本发明专利技术公开了一种聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合混凝剂及其制备与应用方法，将PAC干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到PAC溶液，搅拌该PAC溶液，并加入AS干粉或溶液，在搅拌下加水溶解，进一步滴加碱或碱土金属化合物控制盐基度，得到含有PAC与AS的二元混合溶液；搅拌该二元混合溶液，加入PDMDAAC胶体或干粉，搅拌直到PDMDAAC胶体完全溶解，得到稳定的PAC-AS-PDMDAAC三元复合混凝剂，上述PAC含量和AS含量均以Al2O3质量分数计；将所得三元复合混凝剂与水稀释后或者直接投加用于原水混凝处理和废水、污水的絮凝处理以及污、淤泥脱水处理过程。本发明专利技术三元复合混凝剂以单一药剂形式，直接按投加量要求(或稀释后)用于各种原水强化混凝和废污水絮凝处理以及污泥、淤泥脱水过程。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种无机铝盐混凝剂与有机阳离子高分子聚合物的复合物制备技术， 特别是一种聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合混凝剂及其制备与应 用方法。聚合氯化铝(Poly Aluminum Chloride, PAC)是一种应用广泛的无机高分子水处 理剂，其结构示性式如下Aln (OH) mCl(3n_m) (式 1)其中，0<m<3n。聚合氯化铝的优点在于比传统的低分子铝盐，如硫酸铝、氯化铝等，相对分子质 量大，作为水处理剂，更有效的架桥吸附能力，而且比有机高分子混凝剂的价格低。但是，因 受其分子结构和聚合度的限制，在电中和、凝聚架桥和絮凝作用方面，仍处在传统铝盐与有 机高分子之间。因此，在实际应用中，特别是对含藻和有机物污染的内河和湖泊原水，存在 着投加药剂量大，产生的沉淀污泥松散、颗粒细、不易沉淀、体积大等缺点。硫酸铝(Aluminum Sulfate, AS)是一种应用广泛的无机盐水处理剂，其分子式如 下Al2 (SO4) 3 ‘ XH2O (式 1)其中，χ为自然数，AS的相对分子质量342. 15硫酸铝是一种传统的低分子铝盐水处理剂，因其价格低廉，水温适宜时脱浊效果 尚能满足要求，仍被部分以内河和湖泊水为水源的制水厂采用。通常，在其使用时产生的矾 花较大，但不够密实，特是别是对低温低浊、受污染的原水处理，存在投加量大的问题，导致 污泥量大，出水含铝量高的缺陷。聚二 甲基二 烯丙基氯化铵(poly-dimethyldiallyl ammonium chloride, PDMDAAC)是一种水溶性阳离子聚合物，其正电荷密度高，水溶性好，相对分子质量易于控 制，高效无毒。因此，被广泛应用于石油、造纸、采矿、纺织、印染、日用化工多个领域。其分 子结构式如下权利要求1.一种聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合混凝剂，其特征在于 由以下步骤制备而成，S卩(1)将PAC干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到PAC含量为 10. 5% 20. 5%的溶液，在常温或加热条件下搅拌该PAC溶液，并加入AS干粉或溶液，在搅 拌下加水溶解，进一步滴加碱或碱土金属化合物，控制混合溶液的盐基度为40% 90%， 得到PAC含量为5.0% 13. 0%，其中PAC含量与AS含量之比为4.0 1. 0 4. 0 0.2 的二元混合溶液；(2)在常温或加热条件下搅拌该二元混合溶液，加入特征黏度值范围为1.5 4. 7dL/ g的PDMDAAC胶体或干粉，其固含量以质量分数计分别为40% 75%或(92士2) %，并使 PAC含量为4. 5% 12. 5%，PAC含量与PDMDAAC的质量比为20. 0 1 2. 0 1，即PAC、 AS、PDMDAAC 三组分的质量比为PAC AS PDMDAAC = 4. 0 (1. 0 0. 2) 0. 2 4.0 (1.0 0.2) 2.0，得到三元混合溶液；(3)在常温或加热条件下搅拌该三元混合溶液直到PDMDAAC胶体完全溶解，得到稳定 的PAC-AS-PDMDAAC三元复合混凝剂，上述PAC含量和AS含量均以Al2O3质量分数计。2.一种聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合混凝剂的制备方法， 其特征在于包括以下步骤(1)将PAC干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到PAC溶液，在常温或加热条件下搅 拌该PAC溶液，并加入AS干粉或溶液，在搅拌下加水溶解，进一步滴加碱或碱土金属化合物 控制盐基度，得到含有PAC与AS的二元混合溶液；(2)在常温或加热条件下搅拌该二元混合溶液，加入PDMDAAC胶体或干粉，在常温或加 热条件下搅拌，直到PDMDAAC胶体完全溶解，得到稳定的PAC-AS-PDMDAAC三元复合混凝剂， 上述PAC含量和AS含量均以Al2O3质量分数计。3.根据权利要求2所述的聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合混 凝剂的制备方法，其特征在于用于调节无机盐PAC和AS 二元混合溶液的盐基度所加碱为 氢氧化钠、碳酸钠、碳酸氢钠或它们的混合物；或者所加碱土金属化合物为氢氧化钙、氧化 钙、碳酸钙、碳酸氢钙、铝酸钙或它们的混合物。