公布日：2022.07.01
申請日：2022.04.08
分類號：C02F1/56(2006.01)I;C02F1/52(2006.01)I;C02F101/10(2006.01)N
摘要
本發(fā)明屬于水處理用絮凝劑技術領域，具體是涉及一種無機‑有機強化除磷絮凝劑的制備方法和廢水處理方法，包括如下步驟，將聚丙烯酰胺溶液加入負載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液中，控制溫度為50‑90℃，反應一段時間，調節(jié)pH值為1.5‑4.2，得到除磷絮凝劑；所述負載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液的制備方法為:將聚合硫酸鐵溶液和硅烷偶聯(lián)劑混合，反應，得到改性聚合硫酸鐵；然后將改性聚合硫酸鐵加入硅藻土中，超聲處理，水浴加熱處理，得到負載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液；使用本申請的除磷絮凝劑，懸浮物去除率和總磷去除率都較高，懸浮物沉降速度更快，處理污水的效果更好。
權利要求書
1.一種無機-有機強化除磷絮凝劑的制備方法，其特征是，包括如下步驟，將聚丙烯酰胺溶液加入負載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液中，控制溫度為50-90℃，反應一段時間，調節(jié)pH值為1.5-4.2，得到無機-有機強化除磷絮凝劑；所述負載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液的制備方法為，將聚合硫酸鐵溶液和硅烷偶聯(lián)劑混合，反應，得到改性聚合硫酸鐵；然后將改性聚合硫酸鐵加入硅藻土中，超聲處理，水浴加熱處理，得到負載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液。
2.如權利要求1所述的制備方法，其特征是，聚合硫酸鐵溶液為液體聚合硫酸鐵和水的混合物，液體聚合硫酸鐵和水的體積比為1-3:1。
3.如權利要求1所述的制備方法，其特征是，硅烷偶聯(lián)劑與聚合硫酸鐵溶液中鐵元素的質量比為1-3:6。
4.如權利要求1所述的制備方法，其特征是，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一種或多種。
5.如權利要求1所述的制備方法，其特征是，超聲處理的超聲波功率為300W-600W。
6.如權利要求1所述的制備方法，其特征是，水浴加熱處理的溫度為40-60℃。
7.如權利要求1所述的制備方法，其特征是，聚丙烯酰胺溶液通過滴加的方式加入負載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液中。
8.如權利要求1所述的制備方法，其特征是，聚丙烯酰胺溶液的質量分數(shù)為0.5％。
9.如權利要求1所述的制備方法，其特征是，聚丙烯酰胺和聚合硫酸鐵溶液中鐵元素的質量比為0.2-0.6:100。
10.一種廢水處理方法，其特征是，在待處理的廢水中加入如權利要求1-9任一項所述的制備方法得到的無機-有機強化除磷絮凝劑。
發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種無機-有機強化除磷絮凝劑、制備方法和廢水處理方法，使用本申請的無機-有機強化除磷絮凝劑，懸浮物去除率和總磷去除率都較高，懸浮物沉降速度更快，處理污水的效果更好。
本發(fā)明的內容包括一種無機-有機強化除磷絮凝劑的制備方法，包括如下步驟，
將聚丙烯酰胺溶液加入負載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液中，控制溫度為50-90℃，反應一段時間(優(yōu)選為0.5-1h)，調節(jié)pH值為1.5-4.2(優(yōu)選采用碳酸氫鈉調節(jié)pH值)，得到無機-有機強化除磷絮凝劑；
所述負載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液的制備方法為，將聚合硫酸鐵溶液和硅烷偶聯(lián)劑混合，反應(反應時間優(yōu)選為3-5h)，得到改性聚合硫酸鐵；然后將改性聚合硫酸鐵加入硅藻土中，超聲處理，水浴加熱處理，得到負載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液。
所述硅藻土和改性聚合硫酸鐵的質量體積比為1-3g:100ml。
優(yōu)選的，聚合硫酸鐵溶液為液體聚合硫酸鐵和水的混合物，液體聚合硫酸鐵和水的體積比為1-3:1。
優(yōu)選的，硅烷偶聯(lián)劑與聚合硫酸鐵溶液中鐵元素的質量比為1-3:6。
優(yōu)選的，所述硅烷偶聯(lián)劑為乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷中的一種或多種。
優(yōu)選的，超聲處理的超聲波功率為300W-600W。
優(yōu)選的，水浴加熱處理的溫度為40-60℃(水浴時間一般為0.5-1h)。
優(yōu)選的，聚丙烯酰胺溶液通過滴加的方式加入負載有改性聚合硫酸鐵的硅藻土溶液中。
優(yōu)選的，聚丙烯酰胺溶液的質量分數(shù)為0.5％。
優(yōu)選的，聚丙烯酰胺和聚合硫酸鐵溶液中鐵元素的質量比為0.2-0.6:100。
本發(fā)明提供一種廢水處理方法，步驟為，在待處理的廢水中加入上述制備方法得到的無機-有機強化除磷絮凝劑。
本發(fā)明的有益效果是，硅烷偶聯(lián)劑的硅烷氧基對無機物具有反應性，有機官能基對有機物具有反應性或相容性，因此，當硅烷偶聯(lián)劑介于無機和有機界面之間，可形成有機基體-硅烷偶聯(lián)劑-無機基體的結合層。
硅藻土本身載體具有吸附團聚作用，并且硅藻土中的多種金屬物質可以和聚合硫酸鐵相互作用形成具有多種價鍵結構的三維網(wǎng)狀大分子聚合體，有利于復合絮凝劑發(fā)揮吸附架橋和卷掃的功能，從而導致負載硅藻土后的改性聚合硫酸鐵的粘附架橋能力提高。
所合成的無機-有機強化除磷絮凝劑不僅兼具無機絮凝劑所帶高密度正電荷和有機絮凝劑高分子量的特征，并且通過負載硅藻土增強了整體的吸附架橋和卷掃的功能，適用的pH范圍在4-11之間。
本申請選用碳酸氫鈉調節(jié)pH至1.5-4.2之間，可控制目標產(chǎn)物的鹽基度至6％-8％之間，廢水中的磷酸根易與游離鐵離子反應生成磷酸鐵沉淀，鹽基度過高則鐵離子結合了更多氫氧根離子形成氫氧化鐵，導致游離的鐵離子較少，除磷效果不好。
本發(fā)明所合成的無機-有機強化的除磷絮凝劑對城市、工業(yè)和生活污水中的懸浮物和磷元素去除率分別可高達95.96％和98.82％。
（發(fā)明人：羅含;徐輝;宋維虎;王馨悅;曹煜;任玉;張四維;周昌群）
