專利名稱：一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于絮凝劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑及其制備方法。
背景技術(shù)：
環(huán)境污染問題已經(jīng)得到全球的廣泛關(guān)注，各國(guó)紛紛采取各種措施來(lái)降低環(huán)境污 染，污水處理就是其中的一個(gè)重要手段，進(jìn)行污水處理就需要用到絮凝劑。絮凝劑研發(fā) 工作主要集中在聚合氯化鋁、聚合氯化鐵、聚丙烯酰胺方面，對(duì)鋁礬土、生物絮凝劑等 方面的研究也有少量，但都沒有形成產(chǎn)業(yè)化。目前占主要市場(chǎng)的絮凝劑是聚丙烯酰胺類 絮凝劑。對(duì)于生活污水及大部分的工業(yè)污水，其主要的污染因子主要由污水中的顆粒物 (微小顆粒物)引起，而這些顆粒物在電位場(chǎng)的影響下，相當(dāng)穩(wěn)定，很難相互結(jié)合成團(tuán)
而沉淀或上浮。投加的絮凝劑的作用在于絮凝劑溶于水，并在適當(dāng)?shù)乃嚢璧臈l件 下，污水中微小顆粒物的電位場(chǎng)會(huì)得到中和，顆粒物間的靜電斥力減弱，同時(shí)在水力攪 拌條件下，顆粒物相互碰撞的機(jī)率增加，微小顆粒物會(huì)相互結(jié)合成小絮體，此即為壓縮 雙電層過程。但結(jié)合后的微小絮體的電位場(chǎng)會(huì)隨著絮體的形成而又增大，從而阻止小絮 體進(jìn)一步結(jié)合成大絮體。傳統(tǒng)絮凝劑聚丙烯酰胺雖可解決上述問題，但由于聚丙烯酰胺溶于水后是長(zhǎng)鏈 結(jié)構(gòu)且基本是直鏈結(jié)構(gòu)，無(wú)法形成復(fù)雜的空間三維結(jié)構(gòu)，吸附微小顆粒物及溶解性物質(zhì) 后仍為長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)，所以其形成的大絮體密實(shí)度不夠、容易在攪拌過程中被再次破碎成小 絮體，從而導(dǎo)致沉淀時(shí)間長(zhǎng)達(dá)4-6h，盡管經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的沉淀仍有大量被再次破碎的小絮 體存在，造成沉淀效果不理想，顆粒物的去除率只能達(dá)到50%;另一方面，目前聚丙烯 酰胺類絮凝劑采用液相的生產(chǎn)技術(shù)，其干燥需消耗大量的電能，造成資源的浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是提供一種沉淀時(shí)間短、對(duì)顆粒物絮凝沉淀效果好的無(wú)機(jī)高 分子絮凝劑。本發(fā)明的目的之二是提供一種可采用固相生產(chǎn)的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的制備方法。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的。一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，它由以下重量份的原料組成 水溶性淀粉 10-30份
丙稀酸單體 10-30份 腐植酸鈉 30-50份 尿素10-30份
聚乙烯醇 5-15份 過硫酸銨 2-8份亞硫酸氫鈉 2-8份
碳酸鈉
2-8 份 c 優(yōu)選的，它由以下重量份的原料組成
水溶性淀粉 丙稀酸單體 腐植酸鈉 尿素
聚乙烯醇 過硫酸銨 亞硫酸氫鈉 碳酸鈉
15-25 份， 15-25 份 35-45 份 15-25 份 5-12 份 2-6份 2-6份 2-6 份。更為優(yōu)選的，它由以下重量份的原料組成 水溶性淀粉 20份
丙稀酸單體 20份 腐植酸鈉 40份 尿素20份
聚乙烯醇 10份 過硫酸銨 5份 亞硫酸氫鈉 5份 碳酸鈉 5份。其中，水溶性淀粉可為水溶性紅薯淀粉，也可為水溶性變性淀粉，當(dāng)然也可以 為其它類型的水溶性淀粉。一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的制備方法，它包括以下制備步驟
A、將上述配方量的水溶性淀粉、丙稀酸單體、腐植酸鈉、尿素、聚乙烯醇混合，倒 入帶攪拌裝置的電加熱爐內(nèi)，邊攪拌邊加熱，溫度達(dá)到130°C至160°C后停止加熱；
B、將上述配方量的過硫酸銨和亞硫酸氫鈉溶于2-5份水中，得到水溶液；
C、分?jǐn)?shù)次將步驟B得到的水溶液加入到A的混合液中，攪拌均勻；
D、繼續(xù)向步驟A的混合液加入碳酸鈉并攪拌3-5min，混合液經(jīng)10-20min的反應(yīng)、 膨脹形成發(fā)泡體；
