專利名稱：一種測試pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種測試PH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法。
背景技術(shù)：
我國是世界上嚴(yán)重缺水國家之一，我國水資源總量居世界第4位，但按2002年人口統(tǒng)計(jì)，人均水資源為2220m3，僅為世界人均水資源的1/4，相當(dāng)于美國的1/4，日本的1/2， 加拿大的1/44，居世界第110位。而且水資源時(shí)空分布極不均勻，即南方水多，北方水少，夏季水多，冬季水少，造成了南澇北旱的局面。長江流域以南地區(qū)水資源占全國80%以上，耕地只占全國的1/3 ；而北方地區(qū)干旱少水，而耕地卻占全國的60%以上，旱災(zāi)缺水已以成為農(nóng)牧業(yè)主要災(zāi)害。而且由于水資源分配不均，開發(fā)利用難度大，目前，全國600多個(gè)城市中， 有400多個(gè)供水不足，嚴(yán)重缺水的108個(gè)。21世紀(jì)隨著我國工業(yè)化程度的提高，我國水資源供需矛盾將進(jìn)一步加劇，據(jù)預(yù)測到2010年，全國總供水量為6200-6500億m3，相應(yīng)的總需水量將達(dá)7300億m3，供需缺口近 1000億m3，2030年全國總需水量將達(dá)10000億m3，全國將缺水4000-5000億m3。世界上許多國家也將面臨嚴(yán)重的水源危機(jī)，因此有人稱“石油危機(jī)之后，下一個(gè)危機(jī)便是水?！备鶕?jù)國家環(huán)保總局統(tǒng)計(jì)，2002年全國廢水排放總量439. 5億噸(其中工業(yè)廢水207. 2億噸，生活污水232. 3億噸)，但目前工業(yè)廢水處理量為78. 9 %，達(dá)標(biāo)排放率為 54. 5%，生活污水處理量只有20%左右，即全國約有1/3工業(yè)廢水和4/5的生活污水未經(jīng)處理直接排入江、河、湖、海，使水資源遭到嚴(yán)重污染。我國七大水系2003年度統(tǒng)計(jì)表明屬于 I III類水質(zhì)的占38. 1 %，屬于IV，V類水質(zhì)的占32.2%，屬于劣V類水質(zhì)的占四.7%。 即我國七大水系有60% 70%受到了輕度或嚴(yán)重的污染。從1999年水利部門的監(jiān)測結(jié)果看有16%水庫的水質(zhì)受到不同程度的污染，而且大部分水庫處于中營養(yǎng)狀況。有58%的湖泊水質(zhì)受到不同程度的污染。其中太湖88%的斷面水質(zhì)超過了 III類標(biāo)準(zhǔn)；滇池和巢湖水質(zhì)為劣V類和V類。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年因水污染造成的直接經(jīng)濟(jì)損失在430億萬元以上，水污染已嚴(yán)重制約經(jīng)濟(jì)與社會(huì)的發(fā)展。水資源短缺以及水資源的嚴(yán)重污染制約著我國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展，并給人民生活和生態(tài)環(huán)境帶來了災(zāi)難性后果。中國水資源雖不算豐富，但如果合理開發(fā)和節(jié)約使用，還不至于到了今天這種局面?？梢哉f中國水資源短缺很大程度上是人為因素的結(jié)果。污染是一個(gè)因素，水資源的低效率利用是另一個(gè)因素，重點(diǎn)是農(nóng)業(yè)大水灌溉，工業(yè)水的低重復(fù)利用以及生活用水的浪費(fèi)。目前我國農(nóng)業(yè)灌溉占全國用水量的75%，且節(jié)水灌溉處于初級(jí)階段，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對(duì)水資源的使用相當(dāng)粗放，浪費(fèi)水資源的現(xiàn)象仍相當(dāng)嚴(yán)重，我國目前灌溉用水有效利用率僅為30% 40%，發(fā)達(dá)國家為70% 80%。我國工業(yè)用水利用率不高、用水嚴(yán)重浪費(fèi)的現(xiàn)象也普遍存在。我國主要工業(yè)行業(yè)用水水平明顯低于發(fā)達(dá)國家(我國工業(yè)萬元產(chǎn)值用水為103m3、美國為9m3、日本為6m3)。目前我國城市工業(yè)用水重復(fù)利用率在30% 40%之間，與日本發(fā)達(dá)國家仍相差較遠(yuǎn)，其他工業(yè)化國家用水重復(fù)利用率在70% 90%之間。