一種污水處理絮凝劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種污水處理絮凝劑及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]工業(yè)廢水中常含有銅、鎳、鉛等重金屬離子或其絡(luò)離子。這類重金屬離子或其絡(luò)離子在自然環(huán)境下性質(zhì)穩(wěn)定，可在生物體內(nèi)累積，具有慢性毒性，若不能夠妥善處理，會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)漁業(yè)等產(chǎn)生嚴(yán)重影響，并危害人體健康，重金屬污染是我國水環(huán)境面臨的嚴(yán)峻問題之一。
[0003]目前常用的重金屬廢水處理方法，原理是利用物理、化學(xué)、生物反應(yīng)，轉(zhuǎn)移重金屬離子的存在位置和物理化學(xué)形態(tài)。由于重金屬廢水成分復(fù)雜，濃度差異較大，處理達(dá)標(biāo)要求較為嚴(yán)格，故傳統(tǒng)的處理技術(shù)通常存在處理劑使用量大，能耗高，反應(yīng)不易控制，反應(yīng)較慢，效果不理想，出水水質(zhì)差等缺點(diǎn)。
[0004]為改變處理現(xiàn)狀，一系列新藥劑被開發(fā)應(yīng)用，重金屬螯合沉淀劑就是其中之一。重金屬螯合沉淀劑依靠分子結(jié)構(gòu)中活性基團(tuán)與重金屬離子發(fā)生配位螯合作用，使重金屬轉(zhuǎn)化成不溶態(tài)的沉淀物，從而達(dá)到去除重金屬離子的目的。但是，現(xiàn)有的重金屬螯合絮凝劑還是存在反應(yīng)速率較慢，效果不理想，用量較大等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于【背景技術(shù)】存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種污水處理絮凝劑及其制備方法，所得用于重金屬污水處理絮凝劑絮凝性能好，除重金屬效果好，而且能阻止結(jié)垢。
[0006]本發(fā)明提出的一種污水處理絮凝劑，其原料按重量份包括:木質(zhì)素105?115份，丙醛75?82份，二乙烯三胺26?29份，羥甲基磺酸鈉35?38份，異丙醇580?600份，3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨12?15份，聚合硫酸鋁鐵25?28份，明礬12?15份，聚合氯化硫酸鐵23?26份，聚丙烯酸25?28份。
[0007]優(yōu)選地，木質(zhì)素、二乙烯三胺、羥甲基磺酸鈉的重量比為108?112:27?28:36?37。
[0008]優(yōu)選地，木質(zhì)素、異丙醇、3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨的重量比為108?112:585 ?590:13 ?14。
[0009]優(yōu)選地，木質(zhì)素、聚合硫酸鋁鐵、明礬、聚合氯化硫酸鐵、聚丙烯酸的重量比為108 ?112:26 ?27:13 ?14:24 ?25:26 ?27。
[0010]本發(fā)明還提出的上述污水處理絮凝劑的制備方法，包括如下步驟:
[0011]S1、將木質(zhì)素和水混合后，調(diào)節(jié)pH至10，再加入丙醛進(jìn)行攪拌，接著加入二乙烯三胺，升溫，保溫得到物料a;
[0012]S2、向物料a中加入羥甲基磺酸鈉進(jìn)行磺化反應(yīng)，過濾，干燥得到物料b ;
[0013]S3、向物料b中加入異丙醇中混合均勻，升溫，保溫，再加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化錢，調(diào)節(jié)pH至10，接著進(jìn)行超聲處理，洗滌，干燥得到物料c ；
[0014]S4、將物料C、聚合硫酸鋁鐵、明礬、聚合氯化硫酸鐵和聚丙烯酸混合得到污水處理絮凝劑。
[0015]優(yōu)選地，SI中，升溫至97?100°C，保溫2.7?3h。
[0016]優(yōu)選地，S2中，磺化反應(yīng)的溫度為100?105°C，保溫2.5?2.8h。
[0017]優(yōu)選地，S3中，升溫至52?55°C，保溫L 2?L 5h。
