[发明专利]一种用于处理低温低浊水的复合絮凝剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于给水处理剂技术领域，具体涉及一种用于处理低温低浊水的复合絮凝剂及其制备方法。

背景技术

我国近20年来在经济高速发展、生活水平显著提高的同时，很多地区特别是在北方时常发生水资源短缺和水源水污染等环境问题。在北方地区每年长达5～6个月的冰封期当中，水质长时间处于低温低浊状态，由于低浊水中粒子的浓度很低，在整个混凝过程中粒子碰撞的几率很有限；而且低温导致混凝反应水解不彻底，给饮用水处理带来了很大的困难。目前，混凝沉淀技术在低温低浊水的处理当中较为普遍，而且铝盐作为传统的常规絮凝剂广泛应用，具有投药量大处理成本高、铝盐残留量大等问题。近年来发现自然水体和水处理过程中所引入的铝可以引发老年痴呆症等疾病，铝盐应用所引发的问题得到广泛重视。因此，有必要提供一种更有效的用于处理低温低浊水的复合絮凝剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于处理低温低浊水的复合絮凝剂及其制备方法，即一种能有效地降低低温浊水的浊度、菌落总数、铝的浓度，对人体安全无毒、具有良好的贮存稳定性又具有良好絮凝效果的新型絮凝剂，从而弥补现有技术的不足。

本发明的絮凝剂，由生物絮凝剂干粉、聚合氯化铝铁、氢氧化钙组成，其中各组分的质量百分比组成为1.10％～7.89％、15.87％～60.61％、36.76％～81.97％。

其中使用的聚合氯化铝铁，其包含有质量百分比为6.5-10％的氧化铝(Al₂O₃)、0.2～0.6％的氧化铁(Fe₂O₃)。

其中使用的生物絮凝剂干粉，其制备方法如下：

首先将根癌土壤杆菌(Agrobacterium tumefaciens)和球形芽孢杆菌(Bacillus sphaeicus)同时或分别接种到液体发酵培养基中进行扩大培养获得发酵菌液；然后将发酵生物絮凝剂的发酵液经过离心后获得菌体，将菌体用乙醇进行醇提、去除蛋白、乙醇分级提取和凝胶层析柱纯化后，经过冷冻干燥制得生物絮凝剂干粉。

其中使用的液体发酵培养基的组成如下：葡萄糖10g/L，K₂HPO₄5g/L，MgSO₄·7H₂O 0.2g/L，尿素0.5g/L，KH₂PO₄2g/L，NaCl 0.1g/L，酵母膏0.5g/L，pH值为7.5

本发明的复合絮凝剂的制备方法，步骤如下:

1)取聚合氯化铝铁固体粉末溶于水中配制成溶液，搅拌均匀；

2)再将生物絮凝剂干粉投入到聚合氯化铝铁的溶液中，将混合液进行加热并超声振荡；

3)将一定量氢氧化钙粉投加到超声振荡后的混合液中，即得产品复合絮凝剂。

根据本发明优选的，步骤(2)中加热50℃为最佳温度。

根据本发明优选的，步骤(2)中超声时间为3～10min，最优选5min。

与现有技术相比，本发明具有以下特点：

(1)成本低，铝残留少。复合絮凝剂处理低温地浊水，大大减少引入原水中的铝，降低混凝后出水中残余铝的浓度，同时对原水中的铝有较高的去除效果，并降低了总的混凝剂投药量。添加复合絮凝剂与单独添加生物絮凝剂或者聚合氯化铝铁水处理剂处理低温低浊原水进行对比，投药量远远小于两种药剂单独使用时的投药量，达到最佳混凝效果时，生物絮凝剂投药量下降了50.0～87.5％,聚合氯化铝铁投药量下降了33.3～50.0％。因此在提高絮凝出水效果的同时，不仅能有效降低药剂的投加量，还能使出水残铝的含量大幅降低.一方面，用量少可使生物絮凝剂的使用成本降低；另一方面，絮凝剂中引入Ca²⁺，大大降低了无机铝盐絮凝剂投加量，铝残留显著降低，提高了出水的生物安全性。

(2)絮凝效能高。本发明强化了两者的絮凝机理，生物絮凝剂充分利用无机絮凝剂的优良电中和脱稳特性以及生物絮凝剂的强大吸附架桥、网捕卷扫作用，使本发明产品在处理低温低浊水中显示出优异的絮凝效果，且污泥产生量小。絮凝初期通过聚合氯化铝铁及其水解物所带电荷起到电中和作用，随后生物絮凝剂发挥吸附和架桥特性，使水体中微小颗粒和污染物聚集形成紧密絮凝体，由于生物絮凝剂表现出多种絮凝机理协同的效应，产生的絮体紧密性好，对金属吸附性强，密度较大，絮体沉降快，絮凝效果好，污泥产生量小的优点。