一種處理食品污水絮凝劑及制備方法及應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及絮凝劑的合成方法，特別是符合絮凝除去食品污水中雜質(zhì)懸浮物及水溶性色素絮凝澄清的方法。本發(fā)明是一種處理食品污水絮凝劑及制備方法及應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]如今隨著人們生活水平的不斷提高，對各種食品需求量也越來越多。因此，食品企業(yè)的污水排放量也隨之增大，如果對污水不及時(shí)處理，會造成嚴(yán)重環(huán)境污染。離子交換樹脂和膜分離技術(shù)處理污水對于進(jìn)水水質(zhì)要求較高，對于高濃度污水處理成本降低困難。而絮凝作為一種廢水處理前段的重要方法，在水處理過程中有著廣泛的應(yīng)用。絮凝劑的種類、組成和性能是影響絮凝處理效果及成本的關(guān)鍵因素。絮凝劑一般分為無機(jī)絮凝劑、有機(jī)絮凝劑和復(fù)合絮凝劑。無機(jī)絮凝劑具有價(jià)格低廉、投藥量較多等缺點(diǎn)。有機(jī)絮凝劑雖然吸附架橋能力強(qiáng)，產(chǎn)品穩(wěn)定性好，但處理成本較高，而且一部分難生物降解，有些還具有一定毒副作用。而將無機(jī)與有機(jī)絮凝劑進(jìn)行復(fù)合，可以改善單一絮凝劑的不足，強(qiáng)化電中和、吸附架橋等絮凝性能，提高絮凝效率。本發(fā)明制備了一種高效、安全的聚硅酸/聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑，應(yīng)用于食品污水的絮凝工序，可對食品污水進(jìn)行絮凝澄清脫色處理，通過吸附、絮凝和沉降分離的方法去除污水中的雜質(zhì)懸浮物和水溶性色素。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的意義在于給污水處理工業(yè)給提供了一種絮凝技術(shù)添加劑和工藝方法，屬于水處理工藝技術(shù)領(lǐng)域。降低了水處理成本，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的共同發(fā)展。
[0004]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0005]—種處理食品污水絮凝劑的制備方法；步驟如下:
[0006]1).將二甲基二烯丙基氯化銨和丙烯酰胺單體按1:1?10的比例溶于蒸餾水中，形成20?40被％濃度溶液，超聲震蕩處理后，轉(zhuǎn)入反應(yīng)器中通入氮?dú)?，排除體系中氧氣；
[0007]2).分別配置0.01?0.06wt%的過硫酸鉀和0.01?0.06wt%亞硫酸鈉作為引發(fā)劑，配置0.01?0.06wt%硫酸鈰作為催化劑，將上述三種原料放入去離子水中，混合攪拌使之充分溶解；
[0008]3).取模數(shù)2.8?3.5的液體水玻璃，或者將上述模數(shù)的固體水玻璃放入高壓蒸鍋內(nèi)通入水蒸氣后保持3?6個(gè)大氣壓進(jìn)行壓蒸反應(yīng)，生成液體水玻璃，然后用水稀釋上述水玻璃調(diào)整含量至二氧化硅含量2?10wt%，將溶液通過填裝陽離子交換樹脂的交換柱，得到氧化鈉含量小于lwt%，pH小于〈4的娃溶膠稀溶液；
[0009]4).將步驟2制得的引發(fā)劑和催化劑混合液加入步驟1單體溶液中，控制溫度為55?75°C，機(jī)械攪拌7?12小時(shí)聚合得到聚丙烯酰胺聚合物溶液，然后按硅溶膠稀溶液與聚丙烯酰胺聚合物溶液0.2?0.6:1的比例加入步驟3所配制的硅溶膠稀溶液，再攪拌4?8小時(shí)，即得到食品污水處理聚硅酸/聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑。
[0010]或者將得到食品污水處理聚硅酸/聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑進(jìn)行噴霧干燥，所得固體也具有同樣效果。
[0011]本發(fā)明絮凝劑應(yīng)用于食品污水的處理，或應(yīng)用于飲用水、廢水處理。
[0012]具體處理步驟為:將待處理原水進(jìn)行快速攪拌的同時(shí)，按絮凝劑與待處理原水加入比例0.02?0.lwt%加入聚娃酸/聚丙稀酰胺復(fù)合絮凝劑，攪拌1?5min，控制攪拌轉(zhuǎn)速150?300r/min ;再進(jìn)行慢速攪拌10?30min，攪拌轉(zhuǎn)速30?90r/min。攪拌完成后靜置，測定上清液的濁度、UV254和pH。
[0013]本發(fā)明絮凝劑與常規(guī)固體聚合氯化鐵或液體聚合氯化鋁絮凝劑相比，使用方法類似，不需要對原有處理設(shè)備及流程做更多改變。所得液體絮凝劑經(jīng)噴霧干燥后，得到的固體復(fù)合絮凝劑也不會降低該產(chǎn)品的使用效果，使用在被處理污水PH、濁度和溫度相似的條件下，同等使用量的本發(fā)明絮凝劑可使被處理污水的濁度有更大程度的降低，同時(shí)絮凝團(tuán)塊更大，沉降速率也更快。
