用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法，其包括步驟：制備羥甲基淀粉；將上述制備的羥甲基淀粉與去離子水在恒溫水浴環(huán)境下混合攪拌均勻，加入適量濃度為1x10-3mol/L的硝酸鈰銨為引發(fā)劑，再加入重量是羥甲基淀粉重量1.5～3倍的丙烯酰胺，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)環(huán)境下，控制反應(yīng)溫度40～60℃及反應(yīng)時(shí)間1～3小時(shí)，即得接枝共聚物；將接枝共聚物與去離子水混合攪拌均勻，加入甲醛和二甲胺溶液，控制反應(yīng)溫度40～60℃及反應(yīng)時(shí)間1～3小時(shí)，反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液冷卻到常溫并將反應(yīng)液導(dǎo)入丙酮溶液中沉淀析出，洗滌數(shù)次即得改性絮凝劑。本發(fā)明具有生產(chǎn)原料來(lái)源廣泛、成本低廉、pH值適用范圍寬且絮凝性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)，尤其是涉及一種用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002]絮凝劑，又稱(chēng)沉降劑，是用來(lái)使混合溶液體系中的溶質(zhì)、懸浮物顆?；蛘吣z體絮凝凝聚產(chǎn)生絮狀沉淀的物質(zhì)。絮凝反應(yīng)是較為復(fù)雜的物理、化學(xué)過(guò)程，其絮凝機(jī)理尚未完全成熟。目前較為統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)是絮凝劑作用機(jī)理是絮凝和凝聚兩種作用過(guò)程的統(tǒng)一體。水處理絮凝過(guò)程就是向待處理水體系中加入絮凝劑，使水相中懸浮物顆粒體系在絮凝劑促進(jìn)下，相互碰撞、脫穩(wěn)進(jìn)而凝聚成一定粒徑的微粒，脫穩(wěn)的微粒由于進(jìn)一步碰撞、網(wǎng)捕卷掃、化學(xué)接觸、共同沉淀等作用而聚集成礬花。在聚集過(guò)程中礬花互相碰撞，聚集物顆粒越來(lái)越大，最終依靠重力作用而沉降于水體底部，從而達(dá)到水體凈化的目的。
[0003]絮凝劑的品種繁多，從低分子到高分子，從單一型到復(fù)合型，總的趨勢(shì)是向廉價(jià)實(shí)用、無(wú)毒高效的方向發(fā)展。無(wú)機(jī)絮凝劑價(jià)格便宜，但對(duì)人類(lèi)健康和生態(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不利影響；有機(jī)高分子絮凝劑雖然用量少，浮渣產(chǎn)量少，絮凝能力強(qiáng)，絮體容易分離，除油及除懸浮物效果好，但這類(lèi)高聚物的殘余單體具有“三致”效應(yīng)(致崎、致癌、致突變)，因而使其應(yīng)用范圍受到限制；微生物絮凝劑因不存在二次污染，使用方便，應(yīng)用前景誘人。微生物絮凝劑將可能在未來(lái)取代或部分取代傳統(tǒng)的無(wú)機(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑。微生物絮凝劑的研制和應(yīng)用方興未艾，其特性和優(yōu)勢(shì)為水處理技術(shù)的發(fā)展展示了一個(gè)廣闊的前景。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出一種成本低廉、絮凝性能優(yōu)良、適應(yīng)范圍較廣的用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法。
[0005]本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法，其包括步驟:
[0006]將淀粉、氯乙酸及氫氧化鈉按1: (I?1.5): (1.5?2.5)的摩爾比加到適量甲醇中，在恒溫水浴環(huán)境下混合攪拌均勻，控制反應(yīng)溫度40?60°C及反應(yīng)時(shí)間3?6小時(shí)，反應(yīng)完成后以70-80%的含水甲醇清洗，真空干燥得到羥甲基淀粉；