E、將發(fā)泡體取出，冷卻，并粉碎至100目以下，得到無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。其中，所述步驟A中加熱時(shí)的升溫速度為2_6°C/min，溫度達(dá)到130°C至160°C 后停止加熱。其中，所述步驟A、步驟C和步驟D中攪拌的速度為100-200轉(zhuǎn)/min。本發(fā)明的有益效果為(1)本發(fā)明采用天然水溶性淀粉代替一部分制備聚丙 烯酰胺的原料丙烯酸單體，成本低、對(duì)環(huán)境無(wú)害，本發(fā)明溶于水后形成三維結(jié)構(gòu)的物 質(zhì)，吸附微小絮體后，其不飽和基團(tuán)相互結(jié)合，絮體的密實(shí)度更高、不易被再次破碎、 沉淀速度快，只需IOmin左右即可達(dá)到污染物的分離，對(duì)顆粒物的去除率可達(dá)到90%， 有效降低后續(xù)處理工藝設(shè)備的運(yùn)營(yíng)負(fù)荷；(2)本發(fā)明采用固相生產(chǎn)方式，無(wú)需干燥成 本，可節(jié)約能源。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明的實(shí)施范圍并不限于此。實(shí)施例1。一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的制備方法，它包括以下制備步驟
A、將IOg水溶性淀粉、IOg丙稀酸單體、30g腐植酸鈉、IOg尿素、5g聚乙烯醇混 合，倒入帶攪拌裝置的電加熱爐內(nèi)，以100轉(zhuǎn)/min的速度攪拌并以2V /min的升溫速度 進(jìn)行加熱，溫度達(dá)到130°C后停止加熱；
B、將2g過硫酸銨和2g亞硫酸氫鈉溶于2g水中，得到水溶液；
C、分3次將步驟B得到的水溶液加入到A的混合液中，以100轉(zhuǎn)/min的速度攪拌 均勻；
D、繼續(xù)向步驟A的混合液加入2g碳酸鈉并以100轉(zhuǎn)/min的速度攪拌3min，混合 液經(jīng)IOmin的反應(yīng)、膨脹形成發(fā)泡體；
E、將發(fā)泡體取出，冷卻，并粉碎至100目以下，得到無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。本實(shí)施例制得的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑沉淀速度快，只IOmin即可達(dá)到污染物的分 離，對(duì)顆粒物的去除率達(dá)到88%。實(shí)施例2。一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的制備方法，它包括以下制備步驟
A、將15g水溶性淀粉、15g丙稀酸單體、45g腐植酸鈉、20g尿素、IOg聚乙烯醇混 合，倒入帶攪拌裝置的電加熱爐內(nèi)，以150轉(zhuǎn)/min的速度攪拌并以4°C /min的升溫速度 進(jìn)行加熱，溫度達(dá)到150°C后停止加熱；
B、將5g過硫酸銨和4g亞硫酸氫鈉溶于5g水中，得到水溶液；
C、分5次將步驟B得到的水溶液加入到A的混合液中，以150轉(zhuǎn)/min的速度攪拌 均勻；
D、繼續(xù)向步驟A的混合液加入6g碳酸鈉并以150轉(zhuǎn)/min的速度攪拌4min，混合 液經(jīng)15min的反應(yīng)、膨脹形成發(fā)泡體；
E、將發(fā)泡體取出，冷卻，并粉碎至100目以下，得到無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。本實(shí)施例制得的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑沉淀速度快，只9min即可達(dá)到污染物的分 離，對(duì)顆粒物的去除率達(dá)到89%。實(shí)施例3。一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的制備方法，它包括以下制備步驟
A、將20g水溶性淀粉、20g丙稀酸單體、40g腐植酸鈉、20g尿素、IOg聚乙烯醇混 合，倒入帶攪拌裝置的電加熱爐內(nèi)，以200轉(zhuǎn)/min的速度攪拌并以5°C/min的升溫速度 進(jìn)行加熱，溫度達(dá)到150°C后停止加熱；
B、將5g過硫酸銨和5g亞硫酸氫鈉溶于5g水中，得到水溶液；
C、分4次將步驟B得到的水溶液加入到A的混合液中，攪拌均勻；
D、繼續(xù)向步驟A的混合液加入5g碳酸鈉并攪拌5min，混合液經(jīng)ISmin的反應(yīng)、膨 脹形成發(fā)泡體；
E、將發(fā)泡體取出，冷卻，并粉碎至100目以下，得到無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。
本實(shí)施例制得的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑沉淀速度快，只6min即可達(dá)到污染物的分 離，對(duì)顆粒物的去除率達(dá)到90%。實(shí)施例4。—種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的制備方法，它包括以下制備步驟
