用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開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，在氮氣保護的反應環(huán)境下，控制反應溫度40～60℃及反應時間1～3小時，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，控制反應溫度40～60℃及反應時間1～3小時，反應完成后，將反應液冷卻到常溫并將反應液導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。
【專利說明】
用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及廢水處理技術，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】
[0002]絮凝劑，又稱沉降劑，是用來使混合溶液體系中的溶質、懸浮物顆?；蛘吣z體絮凝凝聚產(chǎn)生絮狀沉淀的物質。絮凝反應是較為復雜的物理、化學過程，其絮凝機理尚未完全成熟。目前較為統(tǒng)一的認識是絮凝劑作用機理是絮凝和凝聚兩種作用過程的統(tǒng)一體。水處理絮凝過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下，相互碰撞、脫穩(wěn)進而凝聚成一定粒徑的微粒，脫穩(wěn)的微粒由于進一步碰撞、網(wǎng)捕卷掃、化學接觸、共同沉淀等作用而聚集成礬花。在聚集過程中礬花互相碰撞，聚集物顆粒越來越大，最終依靠重力作用而沉降于水體底部，從而達到水體凈化的目的。
[0003]絮凝劑的品種繁多，從低分子到高分子，從單一型到復合型，總的趨勢是向廉價實用、無毒高效的方向發(fā)展。無機絮凝劑價格便宜，但對人類健康和生態(tài)環(huán)境會產(chǎn)生不利影響；有機高分子絮凝劑雖然用量少，浮渣產(chǎn)量少，絮凝能力強，絮體容易分離，除油及除懸浮物效果好，但這類高聚物的殘余單體具有“三致”效應(致崎、致癌、致突變)，因而使其應用范圍受到限制；微生物絮凝劑因不存在二次污染，使用方便，應用前景誘人。微生物絮凝劑將可能在未來取代或部分取代傳統(tǒng)的無機高分子和合成有機高分子絮凝劑。微生物絮凝劑的研制和應用方興未艾，其特性和優(yōu)勢為水處理技術的發(fā)展展示了一個廣闊的前景。


【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)明采用如下技術方案實現(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，控制反應溫度40?60°C及反應時間3?6小時，反應完成后以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，在氮氣保護的反應環(huán)境下，控制反應溫度40?60°C及反應時間I?3小時，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，控制反應溫度40?60°C及反應時間I?3小時，反應完成后，將反應液冷卻到常溫并將反應液導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，反應溫度55°C，反應時間5小時。
[0010]其中，羥甲基淀粉與丙烯酰胺之間的重量比為1:2，反應溫度601:，反應時間1.5小時。
[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，反應溫度501:，反應時間2小時。
[0013]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下有益效果:
[0014]實踐證明，本發(fā)明提出的絮凝劑對工業(yè)廢水、生活污水等有較強的絮凝和脫色效果，且絮凝性能較佳，絮凝性能優(yōu)于陽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。

【具體實施方式】
[0015]本發(fā)明使用來源廣泛的淀粉(比如玉米淀粉、土豆淀粉等)來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，控制反應溫度40?60°C及反應時間3?6小時，反應完成后，倒出反應液并以70-80%的含水甲醇洗至對硝酸銀溶液不呈氯離子反應即可，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，反應溫度55°C，反應時間5小時。
[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，在氮氣保護的反應環(huán)境下，控制反應溫度40?60°C及反應時間I?3小時，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，反應溫度60°C，反應時間1.5小時。
[0020]最后，將接枝共聚物進行陽離子化處理，接枝在淀粉上的丙烯酰胺陽離子化后生成了 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，控制反應溫度40?60°C及反應時間I?3小時；反應完成后，將反應液冷卻到常溫并將反應液導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]上述陽離子化反應中，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，反應溫度50°C，反應時間2小時。
[0023]將上述制備的改性絮凝劑(絮凝劑A)、陽離子聚丙烯酰胺(絮凝劑B)及聚合氯化鋁(絮凝劑C)均以相同的試驗條件下(在相同來源的廢水中均投加相等量的三種絮凝劑，廢水PH值相同，反應時間也相同)，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,反應時間為40分鐘,絮凝劑A、絮凝劑B和絮凝劑C分別對廢水中COD去除率達到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，反應時間為60分鐘，絮凝劑A、絮凝劑B和絮凝劑C分別對廢水中COD去除率達到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，反應時間為50分鐘，絮凝劑A、絮凝劑B和絮凝劑C分別對廢水中COD去除率達到88.6%,22.3%及13.2%。
[0027]由此可見，本發(fā)明提出的改性絮凝劑是一種pH值適應范圍廣，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、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
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，控制反應溫度40?60°C及反應時間3?6小時，反應完成后以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，在氮氣保護的反應環(huán)境下，控制反應溫度40?60°C及反應時間1?3小時，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，控制反應溫度40?60°C及反應時間1?3小時,反應完成后,將反應液冷卻到常溫并將反應液導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，反應溫度55°C，反應時間5小時。
3.根據(jù)權利要求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，反應溫度60°C，反應時間1.5小時。
4.根據(jù)權利要求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，反應溫度50°C，反應時間2小時。
【文檔編號】C08F251/00GK104311743SQ201410609362
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年11月3日 優(yōu)先權日:2014年11月3日
【發(fā)明者】劉四 申請人:劉四