專利名稱：一種新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑及其制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種殼聚糖基污泥脫水絮凝劑的制備方法，屬于高分子材料制備領域。
背景技術：
殼聚糖是甲殼素脫乙酰產(chǎn)物，天然、無毒，由D-l，4_糖苷鍵連接而成直鏈高聚物，相對分子質(zhì)量在5X105 3X106之間，分子鏈內(nèi)相鄰六元環(huán)平面有一定角度，側有羥甲基、羥基和胺基，決定了其良好的吸附、螯合、交聯(lián)、架橋功能，不僅對重金屬離子有鰲合吸附作用，還可有效地吸附水中帶負電荷的微小顆粒。劉曉娜，貴州師范大學學報(自然科學版)，2011，29 (2)，以某市污水處理廠剩余污泥為對象，研究了殼聚糖絮凝劑對污泥脫水性能的影響，在IOOmL剩余 污泥中投加濃度為6g/L的殼聚糖溶液6mL時可達到污泥的最小含水率為70.42%。張印堂等，上海環(huán)境科學，2002，21 (I)研究了殼聚糖絮凝劑在活性污泥調(diào)理中的應用，并與聚丙烯酰胺(PAM)絮凝劑和聚合氯化鋁(PAC)進行比較，當殼聚糖投量(干污泥質(zhì)量百分比)在0.8-1.2%，pH值在5-8時即有較好的調(diào)理效果，與PAM效果基本相當，優(yōu)于PAC。鄭懷禮的中國發(fā)明專利200810069906.3研究制備殼聚糖-丙烯酰胺接枝共聚絮凝劑，對模擬廢水的除濁率為94.9%，并適于污泥脫水。為提高殼聚糖電荷密度、促使污泥膠體脫穩(wěn)凝聚，董怡華等，環(huán)境保護科學，2006，32 (5)將丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化銨與殼聚糖發(fā)生接枝共聚反應，合成了殼聚糖陽離子型改性高分子絮凝劑，污泥處理試驗表明其處理效果優(yōu)于PAM，能顯著改善污泥的沉降和脫水性能。由此可見，殼聚糖及其衍生物用于活性污泥調(diào)理具有較好的應用前景。但在實際應用中，由于殼聚糖分子量較低，架橋、卷掃作用小，用量大，從而嚴重影響其絮凝效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑及其制備方法，其特點是在殼聚糖分子中引入陽離子柔性長支鏈結構，通過其形成物理纏結網(wǎng)絡結構彌補殼聚糖分子量較低的缺陷，更好發(fā)揮表面電荷中和及架橋網(wǎng)捕作用；同時將具有強吸附能力和離子交換能力的粘土吸附劑與陽離子殼聚糖復合，采用具有長鏈烷基的陽離子反應型表面活性劑修飾蒙脫土表面，增強其與殼聚糖分子的界面作用及對污泥中污物的吸附、卷掃作用，實現(xiàn)污泥高效絮凝脫水。本發(fā)明的目的由以下技術措施實現(xiàn)，其中所述原料分數(shù)除特殊說明外，均為重量份數(shù)。殼聚糖基污泥脫水絮凝劑制備的的配方組份按重量計為:
殼聚糖100份
鈉基蒙脫土5 300份
引發(fā)劑0.01 1.5份
2，3-環(huán)氧丙基二甲基4-40份
長鏈烷基氯化銨丙烯酰氧乙基長0.1-16份
鏈烷基溴化銨
其中，引發(fā)劑為硝酸鈰銨、過硫酸銨、過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉中的任一種；
2,3-環(huán)氧丙基二甲基長鏈烷基氯化銨分子式為:
權利要求
1.一種新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑，其特征在于該殼聚糖基污泥脫水絮凝劑的原料由以下組分組成，按重量計為: 絮凝劑制備的的配方組份按重量計為:殼聚糖100份 鈉基蒙脫土5 300份 引發(fā)劑0.01 1.5份 2，3-環(huán)氧丙基二甲基4-40份 長鏈烷基氯化銨 丙烯酰氧乙基長0.1-16份 鏈烷基溴化銨 其中，引發(fā)劑為硝酸鈰銨、過硫酸銨、過硫酸鉀、亞硫酸氫鈉中的任一種； 2,3-環(huán)氧丙基二甲基長鏈烷基氯化銨分子式為:
2.如權利要求1所述新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑的制備方法，其特征在于該方法包括以下步驟: 疏水陽離子化殼聚糖的制備: 在三口燒瓶中加入2-10份殼聚糖、20-100份異丙醇、10-80份蒸餾水，升溫至35°C，溶脹30分鐘；然后升溫至60-80°C，緩慢加入濃度為20-50%的2，3-環(huán)氧丙基二甲基長鏈烷基氯化銨水溶液4-40份，反應6h ;產(chǎn)物用丙酮洗滌，于50°C真空干燥，得到淺黃色固體產(chǎn)物；改性蒙脫土的制備: 將1-5份鈉基蒙脫土(Na-MMT)分散在100-500份乙醇/水(體積比為1/1)的混合液中，于60°C攪拌I小時，然后加入0.1-16份丙烯酰氧乙基長鏈烷基溴化銨，繼續(xù)攪拌3小時，產(chǎn)物于60°C真空干燥； 新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑的制備: 將5 300份改性蒙脫土分散于10-500份水中進行超聲分散IOmin (超聲波功率:300W)；將100份疏水陽離子化殼聚糖溶于水配制成20-50%濃度的溶液，升溫至4(T80°C，通N2，加入引發(fā)劑0.0Γ1.5份，攪拌均勻；隨后滴加蒙脫土分散溶液10-500份，反應3飛h ；將產(chǎn)物冷卻至室溫，用丙酮沉淀洗滌，于40°C真空干燥6h，獲得新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑 。
全文摘要
本發(fā)明公開一種新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑及其制備方法，其特點是將5-300份改性蒙脫土分散于10-500份水中進行超聲分散10min(超聲波功率300W)。將100份疏水陽離子化殼聚糖溶于水配制成20-50%濃度的溶液，升溫至40-80℃，通N2，加入引發(fā)劑0.01-1.5份，攪拌均勻；隨后滴加蒙脫土分散溶液10-500份，反應3-6h。將產(chǎn)物冷卻至室溫，用丙酮沉淀洗滌，于40℃真空干燥6h，獲得新型殼聚糖基污泥脫水絮凝劑。
文檔編號C08B37/08GK103172251SQ20131014081
公開日2013年6月26日 申請日期2013年4月23日 優(yōu)先權日2013年4月23日
發(fā)明者葉林, 黃朋, 趙曉文 申請人:四川大學