一种无机-有机复合化学除磷剂的制备方法

摘要

本发明公开了一种无机-有机复合化学除磷剂及其制备方法和应用。本发明采用在通氮气保护下，选用一定配比的非离子单体、阴离子单体和阳离子单体，在复合引发剂的作用下进行聚合反应，反应温度35～70℃，反应时间2～6小时，再加入一定浓度的无机电解质和稳定剂，搅拌均匀，得到透明粘稠状无机-有机复合化学除磷剂。本发明还包括所述除磷剂在生活污水除磷处理方面的应用，具有用量小、pH应用范围广、除磷效率高、絮体粗大和沉降速度快等优点。

权利要求

1.无机-有机复合化学除磷剂的制备方法，其特征在于：在带有搅拌器和加热夹套的搪瓷反应器中投入70Kg的去离子水，加入晶体丙烯酰胺14kg，溶解完全，再加入3.5kg的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯季铵盐，3Kg的丙烯酸，搅拌均匀后，加入0.03Kg的过硫酸铵和

0.015公斤的水溶性偶氮引发剂2，2’-偶氮(2-脒基丙烷)二盐酸盐，进行链引发聚合反应；控制聚合反应温度58℃；聚合反应时间4小时，后加入质量比为15％聚合硫酸铝溶液

80kg，搅拌均匀，得到粘稠透明液体，即为无机-有机复合化学除磷剂。

说明书

一种无机-有机复合化学除磷剂的制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种无机一有机复合化学除磷剂及其制备方法与应用。 背景技术

[0002] 生活污水中的磷大部分是溶解状的无机化合磷，主要来自洗涤剂的正磷酸盐和稠5-
环磷酸盐，其余小部分是以溶解和非溶解状态存在的有机化合磷。稠环磷酸盐(如P3O10 )和有机化合磷(核酸)一般在生物处理中可转化为正磷酸盐。化学除磷的基本原理是通过投加化学药剂形成不溶性磷酸盐沉淀物，然后通过固液分离从污水中去除磷。化学除磷法主要有石灰法，铝盐沉淀法，铁盐沉淀法。由于石灰法除磷的pH值通常应控制在10以上，过高的pH会抑制和破坏微生物的增殖和活性，经过石灰法除磷的废水pH值往往偏高，因此不利于达标排放，比较少应用。

[0003] 本专利研究复配处理，先利用无机混凝剂与磷酸根形成不溶性的无机盐，然后再利用有机高分子的电中和及吸附架桥作用形成大的絮体，将磷有效的去除，这种方法具有操作简单、投药量小，除磷效率高，絮体粗大的优点。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于克服现有技术存在的上述不足，提供一种无机-有机复合化学除磷剂及其制备方法与应用。

[0005] 本发明的目的通过以下技术方案实现：

[0006] 无机-有机复合化学除磷剂制备方法，包括如下步骤：

[0007] (1)以重量百分比计，在反应釜中加入50～70％的去离子水，再加入8～16％的非离子单体，待其溶解完全后再加入6～12％的阳离子单体和4～8％的阴离子单体，搅拌混合均匀；

[0008] (2)向(1)步骤制得的溶液中加入相当于溶液总重量0.05～0.5％的过氧化类或过硫酸盐类引发剂和0.05～0.1％的水溶性偶氮类引发剂，进行链引发聚合反应，控制聚合温度在35～70℃，聚合时间2～6小时；

[0009] (3)向(2)步骤制得的反应产物中加无机电解质，充分搅拌均匀，即制得无机-有机复合化学除磷剂。

[0010] 上述制备方法中，(1)步骤所述的非离子单体为丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺；所述的阳离子单体为二烯丙基三甲基氯化铵、甲基二烯丙基氯化铵、甲基丙烯酸二甲胺基乙酯季铵盐、丙烯酰胺丙基三甲基氯化铵、甲基丙烯酸三甲胺乙酯氯化铵或三甲胺基丙烯酸甲酯氯化铵；所述的阴离子离子单体为甲基丙烯酸、丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸。

