申请日2004.10.20
公开(公告)日2007.06.20
IPC分类号C02F1/50; C02F1/52
摘要
水处理除污染复合药剂，它涉及一种用于水处理的除污染药剂。本发明由高锰酸盐、高铁酸盐、硅酸盐聚合物、辅剂组成。本发明既发挥了高铁锰复合药剂的高效除污染、絮凝作用，又发挥无机高分子优异的吸附卷扫的作用，该除污染药剂本身含有天然的消毒剂，可以充分的利用其高价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，而且该药剂在强化混凝、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。
权利要求书
1、水处理除污染复合药剂，其特征在于它由高锰酸盐、高铁酸盐、硅酸 盐聚合物、辅剂组成，它们的重量百分比为：高锰酸盐0.1～40%、高铁酸盐 0.1～40%、硅酸盐聚合物0.1～30%、辅剂0.1～80%，所述辅剂为硫酸铁、氧 化钙、氢氧化钙、磷酸盐、过氧化物、次氯酸盐、氯酸盐、特殊粘土、硫酸 铝、聚合硫酸铝中的一种或几种的混合物。
2、根据权利要求1所述的水处理除污染复合药剂，其特征在于所述高锰 酸盐为高锰酸钾或高锰酸钠。
3、根据权利要求1所述的水处理除污染复合药剂，其特征在于所述高铁 酸盐为高铁酸钾或高铁酸钠。
4、根据权利要求1所述的水处理除污染复合药剂，其特征在于所述特殊 粘土为活化后的蒙脱石、膨润土、凹凸棒、沸石和硅藻土中的一种或几种的混合 物。
说明书
水处理除污染复合药剂
技术领域：
本发明涉及一种用于水处理的除污染药剂。
背景技术：
目前中国七大重点流域地表水有机污染普遍日益严重，污染物的种类日 益增多，水源污染对现有水质净化技术提出挑战。数据显示，现有净化技术 不能保证饮用水质的安全性。在混凝沉淀工艺环节，水中胶体颗粒难以脱稳， 混凝剂的投加量大大增加，有机污染物难以从水中去除，水处理成本大幅度 上升。在过滤工艺环节，水中有机物的增加，致使滤池中的滤料表面受到有 机物的污染，表面性质发生变化，部分或全部失去了对胶体杂质的吸附和截 留作用，过滤作为工艺中的关键屏障作用极大减弱。浊度、有机污染物在过 滤过程中没有得到有效截留。在消毒工艺环节，由于前述处理工艺未能有效 去除有机污染物，因而产生更多消毒副产物。在水污染较为严重的条件下， 单独使用混凝剂有时不足以对有机物的去除产生良好的作用，这时需要使用 多种药剂联合作用强化工艺，其中包括：采用臭氧、预氯化、高锰酸钾、二 氧化氯等具有氧化性质的物质进行预氧化，这些预氧化工艺不仅能够去除有 机物，还可以通过破坏有机物对胶体颗粒的影响来达到强化混凝、过滤的目 的。同时投加多种药剂需要两套或两套以上系统，运行操作管理较为复杂， 设备费用也较高。以臭氧预氧化除微污染为例，对于一个中等规模水厂(10 万吨/日)，投资达数百万至上千万元。研究也表明，一些氧化剂如臭氧、氯等 在去除有机物同时，也会产生一些副产物。能否研究出一种经济、高效、安 全，集强化混凝、过滤与除污染于一体的新型除污染复合药剂，使其具有投 加控制方面需要一套系统，操作运行管理方面方便简单的优点，这对当今中 国受污染水的处理具有积极意义。CN1103628A中公开了一种“高锰酸盐复合 药剂饮用水除污染技术”，由于高锰酸钾复合药剂和混凝剂需要分别投加，具 有浪费设备、控制复杂、效果不好、分子量不大等诸多的缺点。
发明内容：
本发明的目的是提供一种经济、高效、安全，集强化混凝、过滤与除污 染于一体的水处理除污染复合药剂CFPS。本发明的药剂由高锰酸盐、高铁酸 盐、硅酸盐聚合物、辅剂组成，它们的重量百分比为：高锰酸盐0.1～40%、 高铁酸盐0.1～40%、硅酸盐聚合物0.1～30%、辅剂0.1～80%，所述辅剂为 硫酸铁、氧化钙、氢氧化钙、磷酸盐、过氧化物、次氯酸盐、氯酸盐、特殊 粘土、硫酸铝、聚合硫酸铝中的一种或几种的混合物。由于复合药剂中含有 高锰酸盐和较为稳定的高铁盐成分及由硅酸盐在一定条件下聚合成的无机高 分子物质，因而充分发挥了新型除污染药剂CFPS中各种成分间的良好的氧化、 催化、电中和、吸附卷扫等协同作用。