[發明專利]硫酸鋁－聚二甲基二烯丙基氯化銨復合混凝劑及其制備與應用方法

有效

• 申請號: 200710025017.2
• 申請日: 2007-07-10
• 公開（公告）號: CN101343099A
• 公開（公告）日: 2009-01-14
• 發明（設計）人: 張躍軍;趙曉蕾;李瀟瀟
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 南京理工大學專利中心
• 代理人: 朱顯國

一技術領域

本發明涉及一種無機鹽混凝劑與水溶性有機陽離子高分子聚合物的復合物制備技術，特別是一種硫酸鋁-聚二甲基二烯丙基氯化銨復合混凝劑及其制備與應用方法。

二背景技術

硫酸鋁(Aluminum?Sulfate，AS)是一種應用廣泛的無機鹽水處理劑，其分子式如下：

Al₂(SO₄)₃·xH₂O??????????????????????(式1)

其中，x為自然數，AS的相對分子質量[以Al₂(SO₄)₃計]：342.15

作為水處理劑，硫酸鋁是一種傳統的低分子鋁鹽，因其價格低廉，水溫適宜時脫濁效果尚能滿足要求，仍被部分水廠采用。但是，存在使用時投加量大，導致污泥量大，出水含鋁量高的缺陷，特別是對低溫低濁、受污染的原水處理效果欠佳，處理效果不能達標。

聚二甲基二烯丙基氯化銨(poly-dimethyldiallyl?ammonium?chloride，PDMDAAC)是一種水溶性陽離子聚合物，其正電荷密度高，水溶性好，相對分子質量易于控制，高效無毒。因此，被廣泛應用于石油、造紙、采礦、紡織、印染、日用化工多個領域。其分子結構式如下：

和?????????(式2)

五元環結構????????????六元環結構

式中，n>2。

作為水處理藥劑，聚二甲基二烯丙基氯化銨的優點在于其相對分子質量高而且可調，產物穩定性好，受環境條件影響小，對水中膠體物質的吸附架橋能力強，絮凝效果好。但是，單獨用作水處理劑時，存在藥劑價格高導致的水處理成本高和最佳投藥量范圍窄的不足。因此，通過無機混凝劑和有機高分子水處理劑的復合使用來強化水處理效果，拓寬藥劑的使用范圍，降低使用成本，提高處理后水質的研究工作早就引起了國內外研究者重視。通常他們采用市售商品的無機混凝劑與含二甲基二烯丙基氯化銨單元的聚合物在使用前配成一定比例的混合物后加入到待處理水中，或處理時按一定比例同時加入到待處理的水中使用。

例如：文獻1(Shu-Jen?W.Huang，Schaumburg，Ill.Reducing?turbity?in?turbid?waters，US4,450,092，1984-5-22)，分別用質量分數為18％～40％包括硫酸鋁(AS)在內的多種無機鹽溶液與活性份為20％，特征粘度為0.08～1.0(無單位，原文如此)，平均相對分子質量為2000的聚二烯丙基二甲基氯化銨配成混合溶液，其無機份與有機份的重量配比為0.75∶1～4∶1，配成的復合物溶液水含量為30％～57％。采用該混合物處理由高嶺土配成的高嶺土含量為200ppm的原水可使余濁不高于10NTU。對高嶺土含量為20ppm的原水可使處理后余濁不高于5NTU，遠優于單獨用無機鋁鹽的處理效果。

文獻2(Richard?Alan?Hasse.Charification?of?water?and?wastewater.US6,120,690，2000-9-19)，采用鋁鹽或鋁鹽聚合物與高相對分子質量的季化聚合物在水中或廢水中混合形成凝聚懸浮物，產生固液分離來凈化水，達到脫濁、脫色和除藻效果。其中鋁鹽包括硫酸鋁(AS)和氯化鋁(AC)，鋁鹽聚合物為聚合堿式氯化鋁(PAHC)、聚合氯化鋁(PAC)和聚合硫酸硅鋁(PASS)，鋁鹽含量以有效份計。聚季鹽化物為具有高低兩種相對分子質量的季銨鹽聚合物二烯丙基二甲基氯化銨(quaternized?polymers?such?asdiallyl?dimethyl?ammonium?chloride?DMDAAC)。其中高相對分子質量范圍為100萬～300萬(產品含量為20％時的黏度為1000cps)，低相對分子質量范圍為5萬～100萬。這種混合物的使用方法為在將其加入水或廢水中前按比例混合后加入或直接在水或廢水中按比例混合，來除去水和廢水中的懸浮物顆粒。該混合物適用于堿度小于30mg/L或者濁度大于150NTU的原水，與傳統的低分子鋁鹽或者鋁鹽聚合物單獨使用時，或者鋁鹽及鋁鹽聚合物與低相對分子量的季銨鹽聚合物二甲基二烯丙基氯化銨混合物的使用時的情況相比可以達到減少鋁鹽用量和提高脫濁和脫色效果的目的。