[0011] 上述制备方法中，(2)步骤所述的的过氧化类引发剂为过氧化氢、过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾；所述的水溶性偶氮类引发剂为2，2’-偶氮(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2，2-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二氢氯化物、偶氮二异丁基脒盐酸盐或偶氮二异丁腈；

[0012] 上述制备方法中，(3)步骤所述的无机电解质为硫酸铝溶液、聚合氯化铝溶液、硫酸铁或氯化铁溶液。

[0013] 上述技术方案所制得的无机-有机复合化学除磷剂应用在污水除磷处理方面。 [0014] 与已有技术相比，本发明具有如下有益效果：本发明采用三元共聚体系，选用不同离子性质的单体进行聚合反应，得到的产品为两性型高分子聚合物，在此基础上按照一定的比例复合无机电解质，得到无机-有机复合化学除磷剂。应用结果表明：这种复合化学除磷剂中无机电解质能与污水中的磷酸根形成不溶性的无机盐，然后再利用复合化学除磷剂中两性高分子聚合物的电中和及吸附架桥作用形成大的絮体，将磷有效的去除，这种方法具有操作简单、投药量小，除磷效率高，絮体粗大的优点。

具体实施方式

[0015] 以下结合具体实施例来对本发明作进一步说明。

[0016] 实施例一

[0017] 在带有搅拌器和加热夹套的搪瓷反应器中投入90Kg的去离子水，加入晶体丙烯酰胺12kg，溶解完全，再加入5kg的二甲基二烯丙基氯化铵溶液，1Kg的甲基丙烯酸甲酯或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，搅拌均匀后，加入0.02Kg的过硫酸铵和0.01kg的水溶性偶氮引发剂偶氮二异丁基脒盐酸盐，进行链引发聚合反应。控制聚合反应温度45.1℃。聚合反应时间6小时，后加入质量比为30％硫酸铝溶液100kg，搅拌均匀，得到粘稠透明液体，即为无机-有机复合化学除磷剂。

[0018] 实施例二

[0019] 在带有搅拌器和加热夹套的搪瓷反应器中投入70Kg的去离子水，加入晶体丙烯酰胺14kg，溶解完全，再加入3.5kg的甲基丙烯酸二甲胺基乙酯季铵盐，3Kg的丙烯酸，搅拌均匀后，加入0.03Kg的过硫酸铵和0.015公斤的水溶性偶氮引发剂2，2’-偶氮(2-脒基丙烷)二盐酸盐，进行链引发聚合反应。控制聚合反应温度58℃。聚合反应时间4小时，后加入质量比为15％聚合硫酸铝溶液80kg，搅拌均匀，得到粘稠透明液体，即为无机-有机复合化学除磷剂。

[0020] 实施例三

[0021] 在带有搅拌器和加热夹套的搪瓷反应器中投入50Kg的去离子水，加入晶体丙烯酰胺16kg，溶解完全，再加入8.5kg的二甲基二烯丙基氯化铵溶液，4.0Kg的甲基丙烯酸甲酯或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，搅拌均匀后，加入0.04Kg的过硫酸铵和0.02公斤的水溶性偶氮引发剂2，2-偶氮[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]二氢氯化物，进行链引发聚合反应。控制聚合反应温度50℃。聚合反应时间6小时，后加入质量比为30％硫酸铝溶液80kg，搅拌均匀，得到粘稠透明液体，即为无机-有机复合化学除磷剂。 [0022] 实施例四

[0023] 在带有搅拌器和加热夹套的搪瓷反应器中投入90Kg的去离子水，加入晶体丙烯酰胺15kg，溶解完全，再加入8kg的二甲基二烯丙基氯化铵溶液，4Kg的甲基丙烯酸甲酯或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸，搅拌均匀后，加入0.04Kg的过硫酸铵和0.02公斤的水溶性偶氮引发剂偶氮二异丁腈，进行链引发聚合反应。控制聚合反应温度45.0℃。聚合反应时