申請日2017.10.09
公開(公告)日2018.02.13
IPC分類號C02F1/56; C02F103/28
摘要
本發(fā)明公開了一種利用造紙污水制備絮凝劑的方法，屬于化工領(lǐng)域。本發(fā)明以造紙污水通過酸浸提取的木質(zhì)素為原料，木質(zhì)素具有甲氧基、酚羥基、羰基和羧甲基等多種官能團和多種化學鍵，有很強的反應活性，本發(fā)明利用表面活性劑將木質(zhì)素的表面張力降低，同時利用氫化鈉的去質(zhì)子化，使木質(zhì)素中化學鍵連接不穩(wěn)定，為之后反應奠定基礎;用馬來酸酐在催化作用下改性木質(zhì)素，以及接枝環(huán)氧丙烷發(fā)生共聚反應，一方面可以利用木質(zhì)素自身的活性基團，通過化學改性，提高絮凝劑的穩(wěn)定性，另一方面為了增加絮凝沉降效果，在木質(zhì)素大分子中引入活性基團。本發(fā)明解決了目前市面上處理劑中所使用的絮凝劑的絮凝效果較差的問題。
權(quán)利要求書
1.一種利用造紙污水制備絮凝劑的方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟：
(1)按質(zhì)量比1：4~6，將鹽酸、造紙污水放入容器中攪拌，加熱至50~60℃，
待冷卻后，過濾，收集濾渣，將濾渣進行冷凍干燥，得干燥物;
(2)按質(zhì)量比3~4：2~3：5~6，將干燥物、表面活性劑、水放入高壓蒸汽鍋中，
在溫度為115~120℃下，保溫3~4h，過濾，收集過濾物，向過濾物中加入過濾物質(zhì)量0.1~0.2%的氫化鈉進行球磨，得球磨物;
(3)按重量份數(shù)計，取70~80份水、40~60份環(huán)氧丙烷、20~30份球磨物、4~6
份馬來酸酐、4~6份交聯(lián)劑、2~3份過硫酸鉀、1~2份丙酮，先將水、球磨物、馬來酸酐、丙酮放入反應容器中進行加熱反應，待溫度升溫至70~75℃時，向反應容器內(nèi)再加入環(huán)氧丙烷、交聯(lián)劑、過硫酸鉀，攪拌，反應時間為5~6h，收集反應混合物;
(4)將反應混合物放入蒸餾器中蒸餾，回收丙酮，收集蒸餾后的剩余物，將蒸餾后的剩余物進行冷凍干燥，收集干燥物，即得絮凝劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用造紙污水制備絮凝劑的方法，其特征在于，所述步驟(2)中表面活性劑為 十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇其中的任意一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用造紙污水制備絮凝劑的方法，其特征在于，所述步驟(3)中交聯(lián)劑是N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、京尼平其中的任意一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述利用造紙污水制備絮凝劑的方法，其特征在于，所述步驟(4)中蒸餾的溫度為68~80℃。
說明書
一種利用造紙污水制備絮凝劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于化工領(lǐng)域，具體涉及一種利用造紙污水制備絮凝劑的方法。
背景技術(shù)
造紙廢水按其產(chǎn)生環(huán)節(jié)分為制漿廢液、中段水和紙機白水，我們通常說的造紙廢水主要指的是中段水，它含有木素、半纖維素、糖類、殘堿、無機鹽、揮發(fā)酸、有機氯化物等，具有排放量大、COD高、BOD高、Ph變化幅度大、色度高、有硫醇類惡臭氣味、可生化性差等特點，屬于較難處理的工業(yè)廢水。根據(jù)國家環(huán)�？偩纸y(tǒng)計，2007 年在全國41個行業(yè)中，全國工業(yè)廢水排放總量為221.1億噸，其中造紙業(yè)廢水排放占總量的14.4%，僅次于化工制造業(yè)，位居第二。此外，造紙業(yè)居我國5大高耗水行業(yè)之首，其國內(nèi)紙廠噸紙水耗高達100立方米以上，幾乎是世界平均水平的10倍。