高铁盐(+6价)的在水中反应特有的性质： 氧化和破坏有机物，反应产物本身为铁盐(+3价)，对人体无任何副作用，生成 效能良好的混凝剂;高锰酸盐(+7价)具有氧化破坏有机物，生成二氧化锰吸附 胶体杂质和有机物及起到催化氧化作用，达到强化混凝、强化过滤的效果;同时 复合药剂中聚硅酸铁发挥其高价阳离子电中和作用和本身硅酸聚合物的高分子 的吸附卷扫作用，其分子量可达105～106道尔顿。聚硅酸铁混凝剂与目前正在使 用的无机混凝剂(硫酸铝、聚合硫酸铝、聚合氯化铝、聚合硫酸铁等)和有机高 分子絮凝剂(聚丙烯酰胺等)相比由于其分子量大无毒、价格低、混凝效果优异 等优势，非常有希望成为新一代的无机高分子混凝剂。本发明具有投加控制方 面仅需要一套系统，操作运行管理方面方便简单易于实现自动控制优势的优 点，其在受污染水的处理中充分发挥了除污染药剂中各成分的高效协同作用： 既发挥了高铁锰复合药剂的高效除污染、絮凝作用，又发挥无机高分子优异 的吸附卷扫的作用，其对污染水体的处理效果十分优异，该技术是我们国家 在饮用水除污染领域独立研究出的强化处理工艺。本发明的除污染药剂可以 较长时间保存，本身含有天然的消毒剂，可以充分的利用其高价强氧化性破坏病 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，而且该药剂在 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。例如：该水处理除污染复合药剂在黄河流域五类水体 的处理实验中，投加量以铁计2～5mg/l时，仅在混凝沉淀工艺中CODMn 就能去除80%，亚硝酸盐氮全部去除对黄河下游湖泊水库水体藻类的去 除率可达90～99%，色度去除率可达90%以上。对CODCr浓度为120～ 130mg/l的工业废水，投加量以铁计5-10mg/l时，仅在混凝沉淀工艺中 就去除CODCr81%左右，达到工业废水排放标准和回用标准。
具体实施方式：
具体实施方式一：本实施方式的水处理除污染药剂由高锰酸盐、高铁酸 盐、硅酸盐聚合物、辅剂组成，它们的重量百分比为：高锰酸盐0.1～40%、 高铁酸盐0.1～40%、硅酸盐聚合物0.1～30%、辅剂0.1～80%。所述高锰酸 盐为高锰酸钾或高锰酸钠;所述高铁酸盐为高铁酸钾或高铁酸钠;所述硅酸盐 聚合物可以和其它物质形成高聚锰铁硅、高聚锰铝硅、高聚铁硅、高聚铁铝 硅、高聚铝硅等化合物;所述辅剂根据实际水质可以为硫酸铁、氧化钙、氢 氧化钙、磷酸盐、过氧化物、次氯酸盐、氯酸盐、特殊粘土、硫酸铝、聚合 硫酸铝中的一种或几种的混合物。所述特殊粘土为活化后的蒙脱石、膨润土、 凹凸棒、沸石和硅藻土中的一种或几种的混合物。本实施方式药剂的投加位置在 混凝工艺的前端或者是在过滤工艺的前端，或者在混凝工艺的前端与在过滤 工艺前端同时投加，投加形式为以液体形式投加，或者以固体形式投加，投 加药剂量为0～100mg/L的有效药剂量。
具体实施方式二：本实施方式的水处理除污染药剂由高锰酸盐、高铁酸盐、 硅酸盐聚合物、辅剂组成，它们的重量百分比为：高锰酸盐15～40%、高铁 酸盐15～40%、硅酸盐聚合物15～25%、辅剂10～55%。
具体实施方式三：本实施方式的水处理除污染药剂由高锰酸盐、高铁酸盐、 硅酸盐聚合物、辅剂组成，它们的重量百分比为：高锰酸盐5～20%、高铁酸 盐10～20%、硅酸盐聚合物5～10%、辅剂50～75%。
具体实施方式四：本实施方式以地表水体3类为例，将除污染药剂配制成 质量浓度为0.1～3%，控制投加量为3～20mg/L，其中高锰酸盐20%、高铁酸 盐20%、硅酸盐聚合物15%，辅剂45%，将其投加到混凝前的水体中，滤后 出水浊度去除率提高30～50%，有机污染物去除率提高30～50%，药剂投加 量较常规药剂投加量节约10～15%，卤仿前质和卤仿生成量大幅度降低。
具体实施方式五：本实施方式以地表水体4类为例，将药剂配制成浓度为 0.1～5%，控制投加量为10～60mg/L，高锰酸盐10%、高铁酸盐15%、硅酸 盐聚合物15%，辅剂60%。将上述药剂投加到混凝前的水体中，滤后出水浊 度去除率提高30～50%，有机污染物去除率提高30～50%，药剂投加量较常 规药剂投加量节约30～40%，卤仿前质和卤仿生成量大幅度降低。