[0014]本發(fā)明方法先采用超聲震蕩，使其二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)充分分散均勻，然后加入硅溶膠、引發(fā)劑和催化劑的方法合成了聚硅酸/聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑，聚硅酸微凝膠是一種片層多分枝狀的結(jié)構(gòu)，增加了羥基的數(shù)目，充分發(fā)揮了吸附性能；合成的聚丙烯酰胺是鏈狀結(jié)構(gòu)，有效的增大了絮凝橋聯(lián)作用。在有機(jī)材料聚合過程中加入無機(jī)材料改性，增加了廣品的分子量，從而可以有效提尚材料的絮凝網(wǎng)捕能力，提尚絮凝劑效能。該絮凝劑應(yīng)用于食品污水處理，能有效的除去食品污水中漂浮的雜質(zhì)和水溶性色素，有很好的絮凝澄清效果。本方法操作簡單，合成的絮凝劑綠色環(huán)保無污染，絮凝后在水中的殘留量少。制備原料廉價(jià)，適用于工業(yè)化生產(chǎn)和應(yīng)用。
【具體實(shí)施方式】
[0015]為更好理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步地詳細(xì)說明，但是本發(fā)明要求保護(hù)的范圍并不局限于實(shí)施例表示的范圍。
[0016]本發(fā)明聚硅酸/聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑采用如下方法制備:
[0017]1).將二甲基二烯丙基氯化銨和丙烯酰胺單體按1:1?10的比例溶于蒸餾水中，形成20?40wt%濃度單體溶液，超聲震蕩處理后，轉(zhuǎn)入三口燒瓶中通入氮?dú)?，排除體系中氧氣；
[0018]2).分別稱取0.01?0.06wt%的過硫酸鉀和0.01?0.06wt%亞硫酸鈉作為引發(fā)劑，及0.01?0.06wt%硫酸鈰作為催化劑，將上述三種原料放入去離子水中，混合攪拌使之充分溶解；
[0019]3).取模數(shù)2.8?3.5的液體水玻璃，或者將上述模數(shù)的固體水玻璃放入高壓蒸鍋內(nèi)通入水蒸氣后保持3?6個(gè)大氣壓進(jìn)行壓蒸反應(yīng)，生成液體水玻璃，然后用水稀釋上述水玻璃調(diào)整含量至二氧化硅含量2?10wt%，將溶液通過填裝陽離子交換樹脂的交換柱，得到氧化鈉含量小于lwt%，pH小于〈4的娃溶膠稀溶液；
[0020]4).將步驟2制得的引發(fā)劑和催化劑混合液加入步驟1單體溶液中，控制溫度為55?75°C，機(jī)械攪拌7?12小時(shí)聚合得到聚丙烯酰胺聚合物溶液，然后按硅溶膠稀溶液與聚丙烯酰胺聚合物溶液0.2?0.6:1的比例加入步驟3所配制的硅溶膠稀溶液，再攪拌4?8小時(shí)，即得到食品污水處理聚硅酸/聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑?；蛘邔⑵溥M(jìn)行噴霧干燥，所得固體也具有同樣效果。
[0021]其中，把含有Na+的硅酸溶液通過交換樹脂時(shí)，Na+取代了陽離子交換樹脂上的Η+，于是水玻璃硅酸溶液中的Na+被除去，Η +陽離子與水玻璃硅酸鈉中的硅酸根生成具有活性的硅溶膠稀溶液流出。
[0022]本發(fā)明方法先采用超聲震蕩，使其二甲基二烯丙基氯化銨(DMDAAC)和丙烯酰胺(AM)充分分散均勻。聚硅酸微凝膠是一種片層多分枝狀的結(jié)構(gòu)，在有機(jī)材料聚合過程中加入無機(jī)材料改性，增加了產(chǎn)品的分子量，從而可以有效提高材料的絮凝網(wǎng)捕能力，提高絮凝劑效能。
[0023]本發(fā)明絮凝劑與常規(guī)固體聚合氯化鐵或液體聚合氯化鋁絮凝劑相比，使用方法類似，不需要對原有處理設(shè)備及流程做更多改變。具體處理步驟為:將待處理原水進(jìn)行快速攪拌的同時(shí)，按絮凝劑與待處理原水加入比例0.02?0.lwt%加入聚硅酸/聚丙烯酰胺復(fù)合絮凝劑，攪拌1?5min，控制攪拌轉(zhuǎn)速150?300r/min ;再進(jìn)行慢速攪拌10?30min，攪拌轉(zhuǎn)速30?90r/min。攪拌完成后靜置，測定上清液的濁度、UV254和pH。
[0024]實(shí)施例1:
[0025]將二甲基二烯丙基氯化銨和丙烯酰胺單體按1:1的比例溶于蒸餾水中，形成20wt%濃度單體溶液，超聲震蕩處理lOmin后，轉(zhuǎn)入三口燒瓶中通入氮?dú)鈒Omin，排除體系中氧氣。分別稱取0.06wt%的過硫酸鉀和0.01wt%#硫酸鈉作為引發(fā)劑，及0.01^1:%硫酸鈰作為催化劑，將上述三種原料放入去離子水中，混合攪拌使之充分溶解