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基本信息

項(xiàng)目名稱：
用于低溫微污染水強(qiáng)化處理的復(fù)合聚合硫酸鋁
小類：
能源化工
簡(jiǎn)介：
在低溫條件下，現(xiàn)有常規(guī)混凝劑受藥劑水解速率慢和擴(kuò)散效果差等方面的限制，處理效果并不理想，因此針對(duì)低溫微污染原水處理是一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。本作品通過(guò)一定工藝手段，將聚硫酸鋁(簡(jiǎn)稱PAS )和聚二甲基二烯丙基氯化銨（簡(jiǎn)稱PDMDAAC）進(jìn)行復(fù)合制得穩(wěn)定型復(fù)合混凝劑，充分利用PAS在低溫條件下水解速度快及PDMDAAC有效的架橋、網(wǎng)捕作用，能對(duì)低溫微污染原水進(jìn)行有效的強(qiáng)化處理。
詳細(xì)介紹：
近年來(lái)，我國(guó)水污染呈加劇趨勢(shì)，經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)區(qū)域水域污染與富營(yíng)養(yǎng)情況尤為嚴(yán)重，且各水廠單獨(dú)使用無(wú)機(jī)混凝劑已不能滿足對(duì)微污染水處理的要求，而無(wú)機(jī)鹽/有機(jī)復(fù)合混凝劑近年來(lái)已有很大發(fā)展，對(duì)多種微污染原水的處理效果比較顯著，但是在低溫低濁條件下，受到藥劑水解速度、擴(kuò)散效果和與污染物反應(yīng)的速度方面的限制，其優(yōu)越性不能得到發(fā)揮。本作品將聚硫酸鋁(Poly Aluminium Sulfate，簡(jiǎn)稱PAS )和聚二甲基二烯丙基氯化銨（Polydimethydiallylam-monium Chloride, 簡(jiǎn)稱PDMDAAC）進(jìn)行復(fù)合制得穩(wěn)定型PAS/PDMDAAC復(fù)合混凝劑，利用PAS水解速率因低溫(10℃以下)而減緩，使其有效成分存在時(shí)間延長(zhǎng)以及PDMDAAC有效的架橋、網(wǎng)捕作用，以及其組分比例可調(diào)節(jié)等特點(diǎn)，對(duì)低溫微污染原水進(jìn)行有效的強(qiáng)化處理。該藥劑的優(yōu)勢(shì)在于：1）該復(fù)合混凝劑可在基本不改變水廠現(xiàn)有設(shè)備和工藝流程的前提下使用，易于大范圍推廣；2）該復(fù)合混凝劑用于低溫微污染原水處理效果顯著，在達(dá)到同等出水水質(zhì)下，相比原有常用無(wú)機(jī)藥劑，用量減少顯著，水處理藥劑費(fèi)用和綜合成本均有所降低；3）當(dāng)投入與原有常用藥劑投加量相同的該復(fù)合混凝劑時(shí)，出水水質(zhì)顯著提高。

作品圖片

  • 用于低溫微污染水強(qiáng)化處理的復(fù)合聚合硫酸鋁
  • 用于低溫微污染水強(qiáng)化處理的復(fù)合聚合硫酸鋁
  • 用于低溫微污染水強(qiáng)化處理的復(fù)合聚合硫酸鋁
  • 用于低溫微污染水強(qiáng)化處理的復(fù)合聚合硫酸鋁
  • 用于低溫微污染水強(qiáng)化處理的復(fù)合聚合硫酸鋁

作品專業(yè)信息

設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)

