氯化铁和聚二甲基二烯丙基氯化铵的组合使用

• 使用各种絮凝剂使水溶液中的悬浮固体絮凝的方法在现有技术领域中众所周知。已知有许多絮凝剂，其中包括明矶，硫酸铝，氯化铁，硫酸铁和石灰。通常用于这种目的的聚电解质有聚二甲基(pDMDAAC)和Epi-DMA聚胺。在现有技术中无机絮凝剂和聚电解质的混合物为人所知。这些混合物在需要处理的系统中将每一组分所希望的性质结合在一起，而不需要在系统中不同点分别加入两种添加剂。这在多数情况下具有成本方面的好处，并且大大简化了许多系统的处理。
  美国专利5,035,808给出了混合铁盐溶液和阳离子聚合物的方法。硫酸铁溶液可以和聚胺或者p-DMDAAC混合形成稳定产品。但是，混合氯化铁盐溶液(含38-42重量％的活性原 料 )和 p- DMDAAC, 不可能制备有前途的产品。因一旦混合就会立 即形成胶体，故这种混合是不可能的。这个问题在美国专利 5,035,808 第 3 栏， 3-6 行中提到。相反的，唯一可能的是将商用级氯化铁盐溶 液与聚胺混合。
  聚电解质的各个基团均具有其自身独特的性质，它将带入聚合物和无机絮凝剂混合物。人们非常希望能够将氯化铁的优点和p-DMDAAC的优点结合在组合物中，使之能作为单一组分加入水系统，对其进行处理。
  FeCl3和聚二甲基二烯丙基氯化铵，其中FeCl3在与聚合物混合之前用水稀释。用于生产组合物的方法包括用水稀释FeCl3溶液和后续加入聚二甲基二烯丙基氯化铵。这种方法形成一种稳定的FeCl3和聚二甲基二烯丙基氯化铵混合物，由此得到的组合物可作为一种有效的絮凝剂应用于不同场合。
  一种将FeCl3和聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物混合，形成一种稳定混合物的方法。这种方法包括在与二烷基二烯丙基 铵聚合物混合之前用水将 FeCl 3 溶液稀释。本发明人意外地发现如果FeCl3在聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物加入之前稀释，这两种组分的稳定混合物是可以形成的。这是一个戏剧性的发现，它使得在系统中加入单一组分成为可能，而通常该系统需要分别在两个点上各自加入两种单独的添加剂以实现对系统水的有效处理。
  在本发明的组合物中，FeCl3适宜以约0.5重量％至20重量％活性FeCl3的浓度存在，更适宜约是5重量％到约20重量％。 FeCl3浓度超过20重量％的混合物不稳定并将形成凝胶，而稀释混合物浓度低至0.5重量％或更低时，将没有足量的FeCl3对被处理的水系统产生显著效果。
  如果先将聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物稀释，然后再与氯化铁混合，必须不停地搅拌，否则原料会形成胶体。因此，这种制备方法是不可取的。另外，还意外发现，这种胶体，以及纯组分(未稀释)混合形成的胶体，能通过稀释和搅拌方法再生。但是，所得产品同先稀释FeCl3后加入聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物之产品相比，不如后者澄清和洁净。新组合物和其制备方法，其中在加入聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物之前通过稀释氯化铁，能够将商用级氯化铁(FeCl3)同聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物混合。这种商用级氯化铁(FeCl3)溶液适宜用1:1的水稀释，然后将这种稀释组合物同聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物混合。这种聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物优选为水溶性CrC8聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物。这种CrC8聚二甲基二烯丙基氯化铵聚合物更优选的是选自聚二甲基二烯丙基氯化铵(polydimethyl diallyl ammonium chloride)聚二甲基二烯丙基氯化铵(polydiethyl ammonium chloride) 聚二甲基二烯丙基氯化铵氯化物(polydiethyl diallyl ammonium chloride)、 聚二甲基二燔丙基钱溴化物(polydimethl diallyl ammonium bromide)和聚二乙基二娣丙基铵溴化物(polydiethyl diallyl ammonium bromide)。最优选的水溶性C1-C 8二烷基二烯丙基铵聚合物是聚二甲基二烯丙基铵氯化物(polyDMDAAC,即p-DMDAAC)。
  在本说明的目的上，商用级氯化铁是一种FeCl3溶液，通常其中含有38-42重量％的活性原料。类似地，二烷基二烯丙基铵聚合物最 好是p-DMDAAC,而且是40重量％的溶液。这两种化合物的比例对它们的浓度是特定的。
  但是，如果对比例作一些相应的变更，本法也容易适用于不同浓度的化合物。
  如果使用这些浓度，FeCl3溶液、水和p-DMDAAC最适宜的比例（单位体积）是10份FeCl3、10份H2O和5份p-DMDAAC,当使用该比例时，溶液立即形成并保持稳定数月。
  当使用10份FeCl3和5份p-DMDAAC之比例时，用体积少于10份的水可以得到一相对稳定的混合物。当水体积少于7.5份时，不应该使用。当水体积为7.5份时，所得混合物会立即变厚变混浊。这种混合物会稳定一段时间，然后沉淀，但是它永远不会凝固。因此，水 的体积最好大于7.5，并尽可能使水和FeCl3溶液的体积比接近1:1。
  对于上述所述各组分浓度，最佳混合体积比为10份FeCl3、10份H2O和5份p-DMDAAC。用于制备本发明组合物的优选方法是在混合时将10份去离子水加入10份FeCl3溶液中（1:1的比例），以稀释FeCl3溶液。加完水后，在搅拌下将5份p-DMDAAC加到该混合物。由此得到澄清的溶液，它不会产生沉淀。
  所得的混合物是一种优良的凝絮剂，可应用在许多方面，包括处理一般废水、城市废水、含金属废水、造纸废水、含化学物质废水、含生物制剂废水、家禽加工废水、含油墨溶液、原表面水、油/水混合物、有色溶液、产煤废水、炼油废水、含固体悬浮物的未处理城市饮用水、电解涂底剂废水及工业废水。