[0007]將上述制備的羥甲基淀粉與去離子水在恒溫水浴環(huán)境下混合攪拌均勻，加入適量濃度為lX10_3mOl/L的硝酸鈰銨為引發(fā)劑，再加入重量是羥甲基淀粉重量1.5?3倍的丙烯酰胺，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)環(huán)境下，控制反應(yīng)溫度40?60°C及反應(yīng)時(shí)間I?3小時(shí)，即得接枝共聚物；
[0008]將接枝共聚物與去離子水混合攪拌均勻，加入甲醛和二甲胺溶液，控制反應(yīng)溫度40?60°C及反應(yīng)時(shí)間I?3小時(shí)，反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液冷卻到常溫并將反應(yīng)液導(dǎo)入丙酮溶液中沉淀析出，洗滌數(shù)次即得改性絮凝劑。
[0009]其中，淀粉、氯乙酸及氫氧化鈉按1:1.2:2的摩爾比混合均勻，反應(yīng)溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)。
[0010]其中，羥甲基淀粉與丙烯酰胺之間的重量比為1:2，反應(yīng)溫度601:，反應(yīng)時(shí)間1.5小時(shí)。
[0011]其中，接枝共聚物、甲醛及二甲胺之間的摩爾比為1: (I?1.5): (1.2?2)。
[0012]其中，接枝共聚物、甲醛及二甲胺之間的摩爾比為1:1:1.5，反應(yīng)溫度501:，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0014]實(shí)踐證明，本發(fā)明提出的絮凝劑對(duì)工業(yè)廢水、生活污水等有較強(qiáng)的絮凝和脫色效果，且絮凝性能較佳，絮凝性能優(yōu)于陽(yáng)離子聚丙烯酰胺及聚合氯化鋁等。因此，本發(fā)明具有生產(chǎn)原料來(lái)源廣泛、成本低廉、PH值適用范圍寬且絮凝性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。

【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明使用來(lái)源廣泛的淀粉(比如玉米淀粉、土豆淀粉等)來(lái)制備用于廢水處理的低成本改性絮凝劑，該絮凝劑由如下方法制備:
[0016]首先，將淀粉、氯乙酸及氫氧化鈉按1:(1?1.5):(1.5?2.5)的摩爾比加到適量甲醇中，在恒溫水浴環(huán)境下混合攪拌均勻，控制反應(yīng)溫度40?60°C及反應(yīng)時(shí)間3?6小時(shí)，反應(yīng)完成后，倒出反應(yīng)液并以70-80%的含水甲醇洗至對(duì)硝酸銀溶液不呈氯離子反應(yīng)即可，真空干燥得到羥甲基淀粉。
[0017]最佳的，淀粉、氯乙酸及氫氧化鈉按1:1.2:2的摩爾比混合均勻，反應(yīng)溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)。
[0018]其次，將上述制備的羥甲基淀粉與去離子水在恒溫水浴環(huán)境下混合攪拌均勻，力口入適量濃度為lX10_3mOl/L的硝酸鈰銨為引發(fā)劑，再加入重量是羥甲基淀粉重量1.5?3倍的丙烯酰胺，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)環(huán)境下，控制反應(yīng)溫度40?60°C及反應(yīng)時(shí)間I?3小時(shí)，SP得接枝共聚物。
[0019]最佳的，羥甲基淀粉與丙烯酰胺之間的重量比為1:2，反應(yīng)溫度60°C，反應(yīng)時(shí)間1.5小時(shí)。
[0020]最后，將接枝共聚物進(jìn)行陽(yáng)離子化處理，接枝在淀粉上的丙烯酰胺陽(yáng)離子化后生成了 N-二甲氨基丙烯酰胺。
[0021]將接枝共聚物與去離子水混合攪拌均勻，加入甲醛和二甲胺溶液，控制反應(yīng)溫度40?60°C及反應(yīng)時(shí)間I?3小時(shí)；反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液冷卻到常溫并將反應(yīng)液導(dǎo)入丙酮溶液中沉淀析出，洗滌數(shù)次，得到本發(fā)明的改性絮凝劑。
