一種栲膠—硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種栲膠—硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑及其制備方法，該方法包括以下步驟：1.將硫酸鋁在一定條件下使其聚合成為聚合硫酸鋁溶液；2.利用BA栲膠為原料，在一定條件下制得改性栲膠；3.改性栲膠與聚合硫酸鋁在一定條件下發(fā)生絡(luò)合，制備出栲膠—硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑；本發(fā)明的制備方法簡單，制備成本低；通過該方法制備的栲膠—硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑分子較大，絮凝過程中更易沉降；其兼具有機(jī)絮凝劑和無機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)廢棄鉆井液有很好的處理應(yīng)用效果。
【專利說明】
一種栲膠一硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及無機(jī)-有機(jī)復(fù)合絮凝劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及到一種栲膠-硫酸鋁絡(luò)合物 絮凝劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水處理絮凝劑主要有無機(jī)絮凝劑和有機(jī)絮凝劑兩種。有機(jī)絮凝劑主要有聚丙烯酰 胺類，無機(jī)絮凝劑主要有鋁鹽、鐵鹽、氯化鈣等，如硫酸鋁鉀（明礬）、硫酸鋁、硫酸鐵、氯化 鐵、氯化鋁等。無機(jī)絮凝劑可直接或配成水溶液投入到廢水處理設(shè)備中，但在水處理過程中 凝聚速度慢，形成的絮狀物小，且具有強(qiáng)腐蝕性，凈水效果不理想。有機(jī)絮凝劑主要是指有 機(jī)高分子絮凝劑，相比于無機(jī)高分子絮凝劑，有機(jī)高分子絮凝劑具有用量少、絮凝速度快、 生成的污泥量少、不易受污水中的鹽類和pH，以及環(huán)境溫度影響等優(yōu)點(diǎn)，且有機(jī)高分子絮 凝劑常帶有一⑶0H、一NH2、一S0 3、一OH等活性基團(tuán)，且具有鏈狀、環(huán)狀等多種結(jié)構(gòu)，有利于 污染物進(jìn)入絮體，具有脫色性好，且易處理等優(yōu)點(diǎn)，因而廣泛的應(yīng)用于各種廢水處理。目前 應(yīng)用最為廣泛的有機(jī)高分子絮凝劑是聚丙烯酰胺類絮凝劑，但聚丙烯酰胺類絮凝劑在合成 過程中存在丙烯酰胺單體殘留問題。
[0003] 廢棄鉆井液是石油鉆井產(chǎn)生的廢液，其主要成分為柴油、粘土、及鉆井過程中加入 的化學(xué)助劑等組分，具有高pH值，高濁度、高C0D、高色度等特點(diǎn)，因此對(duì)水體及土壤有很 大的危害。目前，對(duì)于廢棄鉆井液的處理主要應(yīng)用和研究的方法有:注入底層法、熱蒸餾法、 溶劑萃取法、超臨界流體提取技術(shù)、化學(xué)破乳法和生物修復(fù)法。但這些方法存在處理成本 高、能耗大等問題。因此有必要開發(fā)新型的處理方法。
[0004] 栲膠作為一類可再生的綠色資源，在處理廢水方面存在著廣闊的發(fā)展前景。但是 栲膠的電荷密度較小，分子大小不均一，分子性質(zhì)活潑，易發(fā)生縮合或者降解失去活性，因 而導(dǎo)致其絮凝效果不理想。目前關(guān)于栲膠改性絮凝劑的研究并不多，現(xiàn)有的研究主要是通 過二甲胺和甲醛對(duì)其進(jìn)行胺甲基化改性，該方法所得產(chǎn)物分子量較小，絮凝過程中沉降速 度較慢。
[0005] 由于栲膠分子中的多個(gè)鄰位酚羥基結(jié)構(gòu)，可作為一種多基配體與有些金屬離子發(fā) 生絡(luò)合反應(yīng)，因而為制備栲膠-硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑提供了理論依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種栲膠-硫酸鋁絡(luò)合物 絮凝劑及其制備方法，以彌補(bǔ)栲膠和硫酸鋁分別單獨(dú)作為絮凝劑使用性能的不足。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是： 一種栲膠-硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑的制備方法，包括以下步驟： 步驟一:稱取4~6g硫酸鋁，將其溶于20mL蒸餾水中，在磁力攪拌器上攪拌升溫至70~90 °C，緩慢加入氫氧化鈣溶液，調(diào)節(jié)pH值至3~4，持續(xù)反應(yīng)Ih，得到聚合硫酸鋁溶液； 步驟二:稱取與硫酸鋁相同質(zhì)量的BA栲膠，將其溶解后加入5~IOg甲醛溶液，攪拌均勻， 加入ImL HCl作為催化劑，升溫至90~100°C反應(yīng)lh，得到改性栲膠； 步驟三：將步驟二中制備的改性栲膠加入到步驟一中制備的聚合硫酸鋁溶液中，用 NaOH調(diào)節(jié)pH值至3~4，之后在磁力攪拌器上常溫?cái)嚢璺磻?yīng)60~200min，得到栲膠-硫酸鋁絡(luò)合 物絮凝劑。
[0008] -種根據(jù)上述制備方法制備的栲膠一硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑。
