專(zhuān)利名稱(chēng)：聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑及其制備與應(yīng)用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無(wú)機(jī)高分子與有機(jī)陽(yáng)離子高分子聚合物的復(fù)合物制備技術(shù)，特別 是聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑及其制備與應(yīng)用方法。
背景技術(shù)：
聚合硫酸鋁(Poly Aluminum Sulfate,PAS)是一種應(yīng)用廣泛的無(wú)機(jī)高分子水處理 劑，其結(jié)構(gòu)示性式如下Aln(OH)m(SO4) [(3n_m)/2](式 1)其中，0<m<3n。作為水處理劑，PAS的優(yōu)點(diǎn)在于比傳統(tǒng)的低分子鋁鹽，如硫酸鋁、氯化鋁等，相對(duì) 分子質(zhì)量大，更有效的架橋吸附能力，而且比有機(jī)高分子混凝劑的價(jià)格低。相對(duì)于聚合氯化 鋁具有水解速度快的特點(diǎn)，主要用于內(nèi)河河網(wǎng)和湖泊水源水，特別適用于低溫低濁有機(jī)微 污染原水的處理。但是，因受其分子結(jié)構(gòu)和聚合度的限制，在電中和、凝聚架橋和絮凝作用 方面，仍處在傳統(tǒng)鋁鹽與有機(jī)高分子之間，且其穩(wěn)定性易受環(huán)境影響。因此，在實(shí)際應(yīng)用中， 尚存在著投加藥劑量稍大，產(chǎn)生的絮團(tuán)大但是略輕，污泥體積稍大等缺點(diǎn)。聚二甲基二烯丙基氯化銨(PDMDAAC)是一種水溶性陽(yáng)離子聚合物，其正電荷密度 高，水溶性好，相對(duì)分子質(zhì)量易于控制，高效無(wú)毒。因此，被廣泛應(yīng)用于石油、造紙、采礦、紡 織、印染、日用化工多個(gè)領(lǐng)域。支鏈化PDMDAAC分子結(jié)構(gòu)式如下
權(quán)利要求
1.一種聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑，其特征在于，通過(guò) 以下步驟制備步驟1、將符合國(guó)家化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(HG2227-2004)要求的硫酸鋁AS干粉或溶液置于混 合釜內(nèi)，加水調(diào)配得到AS溶液，攪拌該AS溶液，不斷滴加堿或堿土金屬化合物或活性氫氧 化鋁進(jìn)行聚合反應(yīng)，控制PH值或堿基度，當(dāng)pH值大于3. 5時(shí)停止加料，反應(yīng)30士5min后過(guò) 濾除去不溶性物質(zhì)，制得透明的PAS溶液；步驟2、將制得的PAS溶液置于混合反應(yīng)釜內(nèi)，常溫或加熱條件下加入支鏈化PDMDAAC 膠體或干粉；加入的PAS溶液中PAS的含量與支鏈化PDMDAAC膠體或干粉的含量比為 20.0 1 2.0 1 ；在PAS溶液中加入支鏈化PDMDAAC膠體或干粉的特征黏度值范圍為 0. 5 4. 7dL/g，其固含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)分別為20% 75%或(92士2) % ；常溫?cái)嚢璧臏囟?為-5 35°C，加熱攪拌的溫度為35 85°C ；步驟3、在常溫下攪拌混合溶液直到支鏈化PDMDAAC膠體完全溶解，得到穩(wěn)定的PAS-支 鏈化PDMDAAC復(fù)合混凝劑。
2.一種制備權(quán)利要求1所述聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑 的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1、將符合國(guó)家化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(HG2227-2004)要求的硫酸鋁AS干粉或溶液置于混 合釜內(nèi)，加水調(diào)配得到AS溶液，攪拌該AS溶液，不斷滴加堿或堿土金屬化合物或活性氫氧 化鋁進(jìn)行聚合反應(yīng)，控制PH值或堿基度，當(dāng)pH值大于設(shè)定值時(shí)停止加料，反應(yīng)一定時(shí)間后 過(guò)濾除去不溶性物質(zhì)，制得透明的PAS溶液；步驟2、將制得的PAS溶液置于混合反應(yīng)釜內(nèi)，常溫或加熱條件下加入支鏈化PDMDAAC 膠體或干粉；步驟3、在常溫下攪拌混合溶液直到支鏈化PDMDAAC膠體完全溶解，得到穩(wěn)定的PAS-支 鏈化PDMDAAC復(fù)合混凝劑。