一種用於除藻的混凝劑及其製備方法
2023-05-13 22:23:16
專利名稱：一種用於除藻的混凝劑及其製備方法
技術領域：
本發明屬於環境保護技術領域，具體涉及用於除藻的混凝劑。
背景技術：
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 負電，具有較高的穩定性，難於實現混凝，而且藻類密度小，沉澱效果差，還會粘附在濾料表 面，使除藻用的濾池堵塞，需要頻繁衝洗濾池，這便縮短了濾池運行周期。在水處理實踐中， 對於以湖泊含藻水為水源的水廠，採用常規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。公開號為CN 101244953A、名稱是「銅絡合物除藻劑的製備方法」公開一種以二價 銅離子化合物、有機物絡合物和活性劑為原料來製成銅絡合物除藻劑的方法，其缺陷是制 備的原料過於昂貴。公開號為CN101475229A、名稱為「一種化學除藻方法」公開一種以高錳 酸鉀、氯化亞銅、氯化鋁、氯化鈉等為原料製備的複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，而銅鹽和鋁鹽對人體會造成傷害。
發明內容
本發明為克服上述現有技術的不足，提出一種製備原料低廉、安全高效的用於除 藻的混凝劑。本發明的另一目的是提出上述用於除藻的混凝劑的製備方法。本發明用於除藻的混凝劑的原料組份是水玻璃、三氯化鐵和稀硫酸，各組份佔總 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 量濃度為24 30%
本發明用於除藻的混凝劑的製備方法是；先製備聚矽酸溶液在40(T800r/min攪拌 速度條件下，將佔總重量209Γ70%的水玻璃全部加入到一半的稀硫酸溶液中，控制反應液 的PH值為2. (Γ3. 5，停止攪拌後靜置聚合，控制聚合溫度在10°C 40°C範圍，聚合時間為 廣10h，製得無色透明的聚矽酸溶液；然後再製備聚矽酸鐵溶液在10(T400r/min攪拌速度 條件下，將佔總重量10°/Γ50%的三氯化鐵全部與剩餘的另一半稀硫酸溶液混合，在其中加 入全部所述聚矽酸溶液，控制其反應溫度在25°C 70°C範圍，反應時間是廣5h，製得棕黃色 透明的聚矽酸鐵溶液即混凝劑。本發明採用了來源廣泛的工業級產品或副產品，採用水玻璃、三氯化鐵、硫酸等常 用的無機原料為製備原料，價格低廉，製備方式簡單易行。製備過程中不產生廢氣，對環境 友好。將聚矽酸鐵溶液投入含藻水中，通過攪拌作用加強聚矽酸鐵溶液與水體中藻細胞的 電中和、吸附架橋和粘附卷掃作用的結合過程，然後通過混凝沉澱分離出藻細胞，不會破壞 藻細胞體，避免了藻毒素的釋放，具有安全高效的特點，可獲得顯著的社會和經濟效果。
具體實施例方式本發明用於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，按佔總重量的百分比計，水玻璃佔20% 70%，三氯化鐵佔10% 50%，稀硫酸佔10% 40%。水 玻璃含SiO2的質量濃度為24 30%。製備上述混凝劑時，首先製備聚矽酸溶液在40(T800r/min攪拌速度條件下，將 佔總重量百分比209Γ70%的水玻璃全部加入到一半的稀硫酸溶液中，控制反應液的ρΗ值 為2. (Γ3. 5，停止攪拌，然後靜置聚合，控制聚合溫度在10°C 40°C範圍，聚合時間為廣10h， 製得無色透明的聚矽酸溶液。再製備聚矽酸鐵溶液在10(T400r/min攪拌速度條件下，將 佔總重量百分比為109Γ50%的三氯化鐵全部與剩餘的另一半稀硫酸溶液混合，再在其中加 入全部的已製備好的聚矽酸溶液，控制其反應溫度在25V 70°C範圍，其攪拌反應時間是 廣5h，製得棕黃色透明的聚矽酸鐵溶液，該聚矽酸鐵溶液即是混凝劑。聚矽酸鐵溶液同時具有電中和及吸附架橋作用，克服了現有聚矽酸作助凝劑存在 二次投加的缺點，採用聚矽酸鐵溶液作為混凝劑時，通過混凝攪拌沉澱的方法可與藻細胞 發生電中和、吸附架橋和粘附卷掃沉澱的綜合作用，形成的絮體大且密實，可快速有效地去 除藻細胞，實現水體淨化。以下提供2個實施例以進一步闡述本發明 實施例1