[0009] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1、 效果好:本方法制備中，因?yàn)榧兹┡c栲膠分子上的酚羥基發(fā)生羥醛縮合反應(yīng)，使得栲 膠分子互相交聯(lián)起來，所以得到的栲膠一硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑分子較大，絮凝過程中更易 沉降；該栲膠一硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑兼具有機(jī)絮凝劑和無機(jī)絮凝劑的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)廢棄鉆井液 有很好的處理應(yīng)用效果，處理后廢棄鉆井液的脫色率可達(dá)92%以上，COD cr去除率可達(dá)80%; 2、 成本低：因?yàn)殍嗄z材料易得，所以原材料成本低，同時(shí)因?yàn)殍嗄z分子上含有大量的酚 羥基便于與甲醛縮合改性，有利于與金屬離子Al進(jìn)行絡(luò)合，且本發(fā)明的制備方法簡單，制備 成本低； 3、 適用范圍：本發(fā)明制得的絡(luò)合物絮凝劑對(duì)廢棄鉆井液處理方法簡單可行，處理效果 好，尤其對(duì)色度和CODCr有很好的去除效果。
【具體實(shí)施方式】
[0010]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明： 實(shí)施例1 一種栲膠-硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑及其制備方法，包括下述步驟： 步驟一:稱取4g硫酸鋁，將其溶于20mL蒸餾水中，在磁力攪拌器上攪拌升溫至80°C，緩 慢加入氫氧化鈣溶液，調(diào)節(jié)PH值至3，持續(xù)反應(yīng)Ih，得到聚合硫酸鋁溶液； 步驟二:稱取4gBA栲膠，將其溶解后加入5~IOg甲醛溶液，攪拌均勻，加入ImL HCl作為 催化劑，升溫至90°C反應(yīng)Ih，得到改性栲膠； 步驟三：將步驟二中制備的改性栲膠加入到步驟一中制備的聚合硫酸鋁溶液中，用 NaOH調(diào)節(jié)pH值至3,在磁力攪拌器上常溫?cái)嚢璺磻?yīng)60min，得到栲膠-硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑。
[0011] 用4g該絡(luò)合物絮凝劑處理50mL廢棄鉆井液，處理后廢棄鉆井液的脫色率可達(dá)92%， CODcr去除率可達(dá)80%。
[0012] 實(shí)施例2 一種栲膠-硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑及其制備方法，包括下述步驟： 步驟一:稱取5g硫酸鋁，將其溶于20mL蒸餾水中，在磁力攪拌器上攪拌升溫至85°C，緩 慢加入氫氧化鈣溶液，調(diào)節(jié)PH值至4，持續(xù)反應(yīng)Ih，得到聚合硫酸鋁溶液； 步驟二:稱取與硫酸鋁相同質(zhì)量的BA栲膠，將其溶解后加入5~IOg甲醛溶液，攪拌均勻， 加入ImL HCl作為催化劑，升溫至100°C反應(yīng)Ih，得到改性栲膠。
[0013]步驟三:將步驟二中制備的改性栲膠加入到步驟一中制備的聚合硫酸鋁溶液中， 用NaOH調(diào)節(jié)pH值至3.5，之后在磁力攪拌器上常溫?cái)嚢璺磻?yīng)60min，得到栲膠-硫酸鋁絡(luò)合物 絮凝劑。
[0014]用4g該絡(luò)合物絮凝劑處理50mL廢棄鉆井液，處理后廢棄鉆井液的脫色率可達(dá)95%， CODcr去除率可達(dá)80%。
[0015] 本發(fā)明中所使用的栲膠為BA栲膠，為類黑荊樹皮栲膠，其主要單體結(jié)構(gòu)如下：
甲醛改性栲膠是利用通過縮合反應(yīng)制備酚醛樹脂鞣劑原理，在酸性條件下縮合反應(yīng)過 程如下：
在上述過程中，可通過調(diào)節(jié)栲膠與甲醛質(zhì)量比得到不同分子質(zhì)量的改性栲膠。
[0016] 本發(fā)明的內(nèi)容不限于實(shí)施例所列舉，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過閱讀本發(fā)明說明書 而對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案采取的任何等效的變換，均為本發(fā)明的權(quán)利要求所涵蓋。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種栲膠一硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑的制備方法，其特征在于:包括以下步驟： 步驟一：稱取4~6g硫酸鋁，將其溶于20mL蒸餾水中，在磁力攪拌器上攪拌升溫至70~90 °C，緩慢加入氫氧化鈣溶液，調(diào)節(jié)pH值至3~4，持續(xù)反應(yīng)lh，得到聚合硫酸鋁溶液； 步驟二:稱取與硫酸鋁相同質(zhì)量的Μ栲膠，將其溶解后加入5~10g的甲醛溶液，攪拌均 勻，加入lmL HC1作為催化劑，升溫至90~100°C反應(yīng)lh，得到改性栲膠； 步驟三：將步驟二中制備的改性栲膠加入到步驟一中制備的聚合硫酸鋁溶液中，用 NaOH調(diào)節(jié)pH值至3~4，在磁力攪拌器上常溫?cái)嚢璺磻?yīng)60~200min，得到栲膠一硫酸鋁絡(luò)合物 絮凝劑。2. -種根據(jù)權(quán)利要求1所述制備方法制備的栲膠一硫酸鋁絡(luò)合物絮凝劑。
【文檔編號(hào)】C02F1/52GK105858841SQ201610306853
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2016年5月11日
【發(fā)明人】強(qiáng)濤濤, 趙靜, 常海東, 伍蒙姣, 李超, 曾淑娟, 張婧, 任龍芳
【申請(qǐng)人】陜西科技大學(xué)