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑的 制備方法，其特征在于，步驟1中PH值的設(shè)定值為3. 5，堿基度為35% 70%，反應(yīng)時(shí)間為 30士5min。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑的 制備方法，其特征在于，堿基度為40 % 60 %。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑的 制備方法，其特征在于，步驟1中滴加的堿為氫氧化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉或它們的混合物， 堿土金屬化合物為氫氧化鈣、氧化鈣、碳酸鈣、碳酸氫鈣、鋁酸鈣或它們的混合物。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑的 制備方法，其特征在于，步驟2中加入的PAS溶液中Al2O3含量為5. 5% 9. 5%，PAS溶液 中Al2O3的含量與支鏈化PDMDAAC膠體或干粉的含量比為20.0 1 2. 0 1。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑的 制備方法，其特征在于，步驟2中在PAS溶液中加入支鏈化PDMDAAC膠體或干粉的特征黏度 值范圍為0. 5 4. 7dL/g，其固含量以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)分別為20% 75%或(92士2) %。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑 的制備方法，其特征在于，步驟2中常溫?cái)嚢璧臏囟葹?5 35°C，加熱攪拌的溫度為35
9.一種使用權(quán)利要求1所述的聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝 劑的方法，其特征在于將PAS-支鏈化PDMDAAC復(fù)合混凝劑直接投加用于原水和廢水、污水 的絮凝處理以及污、淤泥脫水處理過(guò)程。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混 凝劑的使用方法，其特征在于，當(dāng)PAS-支鏈化PDMDAAC復(fù)合混凝劑用于原水制備飲用水 時(shí)，復(fù)合混凝劑溶液中，PAS以其鋁鹽含量以Al2O3計(jì)為7. 8%時(shí)，所含其他物質(zhì)或重金屬 鹽質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為砷(As) ( 0.0002%，鉛(Pb) ( 0. 0005%, fg (Cd) ( 0.0001 %，汞 (Hg) ^ 0. 00001%，六價(jià)鉻(Cr6+) ^ 0. 0005% ;PDMDAAC中除氯化鈉以外各種金屬鹽總量占 聚合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)< 0. 0005%。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種聚合硫酸鋁-支鏈化聚二甲基二烯丙基氯化銨復(fù)合混凝劑及其制備與應(yīng)用方法，制備方法包括以下步驟步驟1、將符合國(guó)家化工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的硫酸鋁AS干粉或溶液置于混合釜內(nèi)，加水調(diào)配得到AS溶液，攪拌該AS溶液，不斷滴加堿或堿土金屬化合物或活性氫氧化鋁進(jìn)行聚合反應(yīng)，控制pH值或堿基度，當(dāng)pH值大于設(shè)定值時(shí)停止加料，反應(yīng)一定時(shí)間后過(guò)濾除去不溶性物質(zhì)，制得透明的PAS溶液；步驟2、將制得的PAS溶液置于混合反應(yīng)釜內(nèi)，常溫或加熱條件下加入支鏈化PDMDAAC膠體或干粉；步驟3、在常溫下攪拌混合溶液直到支鏈化PDMDAAC膠體完全溶解，得到產(chǎn)品。本發(fā)明制得的產(chǎn)品用于多種廢、污水絮凝處理。
文檔編號(hào)C02F1/56GK102115240SQ20091026415
公開(kāi)日2011年7月6日 申請(qǐng)日期2009年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月31日
發(fā)明者張躍軍, 李瀟瀟, 趙曉蕾 申請(qǐng)人:南京理工大學(xué)