目前，造紙行業(yè)是世界六大工業(yè)污染源之一，造紙工業(yè)使用木材、稻草、蘆葦、破布等為原料，經(jīng)高溫高壓蒸煮而分離出纖維素，制成紙漿。在生產(chǎn)過程中，最后排出原料中的非纖維素部分成為造紙黑液，其中含有木質(zhì)素、纖維素、揮發(fā)性有機酸等。而黑液中的木質(zhì)素是自然界中唯一能提供大宗芳香基可的再生資源，主要由愈創(chuàng)木基丙烷(G)、紫丁香基丙烷(S)和對羥苯基丙烷(H)三種基本結(jié)構(gòu)單元通過C-O、C-C鍵連接而成，其在能源、醫(yī)藥和化工領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。造紙黑液中木質(zhì)素的含量約15～25g/L，主要以堿化木質(zhì)素和硫化木質(zhì)素形式溶解于黑液中，由于得不到充分利用，變成了環(huán)境污染物，同時也造成了資源的浪費。
絮凝劑主要是帶有正(負)電性的基團中和一些水中帶有負(正)電性難于分離的一些粒子或者叫顆粒，降低其電勢，使其處于不穩(wěn)定狀態(tài)，并利用其聚合性質(zhì)使得這些顆粒集中，并通過物理或者化學方法分離出來。一般為達到這種目的而使用的藥劑，稱之為絮凝劑�，F(xiàn)市場上通用的絮凝劑包括聚合氯化鋁(PAC)、聚合硫酸鋁(PAS)、聚合氯化鐵(PFC)、聚硅酸硫酸鐵(PFSS)、聚合氯化鋁鐵(PAFC)、陽離子淀粉、聚丙烯酰胺等，在實際使用過程中存在著一定的問題，在pH為2～3時的市面上所售處理劑中的絮凝劑絮凝性能很差甚至不具備絮凝作用，同時制作成本昂貴，因此，發(fā)明出一種絮凝效果好又環(huán)保的絮凝劑有很大的市場需求。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題：針對目前市面上有的處理劑中所使用的絮凝劑的絮凝效果較差，且制造成本昂貴的問題，提供一種利用造紙污水制備絮凝劑的方法。
為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用如下所述的技術(shù)方案是：
一種利用造紙污水制備絮凝劑的方法，其特征在于，該制備方法包括如下步驟：
(1)按質(zhì)量比1：4~6，將鹽酸、造紙污水放入容器中攪拌，加熱至50~60℃，
待冷卻后，過濾，收集濾渣，將濾渣進行冷凍干燥，得干燥物;
(2)按質(zhì)量比3~4：2~3：5~6，將干燥物、表面活性劑、水放入高壓蒸汽鍋中，
在溫度為115~120℃下，保溫3~4h，過濾，收集過濾物，向過濾物中加入過濾物質(zhì)量0.1~0.2%的氫化鈉進行球磨，得球磨物;
(3)按重量份數(shù)計，取70~80份水、40~60份環(huán)氧丙烷、20~30份球磨物、4~6
份馬來酸酐、4~6份交聯(lián)劑、2~3份過硫酸鉀、1~2份丙酮，先將水、球磨物、馬來酸酐、丙酮放入反應容器中進行加熱反應，待溫度升溫至70~75℃時，向反應容器內(nèi)再加入環(huán)氧丙烷、交聯(lián)劑、過硫酸鉀，攪拌，反應時間為5~6h，收集反應混合物;
(4)將反應混合物放入蒸餾器中蒸餾，回收丙酮，收集蒸餾后的剩余物，將蒸餾后的剩余物進行冷凍干燥，收集干燥物，即得絮凝劑。
所述步驟(2)中表面活性劑為 十二烷基硫酸鈉、聚乙二醇其中的任意一種。
所述步驟(3)中交聯(lián)劑是N,N-亞甲基雙丙烯酰胺、京尼平其中的任意一種。
所述步驟(4)中蒸餾的溫度為68~80℃。
本發(fā)明與其他方法相比，有益技術(shù)效果是：
本發(fā)明以造紙污水通過酸浸提取的木質(zhì)素為原料，木質(zhì)素具有甲氧基、酚羥基、羰基和羧甲基等多種官能團和多種化學鍵，有很強的反應活性，本發(fā)明利用表面活性劑將木質(zhì)素的表面張力降低，同時利用氫化鈉的去質(zhì)子化，使木質(zhì)素中化學鍵連接不穩(wěn)定，同時在馬來酸酐的作用下改性木質(zhì)素，以及接枝環(huán)氧丙烷發(fā)生共聚反應，一方面可以利用木質(zhì)素自身的活性基團，通過化學改性，提高絮凝劑的穩(wěn)定性，另一方面為了增加絮凝沉降效果，在木質(zhì)素大分子中引入活性基團。
