[发明专利]一种絮凝可控组合型絮凝剂及使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于水处理工艺的絮凝剂及使用方法，具体涉及一种改性天然高分子组合型的絮凝剂及使用方法。

背景技术

絮凝过程是目前国内外众多水处理工艺中应用最广泛、最普遍的单元操作之一，是废水处理过程中不可缺少的关键环节。絮凝效果的好坏往往决定了后续流程的运行状况、最终出水水质和费用，选择何种絮凝剂，对于提高出水水质、降低制水成本有着重要的技术经济价值。絮凝作用的主要对象是水中由不溶性物质形成的憎液溶胶及悬浮颗粒，絮凝剂是絮凝过程的核心部分，其性能直接影响到絮凝效果的好坏。按化学成分，絮凝剂可分为无机盐类絮凝剂、有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。目前使用的絮凝剂主要是无机和有机两类。无机盐类絮凝剂的品种较少，主要是铝盐、铁盐、水解聚合物等低分子盐类以及无机高分子絮凝剂。无机絮凝剂的投药量大、处理效率低、铝盐的使用还有一定的毒性。有机高分子絮凝剂主要有合成的有机高分子絮凝剂和天然改性有机高分子絮凝剂。有机高分子絮凝剂同无机高分子絮凝剂相比，具有用量少、絮凝速度快、受共存盐类pH值及温度影响小，生成污泥量少，并且容易处理等特点，因而有着广阔的应用前景。目前使用的有机高分子絮凝剂主要有天然改性的高分子絮凝剂和合成的高分子絮凝剂两类。天然高分子絮凝剂的使用量远小于合成有机高分子絮凝剂，原因是其电荷密度小、分子量低、易于发生生物降解而失去絮凝活性。合成有机高分子絮凝剂由于分子量大、分子链官能团多的结构特点在国内外市场上得到了广泛的应用，但由于合成类高分子絮凝剂价格高，生物难降解及残留单体的毒性限制了它在食品加工、给水处理及发酵工业等方面的发展，在环保日益重视的今天，其研究并不为人们所重视。20世纪70年代以来，许多国家开始重视化学改性有机高分子絮凝剂的研制，这类絮凝剂按其原料来源不同，大体可分为淀粉衍生物、纤维素衍生物、甲壳素衍生物、植物胶改性产物、多糖类蛋白质改性产物等。天然高分子化合物含有多种活性基团，如羟基、酚羟基等，表现出了较活泼的化学性质。通过羟基的酯化、醚化、氧化、交联、接枝共聚等化学改性，其活性基团大大增加。聚合物成枝化结构，分散了絮凝基团，对悬浮体系中颗粒物有更强的捕捉与促进作用，为了提高这类物质的絮凝效果，人们对其进行了大量的改性研究，经改性后的天然高分子絮凝剂与合成有机高分子絮凝剂相比，具有分子量广、活性基团多、结构多样化、原料来源广泛、价格低廉、易于生物降解、无二次污染等优点，目前被国内外众多研究者用来研制新型絮凝剂。

现有大多数的絮凝剂或价格昂贵、或有毒性、或絮凝较慢、或絮凝不可控、或受温度影响较大、或产生的残余污泥和残渣量大且难以处置，易造成二次污染。因此，研制开发低成本、快速、高效、安全、絮凝可控、温度适应范围广、易生物降解、无二次污染的絮凝剂，具有十分重要的现实意义。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有絮凝剂存在的不足，满足市场对絮凝剂的环保和絮凝效果的要求，对改性天然高分子进行组合，提供一种絮凝可控的组合型絮凝剂及使用方法。

本发明的技术解决方案是：一种絮凝可控组合型絮凝剂，其组分是改性天然高分子和络合剂。

所述的改性天然高分子可以是甲壳动物虾蟹昆虫的外壳、棉、秸秆、甘蔗渣、淀粉等农业废弃物中的一种或两种物质组合后，经磷酸化改性、磺酸化改性或羧酸化改性而制得具有活性基团的水溶性天然高分子。

所述棉是棉花、废弃棉花、废弃棉絮。

所述的秸秆是稻秆、麦秆、油菜秆、棉秆。

所述的淀粉是玉米淀粉、木薯淀粉、甘薯淀粉。

所述的络合剂可以是氯化镁、氯化钙、氢氧化钠、氢氧化钾、氯化铝、硫酸铝、硫酸铝钾、氧化钙、四硼酸钠、氯化铁、硫酸亚铁、氯化亚铁、硫酸铁、硼酸、盐酸、硫酸中至少两种的组合。

本发明组合絮凝剂的使用方法如下：

①用酸或碱将废水的pH调到4-8，所述的酸可选盐酸或硫酸，所述的碱可选氧化钙、氢氧化钠或氢氧化钾；

②将改性天然高分子和络合剂分别配成一定浓度溶液，改性天然高分子配成1-20g/L溶液，络合剂配成1-100g/L溶液，按每吨废水投加改性天然高分子2-20g络合剂50-200g；

③投加改性天然高分子，搅拌2-8分钟，分散均匀；

④根据絮凝需要，在12小时内随时投加络合剂，即可瞬时完成絮凝反应。

本发明的设计原理：改性天然高分子与络合剂发生络合反应而产生絮凝现象，达到去除悬浮物和胶体物质的目的，不同于传统絮凝剂设计原理。

本发明的有益效果是：

①原料来源广泛，成本低廉。