[發明專利]用于藍藻沼液預處理的復合絮凝劑制備方法

無效

• 申請號: 201110331557.X
• 申請日: 2011-10-27
• 公開（公告）號: CN102432091A
• 公開（公告）日: 2012-05-02
• 發明（設計）人: 張文藝;范培成;邱小蘭;吳凌云;李定龍
• 申請（專利權）人: 常州大學
• 主分類號: C02F1/56
• 分類號: C02F1/56;C02F1/52
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明屬于廢水處理技術領域，具體涉及一種用于藍藻沼液預處理的復合絮凝劑制備方法。

背景技術

藍藻有機質含量豐富，將其進行厭氧發酵產沼氣是目前藍藻資源化利用一種較為有效的處置方法。但是，藍藻厭氧發酵產生沼氣后會產生大量藍藻沼液，含有較高濃度的COD、總磷、NH₃-N等污染物（COD為350-1000?mg/L，TP為80-350?mg/L，NH₃-N為15-90?mg/L，濁度60-150NTU），且有惡腥臭氣味，須經處理達標后方可排放，否則會造成二次污染。目前，國內外對藍藻沼液處理鮮有報道，鑒于藍藻沼液濁度、COD、總磷含量較高這一水質特點，特別是對于高濃度的總磷，采用生物法處理一般很難取得滿意的去除效果。絮凝沉降法作為一種較為有效的廢水預處理方法，對廢水中的懸浮固體和總磷有較高的沉淀去除率。本發明擬針對藍藻沼液水質特點合成一種高效絮凝劑，對藍藻沼液進行預處理，以為后續深度生化處理減輕負荷。

聚合氯化鋁(PAC)絮凝效率高、價格低廉，而且對水體中磷具有很強的去除作用，至今仍廣泛應用于水處理工藝中，缺點主要有投加量大、分子鏈短、絮體沉降速度慢、產生污泥量大、污泥脫水困難，而且殘留在水中過量的Al³⁺會引發環境二次污染，如引起老年性癡呆癥、骨質疏松軟化等疾病。殼聚糖（CTS）因其天然、無毒、對人體無任何損害，分子鏈中含有反應性基團-NH₂、-OH，在酸性溶液中會形成陽離子型聚電解質，兼有絮凝、金屬離子吸附及水溶性有機物脫除等綜合性能，但不足之處是價格昂貴、最佳投藥范圍窄、水處理成本高，使得CTS絮凝劑在水處理中不能得到大范圍應用。PAC與CTS絮凝劑各自的缺點促使絮凝劑向復合絮凝劑的方向發展，以強化絮凝效能、提高凈化效果，降低水處理成本。

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發明內容

本發明的目的就在于針對藍藻沼液COD、總磷、NH₃-N、濁度等污染物濃度高的特點，提供一種用于藍藻沼液預處理的復合絮凝劑制備方法，并對制得的絮凝劑對藍藻沼液進行處理。

本發明目的是通過如下措施來實現的：

一種用于藍藻沼液預處理復合絮凝劑，以PAC和CTS為原料復合而成。PAC是一種無機高分子絮凝劑，分子通式為[Al₂(OH)_nCl_6-n]_m（n為1～5之間的任意整數，m≤10整數），是鋁鹽水解-聚合-沉淀作用形成的羥基多核絡合離子；殼聚糖是甲殼素經脫乙酰化處理后的產物，化學名稱為聚葡萄糖胺（1-4）-2-氨基-B-D葡萄糖。

一種用于藍藻沼液預處理復合絮凝劑的制備方法，按照下述步驟進行：向反應釜中加入一定量的PAC溶液，加熱反應釜，待溫度達到60-70℃，在不斷攪拌條件下，緩慢加入一定量溶于體積分數1%乙酸的CTS溶液，反應0.5-1?h后停止加熱，自然冷卻至室溫，常溫熟化24?h后即得到PAC-CTS復合絮凝劑成品。該成品為帶有粘性、易溶于水、流動性良好的無色透明液體。

上述方法中CTS與PAC的質量比為1:10-1:2。

上述方法中乙酸與CTS的質量比為3.5:1。

本發明PAC-CTS復合絮凝劑的絮凝機理：藍藻沼液中含有大量的膠體和懸浮物，通常帶負電荷，而制備的PAC-CTS復合絮凝劑為陽離子型復合絮凝劑，將制備的PAC-CTS復合絮凝劑投入到藍藻沼液中，復合絮凝劑通過吸附電中和、雙電層壓縮、吸附架橋和網捕等作用，中和藍藻沼液中的部分電荷，減少了膠體粒子間排斥位能，同時借助PAC與CTS之間新的化學鍵位“中間橋梁”的作用，吸附藍藻沼液中的膠體和懸浮物，使膠體和懸浮物形成絮體下沉，絮體在自身沉降過程中，也集卷、網捕水中的其他顆粒，粘結形成共沉。在此過程中，藍藻沼液中磷酸根與Al³⁺形成難溶性的AlPO₄和復合絮凝劑水解生成的各種羥基鋁離子吸附磷酸根，從而使得藍藻沼液中的磷通過沉淀作用得以去除。

本發明主要特點是：無機PAC絮凝劑引入天然有機高分子CTS絮凝劑制成無機/有機復合絮凝劑（PAC-CTS），兼具PAC和CTS兩者的特性，克服了聚合氯化鋁分子鏈短的不足，在顆粒之間架橋形成大的絮凝體，能通過卷掃去除微小顆粒，同時提高了中和顆粒物表面負電荷的能力，具有除濁除磷效率高、絮凝速度快、藥劑投加量少和產生污泥量少等優點。

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附圖說明