我國城市生活用水浪費(fèi)現(xiàn)象也十分普遍，由自來水管網(wǎng)的跑、冒、滴、漏的損失至少達(dá)總城市生活用水量的20%。還有產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，水資源開發(fā)管理不當(dāng)及水價(jià)過低也是造成水資源浪費(fèi)的原因。總之，水資源的可持續(xù)發(fā)展是經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。因此，要把水資源的合理開發(fā)和高效利用擺在戰(zhàn)略地位上。除了國家立法的強(qiáng)制管理外，我們需要利用技術(shù)手段來處理污水和提高水的重復(fù)利用率。在水處理中采用的方法有物理法、化學(xué)法、物理化學(xué)法以及生物化學(xué)處理法。物理法又分為離心分離法、過濾法、沉淀法、浮選法等。化學(xué)法可分為中和法、絮凝法、氧化還原法、離子交換法等。物理化學(xué)法分為吸附法、萃取法、電解法等。生物化學(xué)法又分為好氧法和厭氧法等。而化學(xué)處理法中的混凝、絮凝法是應(yīng)用最為廣泛的處理方法，絮凝劑則是絮凝法成敗的關(guān)鍵因素。淀粉是一種葡萄糖聚合物，它一般以直徑為1 10微米或更大一些的微粒形式存在，這些顆粒主要沉積在植物的種子、塊莖或根部中。雖然，淀粉來源遍布整個(gè)植物世界，但只有少數(shù)幾種作物被廣泛地用于商品淀粉的生產(chǎn)，玉米是制取淀粉的最主要來源。目前全球每年種植玉米超過1.3億公頃，約占全球糧食總量的35%左右，主要生產(chǎn)國有美國(占40%以上)、中國(占20%左右)。淀粉的其它來源還有小麥、馬鈴薯、木薯及甘薯等。根據(jù)植物的種類，采用不同的加工方法。玉米淀粉可以方便地使用機(jī)械分離方式制取，將玉米在含有亞硫酸鹽的溫水中浸泡，脫出胚芽，再濕磨，淀粉顆粒在此低溫下不溶于水，然后離心、洗滌、干燥即得淀粉產(chǎn)品。改性淀粉的生產(chǎn)與應(yīng)用已有200多年的歷史，最早起源于西歐1804年生產(chǎn)的英國膠，但大部分淀粉衍生物的工業(yè)化是1940年從荷蘭和美國開始的。近三十年是改性淀粉高速發(fā)展的年代，各種新型的淀粉衍生物，如復(fù)合改性淀粉、高吸水性樹脂、可生物降解淀粉塑料等大量涌現(xiàn)。目前全球改性淀粉的年產(chǎn)量在600萬噸左右，造紙和食品加工是其兩大主要用戶，美國年消費(fèi)量達(dá)300萬噸左右，其中60%左右用于造紙工業(yè)。我國從80年代中期開始加快改性淀粉的生產(chǎn)，目前全國改性淀粉生產(chǎn)廠家已超過200多家，年產(chǎn)量已接近 50萬噸，產(chǎn)品主要應(yīng)用于造紙、食品、飼料和紡織及印染工業(yè)。預(yù)計(jì)2010年全國改性淀粉的需求量為120 150萬噸，2015年將達(dá)到200萬噸。與發(fā)達(dá)國家比，我國改性淀粉工業(yè)仍比較落后，改性淀粉的應(yīng)用范圍和領(lǐng)域仍比較有限。在眾多的天然改性高分子絮凝劑中，淀粉改性絮凝劑開發(fā)尤為引人注目。因?yàn)榈矸蹃碓磸V，價(jià)格低廉，并且產(chǎn)物完全可被生物降解，在自然界中形成良性循環(huán)。常用作絮凝劑的改性淀粉品種有接枝淀粉、陽離子淀粉、復(fù)合改性淀粉等。接枝淀粉融合了天然高分子與人工合成高分子的優(yōu)點(diǎn)，通常具有優(yōu)良的絮凝性能。Karmakar等分別以淀粉、海藻酸鈉、羧甲基纖維素、果膠四種物質(zhì)為原料與丙烯酰胺反應(yīng)合成了四種接枝共聚物，并將其分別用于鉻鐵礦廢水的絮凝實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)表明四種接枝共聚物都有優(yōu)良的絮凝性能，而聚丙烯酰胺接枝淀粉共聚物較其它三種接枝共聚物有較好的絮凝效果。Gao等以KMnO4為引發(fā)劑，用紫外光引發(fā)使淀粉與丙烯睛接枝共聚制得改性淀粉，并配以助凝劑堿式氯化鋁處理印染廢水。Rath等利用Ce4+氧化還原體系引發(fā)淀粉與丙烯酰胺進(jìn)行接枝共聚反應(yīng)，淀粉接枝率達(dá)到94. 9%，支鏈相對(duì)分子量超過300萬，對(duì)工業(yè)污水的處理效果要比無機(jī)絮凝劑好。李淑紅等以硝酸鈰銨為引發(fā)劑通過接枝共聚在淀粉骨架上引入聚丙烯酰胺，并通過實(shí)驗(yàn)表明了它對(duì)高礦化度油田廢水中的濁度和COD去除率顯示出優(yōu)良的性能。一般情況下，陽離子型絮凝劑適合于在酸性和中性的PH值環(huán)境中使用；陰離子型絮凝劑適合在中性和堿性的環(huán)境中使用；非離子型的絮凝劑則適合于從強(qiáng)酸到堿性的環(huán)境中使用。