申请日2011.11.29
公开(公告)日2012.06.27
IPC分类号C02F1/52
摘要
一种强化低温低浊度水处理的复合混凝剂制备方法属水处理领域。本发明步骤：(1)称取原料;(2)将硅酸钠溶液加入无机酸中，使pH值为1.0～4.0，搅拌，静止熟化1～2小时，生成聚硅酸溶液;(3)配制铝盐溶液将Al/Si摩尔比控制在5～15范围内，然后与聚硅酸溶液进行复配，在温度60～70℃下，滴加氢氧化钠或碳酸氢钠溶液，配制聚硅铝溶液;(4)配制钾和钙的混合溶液，其中Ca/Mn摩尔比为5～10;(5)聚硅铝溶液与高锰酸钾和氯化钙的混合溶液按Al/Mn摩尔比10～20混合，搅拌，调节pH值至1.0～3.0，静止熟化24～48小时，该复合混凝剂得以制备。本发明降低污染物对后续工艺的负荷，保障供水安全、降低制水成本的目的。
权利要求书
1.一种强化低温低浊度水处理的复合混凝剂制备方法，其特征在于：
所用的原料：无机酸，为硫酸或盐酸;碱溶液，为氢氧化钠或碳酸氢钠溶 液;硅酸钠溶液;铝盐溶液，为硫酸铝或氯化铝溶液;高锰酸钾;氯化钙;
其制作步骤如下：(1)称取原料;(2)将硅酸钠溶液加入无机酸中，使混 合液的pH值为1.0～4.0，搅拌，静止熟化1～2小时，生成聚硅酸溶液;(3) 配制铝盐溶液，将Al/Si摩尔比控制在5～15范围内，然后与步骤(2)中聚 硅酸溶液进行复配，在温度60～70℃下，滴加0.5mol/L氢氧化钠或碳酸氢钠 溶液，配制成碱基度为1.0～2，以Al计为0.1～0.15mol/L的聚硅铝溶液;(4) 配制高锰酸钾和氯化钙的混合溶液，其中Ca/Mn摩尔比为5～10;(5)将步 骤(3)的聚硅铝溶液与步骤(4)的高锰酸钾和氯化钙的混合溶液按Al/Mn 摩尔比10～20混合，搅拌，调节pH值至1.0～3.0，静止熟化24～48小时，该 复合混凝剂得以制备。
说明书
一种强化低温低浊度水处理的复合混凝剂制备方法
技术领域
本发明属水处理领域，特别涉及一种低温低浊饮用水源水的复合混凝剂 的制备方法。
背景技术
低温低浊水的混凝技术一直是水处理界的难点之一。混凝效果直接决定 了后续沉淀、过滤、消毒工艺的处理负荷和出水水质，是除污染的关键步骤。 然而在低温条件下，传统混凝剂水解缓慢、脱稳颗粒运动剪切力变大而难于 聚集，因而絮体的成长速度变缓;低浊又使得水中颗粒物浓度减少相互碰撞 的几率降低，形成的絮体密度小、沉降慢，造成停留时间延长、沉淀池体积 变大、固液分离难度提高。此外，原水中有机成分的增加进一步提高了水中 胶体的稳定性，使胶体更难脱稳，混凝出水水质下降，后续工艺负荷明显加 重且生成致畸、致癌、致突变消毒副产物的可能性变大，化学和生物风险提 升。我国现行的《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对浊度和有毒有害 有机物都做了更严格的要求。因此为保障饮用水安全，开展低温低浊水中浊 度物质及有机污染物的有效混凝处理技术研究具有重要意义，而复合混凝剂 的研发是前提也是关键。