設(shè)計(jì)目的：近年來(lái)無(wú)機(jī)鹽/有機(jī)復(fù)合混凝劑已有很大發(fā)展，但在低溫條件下，由于受到藥劑水解速度、擴(kuò)散效果等方面的限制，其優(yōu)越性不能充分發(fā)揮。針對(duì)此問(wèn)題，研制高效、經(jīng)濟(jì)的混凝劑，是十分迫切的任務(wù)?；舅悸罚壕哿蛩徜X(簡(jiǎn)稱PAS )在水中不穩(wěn)定，水解迅速，其水解產(chǎn)物中起混凝作用的有效成分多核羥基鋁存在的時(shí)間短，常溫下混凝效果一般。PAS水解速率因低溫而減緩，其有效成分存在時(shí)間延長(zhǎng)；聚二甲基二烯丙基氯化銨（簡(jiǎn)稱PDMDAAC）是一種陽(yáng)離子聚季銨鹽高分子，電荷密度高，分子鏈段長(zhǎng)的有機(jī)高分子絮凝劑，能夠發(fā)揮有效的架橋、網(wǎng)捕作用，提高混凝效果。將PAS與PDMDAAC進(jìn)行復(fù)合制得穩(wěn)定型復(fù)合混凝劑，充分發(fā)揮這兩種藥劑各自特點(diǎn)，達(dá)到強(qiáng)化處理的效果。創(chuàng)新點(diǎn)：1）本作品通過(guò)直接在PAS原液中加入高固含量的PDMDAAC膠體的方法，得到穩(wěn)定型復(fù)合混凝劑；2）制得的復(fù)合混凝劑不僅無(wú)機(jī)、有機(jī)組分的比例可調(diào)，且其有機(jī)高分子組分的相對(duì)分子質(zhì)量也可調(diào)，由此得到系列化程度很廣的穩(wěn)定型復(fù)合混凝劑，適用不同水質(zhì)特點(diǎn)的處理。關(guān)鍵技術(shù)：1）PAS與PDMDAAC復(fù)合制備獲得穩(wěn)定復(fù)合混凝劑的工藝技術(shù)；2）PDMDAAC相對(duì)分子質(zhì)量高且可調(diào)，能夠滿足不同水質(zhì)的處理要求； 3）該復(fù)合混凝劑的使用不需要改變水廠現(xiàn)有的工藝流程。技術(shù)指標(biāo)：1）復(fù)合混凝劑中Al2O3含量大于10%；2）PDMDAAC相對(duì)分子質(zhì)量以特征黏度記為0.5～4.7dL/g，系列化可調(diào)；3）PAS與PDMDAAC質(zhì)量配比為2:1～50:1系列化可調(diào)。

科學(xué)性、先進(jìn)性

本作品的科學(xué)性先進(jìn)性： 1）PAS藥劑本身不穩(wěn)定，遇水易水解，很難與其它藥劑復(fù)合成穩(wěn)定的復(fù)合混凝劑。本作品利用直接投加高固含量的PDMDAAC膠體，通過(guò)適當(dāng)?shù)幕旌瞎に嚕频昧朔€(wěn)定型復(fù)合混凝劑，便于儲(chǔ)存與使用。 2）雖然已有無(wú)機(jī)鹽與PDMDAAC在處理現(xiàn)場(chǎng)分別投加或現(xiàn)配成混合物使用的研究，但至今仍未制得穩(wěn)定型復(fù)合混凝劑。本作品中，PDMDAAC的特征黏度值最高可達(dá)到4.7dL/g，并在0.5～4.7dL/g范圍內(nèi)系列化可調(diào)，可針對(duì)不同水質(zhì)，提供高效、經(jīng)濟(jì)的不同藥劑。 3）已有文獻(xiàn)報(bào)道使用硅酸鈉與常用混凝劑對(duì)低溫微污染水進(jìn)行處理，有顯著的效果，但必須在使用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，操作過(guò)程較復(fù)雜，難以推廣應(yīng)用。而本作品得到的穩(wěn)定型復(fù)合混凝劑在常溫下能夠保持穩(wěn)定。使用時(shí)，可以不改變水廠現(xiàn)有工藝流程，易于推廣使用。參考文獻(xiàn)： [1]王麗燕，李明玉，潘倩等. 聚合硫酸鋁的鹽基度及其混凝性能[J]. 化學(xué)通報(bào)，2010,（12）：1126~1130

獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果

無(wú)

作品所處階段

中試階段

技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式

無(wú)

作品可展示的形式

■實(shí)物、產(chǎn)品 ■現(xiàn)場(chǎng)演示 ■圖片 ■錄像 ■樣品

使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)