水體的PH值也直接影響到絮凝劑的用量。選擇適當(dāng)?shù)膒H值時(shí)，可以節(jié)省大量的絮凝劑，降低成本。所以，研究絮凝劑的作用，則必須研究PH值對(duì)絮凝性能的影響。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種測試PH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，該方法通過將接枝淀粉絮凝劑加入不同PH值的模擬水樣中，測定出接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能，進(jìn)而分析出PH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能的影響，測試步驟簡單，測試時(shí)間短，為接枝淀粉絮凝劑應(yīng)用于廢水處理提供了參考。本發(fā)明的目的通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)一種測試pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，包括以下步驟(a)制取接枝淀粉絮凝劑備用；(b)配制不同pH值的鈉基膨潤土懸濁液作為模擬水樣；(c)取不同pH值的模擬水樣分別置于反應(yīng)容器中，向反應(yīng)容器加入相同量的絮凝劑；(d)將所有反應(yīng)容器均來回振蕩，靜置沉降一段時(shí)間；(e)分別測定反應(yīng)容器中液體的透光度，通過測得的透光度分析出PH值對(duì)絮凝性能的影響。所述步驟(a)中，接枝淀粉絮凝劑為淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物。所述步驟(b)中，鈉基膨潤土懸濁液的濃度為2000mg/L。所述步驟(c)中，模擬水樣的體積為50mL。所述步驟(e)中，測定反應(yīng)容器中液面下3cm的液體的透光度。所述步驟(C)中，反應(yīng)容器為比色管。所述步驟(c)中，反應(yīng)容器的容積為100mL。綜上所述，本發(fā)明的有益效果是通過將接枝淀粉絮凝劑加入不同PH值的模擬水樣中，測定出接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能，進(jìn)而分析出PH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能的影響，測試步驟簡單，測試時(shí)間短，為接枝淀粉絮凝劑應(yīng)用于廢水處理提供了參考。


圖1為pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能的影響曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不僅限于此。實(shí)施例本發(fā)明涉及的一種測試pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其具體步驟如下
(a)制取接枝淀粉絮凝劑備用；(b)配制不同pH值的鈉基膨潤土懸濁液作為模擬水樣；(c)取不同pH值的模擬水樣分別置于反應(yīng)容器中，向反應(yīng)容器加入相同量的絮凝劑；(d)將所有反應(yīng)容器均來回振蕩，靜置沉降一段時(shí)間；(e)分別測定反應(yīng)容器中液體的透光度，通過測得的透光度分析出PH值對(duì)絮凝性能的影響。所述步驟(a)中，接枝淀粉絮凝劑為淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物。所述步驟(b)中，鈉基膨潤土懸濁液的濃度為2000mg/L。所述步驟(c)中，模擬水樣的體積為50mL。所述步驟(e)中，測定反應(yīng)容器中液面下3cm的液體的透光度。所述步驟(C)中，反應(yīng)容器為比色管。所述步驟(c)中，反應(yīng)容器的容積為100mL。一般情況下，陽離子型絮凝劑適合于在酸性和中性的PH值環(huán)境中使用；陰離子型絮凝劑適合在中性和堿性的環(huán)境中使用；非離子型的絮凝劑則適合于從強(qiáng)酸到堿性的環(huán)境中使用。水體的PH值也直接影響到絮凝劑的用量。選擇適當(dāng)?shù)膒H值時(shí)，可以節(jié)省大量的絮凝劑，降低成本。所以，研究絮凝劑的作用，則必須研究PH值對(duì)絮凝性能的影響。為了得到接枝淀粉絮凝劑應(yīng)用于廢水處理時(shí)的最佳pH值，本發(fā)明做了 pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能的影響試驗(yàn)，結(jié)果如圖1所示。