[0018]優(yōu)選地，S3中，超聲處理的時(shí)間為15?18min，超聲處理的頻率為57?60kHz，超聲處理的功率為400?500w。
[0019]本發(fā)明利用木質(zhì)素分子上的酚羥基及其α碳原子具有較強(qiáng)的反應(yīng)活性，可與醛類、二乙稀三胺發(fā)生Mannich反應(yīng)生成木質(zhì)素胺，將具有螯合金屬離子功能的二乙稀三胺接枝到木質(zhì)素的長鏈上，從而進(jìn)一步提高重金屬去除的能力；然后進(jìn)行磺甲基化提高了木質(zhì)素胺的表面活性；接著以3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨為醚化劑進(jìn)行醚化改性，在磺甲基化木質(zhì)素表面引入羧基、羥基以及NR/，提高了陽離子的交換能力，在增加支鏈長度的同時(shí)，其相對(duì)分子質(zhì)量也隨之增大，增強(qiáng)吸附架橋能力，絮凝效果隨之增強(qiáng)，而由于羧基的增加，重金屬離子能與其更好地發(fā)生螯合作用，取代其羧基上的質(zhì)子形成水不溶性化合物，從而沉淀下來，而隨著PH值的升高，木質(zhì)素表面的負(fù)電位也隨之增加，有利于與金屬陽離子配位和螯合；再進(jìn)行超聲處理使活性官能團(tuán)含量增加，進(jìn)一步提高本發(fā)明的表面活性，而且醚化改性后的木質(zhì)素同時(shí)具有疏水基團(tuán)和親水基團(tuán)，其中親水基團(tuán)具有較強(qiáng)的吸附作用，能夠吸附在水中的水垢顆粒表面上，疏水基團(tuán)則朝外排列，把水垢表面顆粒表面包裹起來，朝外的疏水基團(tuán)帶相同電荷，靜電斥力作用會(huì)使顆粒相互分散于水溶液中，這樣就可以減少水垢沉積，從而達(dá)到阻垢的目的。
[0020]由于無機(jī)高分子絮凝劑聚合硫酸鋁鐵、明礬、聚合氯化硫酸鐵通過水解釋放出Al'Fe3+的絡(luò)合基團(tuán)進(jìn)一步增強(qiáng)了絮凝劑表面正電荷，可同時(shí)發(fā)揮電性中和與吸附架橋作用，使物料c與聚合硫酸鋁鐵、明礬、聚合氯化硫酸鐵配合使用，顯著地提升了醚化木質(zhì)素對(duì)重金屬的去除效率，同時(shí)無機(jī)高分子絮凝劑的加入也彌補(bǔ)了本發(fā)明對(duì)溶液PH值耐受性差的特點(diǎn)，拓寬了本發(fā)明在實(shí)際運(yùn)用中的PH值適用范圍，而物料c和聚丙烯酸配合作為高分子絮凝劑，不僅進(jìn)一步加強(qiáng)本發(fā)明的絮凝性能，同時(shí)物料c和聚丙烯酸也可對(duì)Al' Fe3+的殘留起到了很好的抑制作用，遠(yuǎn)低于單一使用無機(jī)高分子絮凝劑時(shí)所導(dǎo)致金屬離子的殘由ο
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面，通過具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0022]實(shí)施例1
[0023]本發(fā)明提出的一種污水處理絮凝劑，其原料按重量份包括:木質(zhì)素105份，丙醛82份，二乙烯三胺26份，羥甲基磺酸鈉38份，異丙醇580份，3-氯_2_羥丙基三甲基氯化銨15份，聚合硫酸鋁鐵25份，明礬15份，聚合氯化硫酸鐵23份，聚丙烯酸28份。
[0024]本發(fā)明還提出的上述污水處理絮凝劑的制備方法，包括如下步驟:
[0025]S1、將木質(zhì)素和水混合后，調(diào)節(jié)pH至10，再加入丙醛進(jìn)行攪拌，接著加入二乙烯三胺，升溫至97°C，保溫3h得到物料a ;
[0026]S2、向物料a中加入羥甲基磺酸鈉進(jìn)行磺化反應(yīng)，磺化反應(yīng)的溫度為100°C，保溫2.8h，過濾，干燥得到物料b ；
[0027]S3、向物料b中加入異丙醇中混合均勻，升溫至52 °C，保溫1.5h，再加入3-氯-2-羥丙基三甲基氯化銨，調(diào)節(jié)pH至10，接著進(jìn)行超聲處理，超聲處理的時(shí)間為15min，超聲處理的頻率為60kHz，超聲處理的功率為400w，洗滌，干燥得到物料c ;
[0028]S4、將物料C、聚合硫酸鋁鐵、明礬、聚合氯化硫酸鐵和聚丙烯酸混合得到污水處理絮凝劑。
[0029]實(shí)施例2
[0030]本發(fā)明提出的一種污水處理絮凝劑，其原料按重量份包括:木質(zhì)素115份，丙醛75份，二乙烯三胺29份，羥甲基磺酸鈉35份，異丙醇600份，3-氯-