儲存槽(1)內的混合物和第三儲存槽(3)內的混合物按比例混合，在常溫常壓下以25轉/分鐘的速度攪拌15-25分鐘后出料，得到成品。
全文摘要
本發明公開了一種含有多種聚丙烯酰胺的復合絮凝劑，其包括無機絮凝劑和有機絮凝劑，按照質量分數計，所述無機絮凝劑的質量分數為20-80％，所述有機絮凝劑的質量分數為80-20％。本發明的復合絮凝劑，發揮混凝作用的無機成分和助凝作用的有機成分同時投加，避免了分步投加的不便。非離子和陰離子的同時使用增加了水解度的維度，提高了電中和效率。由于陰離子具有分子量高、分子鏈長、粘度大的特點，非離子分子量相比稍低，分子鏈較短、粘度較小，使得吸附架橋和網捕的密度更大，處理廢水產生的絮團大，出水水質更清。
文檔編號C02F1/56GK102557218SQ201110427648
公開日2012年7月11日 申請日期2011年12月19日 優先權日2011年12月19日
發明者秦曉銳, 譚輝鐵 申請人:上海沃杉化工有限公司