在600r/min攪拌速度條件下，將佔總重量50%的水玻璃全部加入到佔總重量10%的稀 硫酸溶液中，控制反應液的PH值為3，停止攪拌，然後靜置聚合，其聚合溫度是30°C，聚合時 間是5h，製得無色透明的聚矽酸溶液。再在300r/min攪拌速度條件下，將佔總重量30%的 三氯化鐵全部與佔總重量10%的稀硫酸溶液混合，再將已製備好的聚矽酸溶液全部加入其 中，反應溫度是40°C，攪拌反應時間是3h，製得棕黃色透明的聚矽酸鐵混凝劑。將所製備的聚矽酸鐵混凝劑對模擬的含藻水體進行混凝試驗，藻為實驗室純培養 的銅綠微囊藻，處理前水體的葉綠素a的含量是4. 78 g/L。在試驗過程中發現，隨著聚矽 酸鐵溶液投入量的增大，聚矽酸鐵產生的絮體粗大密實，體積較大，沉降速度快。投入量在 14mg/L時，對葉綠素a去除率為82. 40%。實施例2
在800r/min攪拌速度條件下，將佔總重量70%的水玻璃全部加入到佔總重量20%的稀 硫酸溶液中，控制反應液的PH值為2. 0，停止攪拌，然後靜置聚合，聚合溫度是40°C，聚合時 間是10h，製得無色透明的聚矽酸溶液。再在400r/min攪拌速度條件下，將佔總重量為50% 的三氯化鐵全部與佔總重量20%的稀硫酸溶液混合，再將已製備好的聚矽酸溶液全部加入 其中，控制其反應溫度是70°C，攪拌反應時間是5h，製得棕黃色透明的聚矽酸鐵混凝劑。將製備好的聚矽酸鐵混凝劑稀釋5倍後使用，即濃度為lg/L，聚合氯化鐵濃度為 lg/L。試驗水樣取自某湖水，其水體葉綠素a為7 g/L。分別用自製的聚矽酸鐵與市售的 聚合氯化鐵進行混凝實驗，測定混凝後的葉綠素a，在實驗過程中觀察到，隨著聚矽酸鐵混 凝劑投入量的增大，聚矽酸鐵產生的絮體粗大密實，沉降速度快；而聚合氯化鐵產生的絮體 蓬鬆，體積較小，沉降速度慢。聚矽酸鐵對含藻湖水的葉綠素a的去除效果明顯優於市售的 聚合氯化鐵。投入量在21mg/L時，聚矽酸鐵對葉綠素a的去除率為92. 64%，而聚合氯化鐵 對葉綠素a的去除率為66. 78%。
權利要求
一種用於除藻的混凝劑，其特徵是原料組份是水玻璃、三氯化鐵和稀硫酸，各組份佔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的質量濃度為24~30%。
2.一種用於除藻的混凝劑的製備方法，其特徵是依次採用如下步驟；(1)製備聚矽酸溶液在40(T800r/min攪拌速度條件下，將佔總重量20% 70%的水玻 璃全部加入到一半的稀硫酸溶液中，控制反應液的PH值為2. (Γ3. 5，停止攪拌後靜置聚合， 控制聚合溫度在10°C 40°C範圍，聚合時間為廣10h，製得無色透明的聚矽酸溶液；(2)製備聚矽酸鐵溶液在10(T400r/min攪拌速度條件下，將佔總重量10% 50%的三 氯化鐵全部與剩餘的另一半稀硫酸溶液混合，再在其中加入全部所述聚矽酸溶液，控制其 反應溫度在25°C 70°C範圍，反應時間是廣5h，製得棕黃色透明的聚矽酸鐵溶液即混凝劑。
全文摘要
本發明公開一種環境保護領域中用於除藻的混凝劑及其製備方法，各組份佔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，控制反應液的pH值為2.0~3.5，停止攪拌後靜置聚合，聚合溫度10℃~40℃，聚合時間為1~10h，製得無色透明的聚矽酸溶液；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，在其中加入全部聚矽酸溶液，反應溫度25℃~70℃，反應時間是1~5h，製得棕黃色透明的聚矽酸鐵溶液即混凝劑；使用該混凝劑時形成的絮體大且密實，可快速有效地去除藻細胞。
文檔編號C02F1/52GK101985373SQ20101056688
公開日2011年3月16日 申請日期2010年11月30日 優先權日2010年11月30日
發明者王利平, 許霞, 顏曉飛 申請人:常州大學