A、將30g水溶性淀粉、30g丙稀酸單體、50g腐植酸鈉、30g尿素、15g聚乙烯醇混 合，倒入帶攪拌裝置的電加熱爐內(nèi)，以200轉(zhuǎn)/min的速度攪拌并以6°C/min的升溫速度 進(jìn)行加熱，溫度達(dá)到160°C后停止加熱；
B、將8g過硫酸銨和8g亞硫酸氫鈉溶于5g水中，得到水溶液；
C、分5次將步驟B得到的水溶液加入到A的混合液中，攪拌均勻；
D、繼續(xù)向步驟A的混合液加入8g碳酸鈉并攪拌5min，混合液經(jīng)20min的反應(yīng)、膨 脹形成發(fā)泡體；
E、將發(fā)泡體取出，冷卻，并粉碎至100目以下，得到無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。本實(shí)施例制得的無(wú)機(jī)高分子絮凝劑沉淀速度快，只Smin即可達(dá)到污染物的分 離，對(duì)顆粒物的去除率達(dá)到88%。以上所述僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施方式，故凡依本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍所述的構(gòu) 造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本發(fā)明專利申請(qǐng)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，其特征在于它由以下重量份的原料組成 水溶性淀粉 10-30份丙稀酸單體 10-30份 腐植酸鈉 30-50份 尿素10-30份聚乙烯醇 5-15份 過硫酸銨 2-8份 亞硫酸氫鈉 2-8份 碳酸鈉 2-8份。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，其特征在于它由以下重量份的 原料組成水溶性淀粉 15-25份， 丙稀酸單體 15-25份 腐植酸鈉 35-45份 尿素15-25份聚乙烯醇 5-12份 過硫酸銨 2-6份 亞硫酸氫鈉 2-6份 碳酸鈉 2-6份。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑，其特征在于它由以下重量份的 原料組成水溶性淀粉 20份 丙稀酸單體 20份 腐植酸鈉 40份 尿素20份聚乙烯醇 10份 過硫酸銨 5份 亞硫酸氫鈉 5份 碳酸鈉 5份。
4.權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于它 包括以下制備步驟A、將上述配方量的水溶性淀粉、丙稀酸單體、腐植酸鈉、尿素、聚乙烯醇混合，倒 入帶攪拌裝置的電加熱爐內(nèi)，邊攪拌邊加熱，溫度達(dá)到130°C至160°C后停止加熱；B、將上述配方量的過硫酸銨和亞硫酸氫鈉溶于2-5份水中，得到水溶液；C、分?jǐn)?shù)次將步驟B得到的水溶液加入到A的混合液中，攪拌均勻；D、繼續(xù)向步驟A的混合液加入碳酸鈉并攪拌3-5min，混合液經(jīng)10-20min的反應(yīng)、 膨脹形成發(fā)泡體；E、將發(fā)泡體取出，冷卻，并粉碎至100目以下，得到無(wú)機(jī)高分子絮凝劑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于所述步驟A中加熱時(shí)的升溫速度為2-6°C /min,溫度達(dá)到130°C至160°C后停止加熱。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑的制備方法，其特征在于所述步 驟A、步驟C和步驟D中攪拌的速度為100-200轉(zhuǎn)/min。
全文摘要
本發(fā)明屬于絮凝劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種無(wú)機(jī)高分子絮凝劑及其制備方法，由水溶性淀粉10-30份、丙稀酸單體10-30份、腐植酸鈉30-50份、尿素10-30份、聚乙烯醇5-15份、過硫酸銨2-8份、亞硫酸氫鈉2-8份、碳酸鈉2-8份在電加熱爐進(jìn)行固相反應(yīng)制得，采用天然水溶性淀粉代替部分制備聚丙烯酰胺的原料丙烯酸單體，成本低、對(duì)環(huán)境無(wú)害，溶于水后形成三維結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，吸附微小絮體后，其不飽和基團(tuán)相互結(jié)合，絮體的密實(shí)度更高、不易被再次破碎、沉淀速度快，只需10min左右即可達(dá)到污染物的分離，對(duì)顆粒物的去除率可達(dá)到90%，有效降低后續(xù)處理工藝設(shè)備的運(yùn)營(yíng)負(fù)荷；采用固相生產(chǎn)方式，無(wú)需干燥成本，節(jié)約能源。
文檔編號(hào)C02F1/56GK102010048SQ20101059638
公開日2011年4月13日 申請(qǐng)日期2010年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月20日
發(fā)明者李卓杰, 鐘旭勝 申請(qǐng)人:東莞市華中生物科技有限公司