[0022]上述陽(yáng)離子化反應(yīng)中，接枝共聚物、甲醛及二甲胺之間的摩爾比為1:(1?1.5): (1.2?2)。較佳的，接枝共聚物、甲醛及二甲胺之間的摩爾比為1:1:1.5，反應(yīng)溫度50°C，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。
[0023]將上述制備的改性絮凝劑(絮凝劑A)、陽(yáng)離子聚丙烯酰胺(絮凝劑B)及聚合氯化鋁(絮凝劑C)均以相同的試驗(yàn)條件下(在相同來(lái)源的廢水中均投加相等量的三種絮凝劑，廢水PH值相同，反應(yīng)時(shí)間也相同)，三種絮凝劑的絮凝性能分別如下:
[0024]1、廢水的初始pH值為4,絮凝劑的投入量為6mg/L,反應(yīng)時(shí)間為40分鐘,絮凝劑A、絮凝劑B和絮凝劑C分別對(duì)廢水中COD去除率達(dá)到91.4%,85.7%及82.5%。
[0025]2、廢水的初始pH值為6，絮凝劑的投入量為8mg/L，反應(yīng)時(shí)間為60分鐘，絮凝劑A、絮凝劑B和絮凝劑C分別對(duì)廢水中COD去除率達(dá)到90.6%,82.3%及76.2%。
[0026]3、廢水的初始pH值為8，絮凝劑的投入量為10mg/L，反應(yīng)時(shí)間為50分鐘，絮凝劑A、絮凝劑B和絮凝劑C分別對(duì)廢水中COD去除率達(dá)到88.6%,22.3%及13.2%。
[0027]由此可見(jiàn)，本發(fā)明提出的改性絮凝劑是一種pH值適應(yīng)范圍廣，在酸性、堿性環(huán)境下均具有較佳絮凝性能的低成本絮凝劑，其絮凝性能優(yōu)于陽(yáng)離子聚丙烯酰胺及聚合氯化鋁等現(xiàn)有的絮凝劑。
[0028]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法，其特征在于，包括步驟: 將淀粉、氯乙酸及氫氧化鈉按1: (1?1.5): (1.5?2.5)的摩爾比加到適量甲醇中，在恒溫水浴環(huán)境下混合攪拌均勻，控制反應(yīng)溫度40?60°C及反應(yīng)時(shí)間3?6小時(shí)，反應(yīng)完成后以70-80%的含水甲醇清洗，真空干燥得到羥甲基淀粉； 將上述制備的羥甲基淀粉與去離子水在恒溫水浴環(huán)境下混合攪拌均勻，加入適量濃度為lX10_3mOl/L的硝酸鈰銨為引發(fā)劑，再加入重量是羥甲基淀粉重量1.5?3倍的丙烯酰胺，在氮?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)環(huán)境下，控制反應(yīng)溫度40?60°C及反應(yīng)時(shí)間1?3小時(shí)，即得接枝共聚物； 將接枝共聚物與去離子水混合攪拌均勻，加入甲醛和二甲胺溶液，控制反應(yīng)溫度40?60°C及反應(yīng)時(shí)間1?3小時(shí),反應(yīng)完成后,將反應(yīng)液冷卻到常溫并將反應(yīng)液導(dǎo)入丙酮溶液中沉淀析出，洗滌數(shù)次即得改性絮凝劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法，其特征在于，淀粉、氯乙酸及氫氧化鈉按1:1.2:2的摩爾比混合均勻，反應(yīng)溫度55°C，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法，其特征在于，羥甲基淀粉與丙烯酰胺之間的重量比為1:2，反應(yīng)溫度60°C，反應(yīng)時(shí)間1.5小時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法，其特征在于，接枝共聚物、甲醛及二甲胺之間的摩爾比為1: (1?1.5): (1.2?2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法，其特征在于，接枝共聚物、甲醛及二甲胺之間的摩爾比為1:1:1.5，反應(yīng)溫度50°C，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。
【文檔編號(hào)】C08F251/00GK104311743SQ201410609362
【公開(kāi)日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年11月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月3日
【發(fā)明者】劉四 申請(qǐng)人:劉四