使用說(shuō)明：通過(guò)將PAS與PDMDAAC按一定比例制成穩(wěn)定的復(fù)合混凝劑，可直接作為混凝藥劑使用，也可長(zhǎng)期在常溫下存放后使用，使用時(shí)可直接按劑量要求投加?？捎糜诙喾N微污染原水的強(qiáng)化混凝處理。技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)：1）該復(fù)合混凝劑可在基本不改變水廠現(xiàn)有設(shè)備和工藝流程的前提下使用，易于大范圍推廣；2）該復(fù)合混凝劑用于低溫微污染原水處理效果顯著，在達(dá)到同等出水水質(zhì)下，相比原有無(wú)機(jī)藥劑，顯著減少用量，水處理藥劑費(fèi)用和綜合成本均有所降低。適應(yīng)范圍及推廣前景：此復(fù)合混凝劑特別適用于低溫低濁微污染原水處理。由于使用時(shí)，不需要改變水廠原有工藝流程，相比其他藥劑，具有低成本、高效率的特點(diǎn)，具有良好的推廣使用前景。經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)：以滿足1座約150萬(wàn)人口中等規(guī)模城市的需求計(jì)算，其供水總量約為100萬(wàn)噸/天，若使用PAS/PDMDAAC復(fù)合混凝劑，每年使用時(shí)間以12月至次年2月計(jì)算，用量為20～30噸/天，其潛在市場(chǎng)規(guī)模為1800～2700噸/年，按復(fù)合物單價(jià)1000元/噸，折合人民幣180～270萬(wàn)元/年。

同類課題研究水平概述

近年來(lái)，我國(guó)水污染呈加劇趨勢(shì)，經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)區(qū)域水域污染與富營(yíng)養(yǎng)情況尤為嚴(yán)重。面對(duì)此狀況，目前的供水企業(yè)僅依靠常規(guī)工藝條件處理水污染已不能滿足需要，研究適合我國(guó)國(guó)情的受污染水源水處理新技術(shù)方案已成為迫在眉睫的任務(wù)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)微污染水處理技術(shù)中所用混凝劑都有所研究。 1）傳統(tǒng)無(wú)機(jī)混凝劑：傳統(tǒng)小分子混凝劑如硫酸鋁( AS )、氯化鋁( AC )、硫酸鐵( FS )和氯化鐵( FC )等具有無(wú)毒或低毒、價(jià)廉、原料易得等多方面的優(yōu)點(diǎn)。但其作為小分子鋁鹽存在用量大，處理后水中鋁殘留量高，處理低溫低濁水時(shí)效果差等缺點(diǎn)；無(wú)機(jī)小分子鐵鹽處理低溫水或低濁水的效果比小分子鋁鹽好，但存在腐蝕性強(qiáng)，穩(wěn)定性差，殘留于水中的鐵會(huì)使處理后的水著色等缺點(diǎn)。 2）無(wú)機(jī)高分子混凝劑：和傳統(tǒng)藥劑相比，它能顯著地提高水處理效能，且價(jià)格相應(yīng)較低。目前已成為供水處理行業(yè)的主流藥劑。但隨著水源水的水質(zhì)成分變得越來(lái)越復(fù)雜，單一混凝劑已不能滿足水處理的需要，因此，新型高效復(fù)合混凝劑得到了發(fā)展，出現(xiàn)了無(wú)機(jī)復(fù)合高分子混凝劑新品種。 3）硅酸鈉助凝劑：針對(duì)低溫微污染原水，先前已有文獻(xiàn)報(bào)道用硅酸鈉作為助凝劑來(lái)強(qiáng)化常規(guī)無(wú)機(jī)混凝劑的處理，有明顯的效果，但受到藥劑穩(wěn)定性限制，必須在使用現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行pH調(diào)節(jié)，操作過(guò)程比較復(fù)雜，難以工業(yè)應(yīng)用。 4）復(fù)合混凝劑：目前已有采用聚氯化鋁（PAC）、聚硫酸鐵（PFS）和硫酸鋁（AS）三者分別與PDMDAAC制得復(fù)合混凝劑的相關(guān)研究，但是在低溫條件下，此類復(fù)合混凝劑受到藥劑水解速率、擴(kuò)散效果和與污染物反應(yīng)速度方面的限制，其優(yōu)越性不能得到充分發(fā)揮，處理效果并不理想。綜上，針對(duì)低溫微污染原水處理仍然是一個(gè)亟需解決的問(wèn)題。
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