目前常见的混凝药剂有无机低/高分子混凝剂、有机高分子混凝剂、微生 物絮凝剂等。常规混凝剂处理低温低浊水效果并不理想，通常采用投加助凝 剂的方法来减少混凝剂投加量和产生的污泥量，从而提高沉淀效率，节约制 水成本。而常见助凝剂如生石灰、聚硅酸、聚丙烯酰胺、高锰酸钾等均存在 一定的局限性。生石灰只是改变了原水碱度/pH值，使混凝剂在低温条件下易 于水解。聚硅酸的助凝效果与反应条件，如活化剂用量、pH值、硅酸浓度、 活化时间、投加方式、所选絮凝剂等密切相关，操作和制备过程相对复杂， 且不易保存;同时聚硅酸分子链上的活性基团与胶体颗粒表面间的氢键相结 合表现出很强的吸附架桥作用能增强浊度物质的去除，而对有机物的增强效 果不明显。聚丙烯氨酰胺本身很少作为混凝剂单独使用，其吸附架桥的助凝 作用很大程度上取决于其投加量和投加点，与聚硅酸具有相似的性质;此外， 由于单体丙烯酰胺的剧毒性大大降低了其在饮用水中的广泛应用性。高锰酸 钾由于其还原产物δ-MnO2的吸附性能对有机物具有较好的助凝作用，且高 锰酸钾能有效地氧化覆盖在胶体表面的有机涂层，提高颗粒物的去除，但助 凝除浊能力有限。因此，无论是单独投加常见混凝剂，还是采用投加单一助 凝剂的方式，均不可能达到高效的除浊度和除有机物的目的，且操作过程相 对复杂。因此研究和开发适用于低温低浊微污染地表水源水的混凝复合剂来 强化浊度和有机物的去除，对提高供水安全性、降低制水成本均具有重要意 义。
发明内容：
本品为一种多元复合絮凝沉降剂，由铝盐、聚硅酸盐、高锰酸钾以及氯化 钙组成。可以充分利用高价锰强氧化性破坏病毒及细菌，消毒副产物的产生 远小于氯消毒所产生的消毒副产物，其氧化有机物后生成的新生态水合二氧 化锰又可以对腐植酸类大分子有机物进行有效的吸附，Ca2+离子的加入，可以 有效的链接二氧化锰与腐植酸，强化其吸附能力。水合二氧化锰还可作为凝 聚核心和聚硅酸的架桥作用能够有效降低浊度，尽可能的降低污染物对后续 工艺的负荷，最终达到保障供水安全、降低制水成本的目的。
一种强化低温低浊度水处理的复合混凝剂制备方法，其特征在于：
所用的原料：无机酸，为硫酸或盐酸;碱溶液，为氢氧化钠或碳酸氢钠溶 液;硅酸钠溶液;铝盐溶液，为硫酸铝或氯化铝溶液;高锰酸钾;氯化钙;
其制作步骤如下：(1)称取原料;(2)将硅酸钠溶液加入无机酸中，使混 合液的pH值为1.0～4.0，搅拌，静止熟化1～2小时，生成聚硅酸溶液;(3) 配制铝盐溶液，将Al/Si摩尔比控制在5～15范围内，然后与步骤(2)中聚 硅酸溶液进行复配，在温度60～70℃下，滴加0.5mol/L氢氧化钠或碳酸氢钠 溶液，配制成碱基度为1.0～2.0，以Al计为0.10～0.15mol/L的聚硅铝溶液;(4) 配制高锰酸钾和氯化钙的混合溶液，其中Ca/Mn摩尔比为5～10;(5)将步 骤(3)的聚硅铝溶液与步骤(4)的高锰酸钾和氯化钙的混合溶液按Al/Mn 摩尔比10～20混合，搅拌，调节pH值至1.0～3.0，静止熟化24～48小时，该 复合混凝剂得以制备。
该多元复合药剂中铝盐、聚硅酸盐、高锰酸钾以及氯化钙，依次投加硅 酸盐、铝盐、高锰酸钾和氯化钙的顺序发生聚合、缩聚反应，分别以铝Al、 硅Si、锰Mn和钙Ca计，Al∶Si∶Mn∶Ca摩尔比为(10～20)∶(0.67～4)∶1∶ (5～10)。
本发明的优点：
与现有的常规混凝剂相比，本发明具有如下优点：
(1)该药剂在强化混凝、强化过滤去除浊度、色度、藻类、嗅味、去除 水中的微量有机污染物和致突变活性物质、降低卤仿前质和卤仿生成量、取 代预氯化、降低混凝剂的用量方面具有优异的表现，且温度对该复合药剂的 混凝效果影响较小;
(2)该复合药剂使用方法简单，易于操作，与常规混凝药剂投加方式相 似;
(3)生产该复合药剂均为常规给水处理药剂，原料价格低，易得，且使 用安全，无毒副作用。