4.根据权利要求2所述的聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复 合混凝剂的制备方法，其特征在于第(1)步中，加水调配得到的PAC溶液中，PAC含量为 10. 5% 20. 5% ；加入碱或碱土金属化合物控制二元混合溶液的盐基度为40% 90%。5.根据权利要求2所述的聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合混 凝剂的制备方法，其特征在于第(1)步中，得到的二元混合溶液中的PAC含量为5.0% 13. 0%，该PAC含量与AS含量之比为4.0 1. 0 4. 0 0.2。6.根据权利要求2所述的聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合混 凝剂的制备方法，其特征在于第⑵步中，加入PDMDAAC胶体或干粉的特征黏度值范围为 1. 5 4. 7dL/g，其固含量以质量分数计分别为40% 75%或(92士2) %。7.根据权利要求2所述的聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合 混凝剂的制备方法，其特征在于得到的三元复合混凝剂中PAC含量为4. 5% 12. 5%,PAC 含量与PDMDAAC的质量比为20. 0 1 2. 0 1，即PAC、AS、PDMDAAC三组分的质量比例 为PAC AS PDMDAAC = 4.0 (1. 0 0. 2) 0. 2 4. 0 (1. 0 0. 2) 2.0。8.根据权利要求2所述的聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合混凝剂的制备方法，其特征在于常温或加热条件下搅拌的温度为-5 35°C或35 105°C。9.一种对权利要求1所述的聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合 混凝剂的应用方法，其特征在于PAC-AS-PDMDAAC三元复合混凝剂与水稀释后或者直接投 加用于原水混凝处理和废水、污水的絮凝处理以及污、淤泥脱水处理过程。10.根据权利要求9所述的聚合氯化铝-硫酸铝-聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复 合混凝剂的应用方法，其特征在于当PAC-AS-PDMDAAC三元复合混凝剂用于饮用水制备 时，原料PAC含量折算为以10. 5%计的溶液时，其所含其他物质或重金属盐的质量分数 分别为氨态氮 N 彡 0. 01%，砷 As 彡 0. 0002%，铅 1 ^ 0. 001%，镉 Cd ^ 0. 0002%，汞 Hg彡0. 00001%，六价铬Cr6+彡0. 0005% ；原料AS含量折算为以7. 8 %计的溶液时，其 所含其他物质或重金属盐质量分数分别为砷(As) ^ 0.0002%，铅(Pb) ^ 0.0005%，镉 (Cd) ^ 0. 0001%, (Hg) ( 0. 00001%，六价铬(Cr6+) ( 0. 0005% ；原料 PDMDAAC 中除氯 化钠以外各种金属盐总量占聚合物质量分数< 0. 0005%。全文摘要本专利技术公开了一种，将PAC干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到PAC溶液，搅拌该PAC溶液，并加本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种聚合氯化铝－硫酸铝－聚二甲基二烯丙基氯化铵三元复合混凝剂，其特征在于由以下步骤制备而成，即（１）将ＰＡＣ干粉或溶液置于混合釜内，加水调配得到ＰＡＣ含量为１０．５％～２０．５％的溶液，在常温或加热条件下搅拌该ＰＡＣ溶液，并加入ＡＳ干粉或溶液，在搅拌下加水溶解，进一步滴加碱或碱土金属化合物，控制混合溶液的盐基度为４０％～９０％，得到ＰＡＣ含量为５．０％～１３．０％，其中ＰＡＣ含量与ＡＳ含量之比为４．０∶１．０～４．０∶０．２的二元混合溶液；（２）在常温或加热条件下搅拌该二元混合溶液，加入特征黏度值范围为１．５～４．７ｄＬ／ｇ的ＰＤＭＤＡＡＣ胶体或干粉，其固含量以质量分数计分别为４０％～７５％或（９２±２）％，并使ＰＡＣ含量为４．５％～１２．５％，ＰＡＣ含量与ＰＤＭＤＡＡＣ的质量比为２０．０∶１～２．０∶１，即ＰＡＣ、ＡＳ、ＰＤＭＤＡＡＣ三组分的质量比为：ＰＡＣ∶ＡＳ∶ＰＤＭＤＡＡＣ＝４．０∶（１．０～０．２）∶０．２～４．０∶（１．０～０．２）∶２．０，得到三元混合溶液；（３）在常温或加热条件下搅拌该三元混合溶液直到ＰＤＭＤＡＡＣ胶体完全溶解，得到稳定的ＰＡＣ－ＡＳ－ＰＤＭＤＡＡＣ三元复合混凝剂，上述ＰＡＣ含量和ＡＳ含量均以Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］质量分数计。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张跃军，赵晓蕾，李潇潇，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：84
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