[發明專利]一種用于處理低溫低濁水的復合絮凝劑及其制備方法

有效

• 申請號: 201510084940.8
• 申請日: 2015-02-16
• 公開（公告）號: CN104591410A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發明（設計）人: 馬放;李立欣;楊基先;李昂;吳丹;魏薇
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: C02F3/34
• 分類號: C02F3/34
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本發明屬于給水處理劑技術領域，具體涉及一種用于處理低溫低濁水的復合絮凝劑及其制備方法。

背景技術

我國近20年來在經濟高速發展、生活水平顯著提高的同時，很多地區特別是在北方時常發生水資源短缺和水源水污染等環境問題。在北方地區每年長達5～6個月的冰封期當中，水質長時間處于低溫低濁狀態，由于低濁水中粒子的濃度很低，在整個混凝過程中粒子碰撞的幾率很有限；而且低溫導致混凝反應水解不徹底，給飲用水處理帶來了很大的困難。目前，混凝沉淀技術在低溫低濁水的處理當中較為普遍，而且鋁鹽作為傳統的常規絮凝劑廣泛應用，具有投藥量大處理成本高、鋁鹽殘留量大等問題。近年來發現自然水體和水處理過程中所引入的鋁可以引發老年癡呆癥等疾病，鋁鹽應用所引發的問題得到廣泛重視。因此，有必要提供一種更有效的用于處理低溫低濁水的復合絮凝劑。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于處理低溫低濁水的復合絮凝劑及其制備方法，即一種能有效地降低低溫濁水的濁度、菌落總數、鋁的濃度，對人體安全無毒、具有良好的貯存穩定性又具有良好絮凝效果的新型絮凝劑，從而彌補現有技術的不足。

本發明的絮凝劑，由生物絮凝劑干粉、聚合氯化鋁鐵、氫氧化鈣組成，其中各組分的質量百分比組成為1.10％～7.89％、15.87％～60.61％、36.76％～81.97％。

其中使用的聚合氯化鋁鐵，其包含有質量百分比為6.5-10％的氧化鋁(Al₂O₃)、0.2～0.6％的氧化鐵(Fe₂O₃)。

其中使用的生物絮凝劑干粉，其制備方法如下：

首先將根癌土壤桿菌(Agrobacterium?tumefaciens)和球形芽孢桿菌(Bacillus?sphaeicus)同時或分別接種到液體發酵培養基中進行擴大培養獲得發酵菌液；然后將發酵生物絮凝劑的發酵液經過離心后獲得菌體，將菌體用乙醇進行醇提、去除蛋白、乙醇分級提取和凝膠層析柱純化后，經過冷凍干燥制得生物絮凝劑干粉。

其中使用的液體發酵培養基的組成如下：葡萄糖10g/L，K₂HPO₄5g/L，MgSO₄·7H₂O?0.2g/L，尿素0.5g/L，KH₂PO₄2g/L，NaCl?0.1g/L，酵母膏0.5g/L，pH值為7.5

本發明的復合絮凝劑的制備方法，步驟如下:

1)取聚合氯化鋁鐵固體粉末溶于水中配制成溶液，攪拌均勻；

2)再將生物絮凝劑干粉投入到聚合氯化鋁鐵的溶液中，將混合液進行加熱并超聲振蕩；

3)將一定量氫氧化鈣粉投加到超聲振蕩后的混合液中，即得產品復合絮凝劑。

根據本發明優選的，步驟(2)中加熱50℃為最佳溫度。

根據本發明優選的，步驟(2)中超聲時間為3～10min，最優選5min。

與現有技術相比，本發明具有以下特點：

(1)成本低，鋁殘留少。復合絮凝劑處理低溫地濁水，大大減少引入原水中的鋁，降低混凝后出水中殘余鋁的濃度，同時對原水中的鋁有較高的去除效果，并降低了總的混凝劑投藥量。添加復合絮凝劑與單獨添加生物絮凝劑或者聚合氯化鋁鐵水處理劑處理低溫低濁原水進行對比，投藥量遠遠小于兩種藥劑單獨使用時的投藥量，達到最佳混凝效果時，生物絮凝劑投藥量下降了50.0～87.5％,聚合氯化鋁鐵投藥量下降了33.3～50.0％。因此在提高絮凝出水效果的同時，不僅能有效降低藥劑的投加量，還能使出水殘鋁的含量大幅降低.一方面，用量少可使生物絮凝劑的使用成本降低；另一方面，絮凝劑中引入Ca²⁺，大大降低了無機鋁鹽絮凝劑投加量，鋁殘留顯著降低，提高了出水的生物安全性。

(2)絮凝效能高。本發明強化了兩者的絮凝機理，生物絮凝劑充分利用無機絮凝劑的優良電中和脫穩特性以及生物絮凝劑的強大吸附架橋、網捕卷掃作用，使本發明產品在處理低溫低濁水中顯示出優異的絮凝效果，且污泥產生量小。絮凝初期通過聚合氯化鋁鐵及其水解物所帶電荷起到電中和作用，隨后生物絮凝劑發揮吸附和架橋特性，使水體中微小顆粒和污染物聚集形成緊密絮凝體，由于生物絮凝劑表現出多種絮凝機理協同的效應，產生的絮體緊密性好，對金屬吸附性強，密度較大，絮體沉降快，絮凝效果好，污泥產生量小的優點。