由圖1可知，在PH為3 12時(shí)透光度的變化不大，都接近100%，說明接枝淀粉絮凝劑具有較好的絮凝效果，對(duì)廢水有很寬的適應(yīng)范圍，是一種性能優(yōu)良的天然改性高分子絮凝劑。上述方法通過將接枝淀粉絮凝劑加入不同pH值的模擬水樣中，測定出接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能，進(jìn)而分析出PH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能的影響，測試步驟簡單，測試時(shí)間短，為接枝淀粉絮凝劑應(yīng)用于廢水處理提供了參考。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非對(duì)本發(fā)明做任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)，對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡單修改、等同變化，均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種測試PH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特征在于，包括以下步驟(a)制取接枝淀粉絮凝劑備用；(b)配制不同PH值的鈉基膨潤土懸濁液作為模擬水樣；(c)取不同PH值的模擬水樣分別置于反應(yīng)容器中，向反應(yīng)容器加入相同量的絮凝劑；(d)將所有反應(yīng)容器均來回振蕩，靜置沉降一段時(shí)間；(e)分別測定反應(yīng)容器中液體的透光度，通過測得的透光度分析出PH值對(duì)絮凝性能的影響。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試PH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特征在于，所述步驟(a)中，接枝淀粉絮凝劑為淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特征在于，所述步驟(b)中，鈉基膨潤土懸濁液的濃度為2000mg/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特征在于，所述步驟(c)中，模擬水樣的體積為50mL。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特征在于，所述步驟(e)中，測定反應(yīng)容器中液面下3cm的液體的透光度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特征在于，所述步驟(c)中，反應(yīng)容器為比色管。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種測試pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法，其特征在于，所述步驟(c)中，反應(yīng)容器的容積為100mL。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種測試pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法。該測試pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能影響的方法包括制取接枝淀粉絮凝劑；配制不同pH值的鈉基膨潤土懸濁液作為模擬水樣；取不同pH值的模擬水樣分別置于反應(yīng)容器中并加入相同量的絮凝劑；分別測定反應(yīng)容器中液體的透光度，進(jìn)而分析出pH值對(duì)絮凝性能影響等步驟。本發(fā)明通過將接枝淀粉絮凝劑加入不同pH值的模擬水樣中，測定出接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能，進(jìn)而分析出pH值對(duì)接枝淀粉絮凝劑的絮凝性能的影響，測試步驟簡單，測試時(shí)間短，為接枝淀粉絮凝劑應(yīng)用于廢水處理提供了參考。
文檔編號(hào)G01N21/59GK102466630SQ201010560388
公開日2012年5月23日 申請(qǐng)日期2010年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月15日
發(fā)明者李波 申請(qǐng)人:李波