[發明專利]一種高鐵酸鹽復合藥劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201410768389.4
• 申請日: 2014-12-12
• 公開（公告）號: CN104478052A
• 公開（公告）日: 2015-04-01
• 發明（設計）人: 劉明明;張碩;張寧;王國華;尤嬿
• 申請（專利權）人: 上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52;C02F1/72;C02F1/66
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 余化鵬;張佶穎

技術領域

本發明涉及一種用于地表水處理的藥劑，尤其是涉及一種高鐵酸鹽復合藥劑及其制備方法。

背景技術

水中的有機物與病毒往往吸附在懸浮顆粒物的表面，濁度不僅反映水中懸浮顆粒物的濃度，也體現水中有機物和病毒的含量。有機物種類及其總量與濁度有明顯的相關性，降低濁度能夠提高飲用水的安全穩定性。

然而，冬季江河、水庫水水溫較低，一般溫度<10℃。這個時期原水濁度也很低，江河水為5-30NTU，水庫水也只有5-10NTU。而低溫低濁水的濁度難以進一步降低，其主要原因如下：(1)水溫過低不利于混凝劑的水解，現在大部分水廠所用的混凝劑為鐵鹽和鋁鹽，其水解都是吸熱反應，水溫過低不利于其水解；(2)低溫水的粘度大，絮體顆粒碰撞凝聚的難度大，影響絮凝體的成長；(3)水化膜作用強烈，顆粒間排斥作用力增強；(4)低濁意味著水中>1μm的顆粒物質少，這樣水中微細顆粒就缺少起粘附作用的“絮凝核”；(5)由于水中天然有機物的存在，水中膠體被天然有機物膜包裹，穩定性增強，常規給水處理工藝對其難于去除。因此，如何降低低溫低濁水的濁度，提高飲用水的安全穩定性已成為目前亟需解決的問題。

現有技術在低溫低濁度水中單一投加聚合氯化鋁等常規藥劑所形成的沉淀礬花結體較小而且輕浮，沉降速度較慢，絮凝效果較差。并且沉淀池容易出現“反池”現象，大量絮狀礬花流入濾池，加重濾池的負擔，大大增加了反沖洗頻率，不僅大量浪費了水資源也加大了能耗。而聚硅酸鹽類絮凝劑雖然在處理低溫低濁度水時有一定效果，但是其穩定性差，在儲存時會自行聚合，極易凝膠化，形成不溶于水的高聚物而失去絮凝功能，只能在使用時臨時配置，大大限制了它的應用。

高鐵酸鹽是一種由六價鐵酸根和金屬離子組成的鹽類，其通式為MxFeO₄。高鐵酸鹽在整個pH范圍內具有極強的氧化性，可以降解水中一系列有機污染物，其還原產物Fe³⁺和Fe(OH)₃具有吸附絮凝作用，對環境無毒副作用，因此，高鐵酸鹽作為一種集氧化、絮凝、殺菌消毒于一體的多功能綠色水處理化學藥劑日益受到國內外的關注。但是高鐵酸鹽的價格約為10萬/噸，單獨投加用于原水處理的成本過高，此外，高鐵酸鹽由于其強氧化性暴露環境下易氧化失效，因此開發出一種易保存、低成本的復合藥劑有利于其應用于飲用水處理。

發明內容

為了克服采用常規處理工藝難以降低低溫低濁水濁度或者采用常規絮凝劑儲存穩定差導致失去絮凝功能，以及采用純高鐵酸鹽凝劑成本高、不易保存的缺陷，本發明提供了一種高鐵酸鹽復合藥劑及其制備方法，該高鐵酸鹽復合藥劑原料組分包括高鐵酸鹽、聚合氯化鋁鐵、氫氧化鈉和膨潤土，其作用于低溫低濁度地表水時能有效破壞水體膠體的穩定性，有助于絮體形成，并增加絮體重量提高沉降性能，有效降低水處理成本，且反應產物對環境人體無害，符合現代健康生活的需求。本發明復合藥劑中的高鐵酸鹽在整個pH范圍內具有極強的氧化性，可以降解水中一系列有機污染物，破壞水中膠體穩定性，其還原產物Fe³⁺和Fe(OH)₃具有吸附絮凝作用，對環境無毒副作用，集氧化、絮凝、殺菌消毒于一體。復合藥劑中的聚合氯化鋁鐵作為常規絮凝劑其高效絡合性能可與高鐵酸鹽協同提高水處理效果，并降低處理成本。復合藥劑中的氫氧化鈉于保存時可有效減緩高鐵酸鹽的自降解，增加藥劑有效期；于使用時可調節水體pH，增加絮體沉降性能。復合藥劑中的膨潤土于保存時可包裹高鐵酸鹽，保護其有效成分；于使用時可吸附污染物并增加絮體重量以利于沉降。

本發明提供了一種高鐵酸鹽復合藥劑，其包括下述原料組分：高鐵酸鹽0.5～5％、聚合氯化鋁鐵35～40％、氫氧化鈉2～3％和膨潤土55～60％，所述百分比為各組分質量占所述高鐵酸鹽復合藥劑總質量的百分比。

本發明中，所述高鐵酸鹽為本領域常規使用的高鐵酸鹽。所述高鐵酸鹽較佳地為高鐵酸鉀和/或高鐵酸鈉。

在本發明一較佳的實施例中，所述高鐵酸鹽復合藥劑由下述原料組分組成：所述高鐵酸鹽0.5～5％、聚合氯化鋁鐵35～40％、氫氧化鈉2～3％和膨潤土55～60％，所述百分比為各組分質量占所述高鐵酸鹽復合藥劑總質量的百分比。

在本發明另一較佳的實施例中，所述高鐵酸鹽復合藥劑由所述高鐵酸鹽5％、聚合氯化鋁鐵35％、氫氧化鈉3％和膨潤土57％組成，所述百分比為各組分質量占所述高鐵酸鹽復合藥劑總質量的百分比。