申請日2015.11.12
公開(公告)日2016.02.10
IPC分類號C02F1/52; C02F1/62
摘要
本發(fā)明公開了一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，包括如下步驟：將木質(zhì)素和水混合后，調(diào)節(jié)pH至10，再加入乙醛進(jìn)行攪拌，接著加入三乙烯四胺，升溫，保溫得到物料A;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;向物料B中加入異丙醇中混合均勻，升溫，保溫，再加入2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨，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;將物料C、鋁酸鈉、聚合硫酸鐵、硝酸鋅和陰離子聚丙烯酰胺混合得到用于重金屬污水處理絮凝劑。本發(fā)明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。
權(quán)利要求書
1.一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1、將木質(zhì)素和水混合后，調(diào)節(jié)pH至10，再加入乙醛進(jìn)行攪拌，接著加入三乙烯四胺，升溫，保溫得到物料A;
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;
S3、向物料B中加入異丙醇中混合均勻，升溫，保溫，再加入2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨，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;
S4、將物料C、鋁酸鈉、聚合硫酸鐵、硝酸鋅和陰離子聚丙烯酰胺混合得到用于重金屬污水處理絮凝劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，其特征在于，S1中，木質(zhì)素和甲醛、三乙烯四胺的重量比為90～100：35～45：22～28。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，其特征在于，S1中，攪拌的時(shí)間為2～3h，攪拌的速度為120～160rpm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，其特征在于，S1中，升溫至92～95℃，保溫2.2～2.6h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一項(xiàng)所述用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，其特征在于，S2中，磺化反應(yīng)的溫度為95～98℃，保溫2.3～2.8h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，其特征在于，S2中，物料A和羥甲基磺酸鈉的重量比為122～125：25～30。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，其特征在于，S3中，物料B、異丙醇、2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨的重量比為 110～115：600～620：6～9。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，其特征在于，S3中，升溫至50～55℃，保溫1.3～1.6h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，其特征在于，S3中，超聲處理的時(shí)間為10～15min，超聲處理的頻率為50～ 55kHz，超聲處理的功率為300～400w。
10.根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，其特征在于，S4中，物料C、鋁酸鈉、聚合硫酸鐵、硝酸鋅和陰離子聚丙烯酰胺的重量比為50～55：25～28：6～9：4～8：16～20。
說明書
一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及污水處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法。
背景技術(shù)
城市生活污水的排放，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。由于各工礦企業(yè)廢水成分的復(fù)雜性，廢水中會含有大量的生物抑制劑、有機(jī)污染物、重金屬及氮、磷等物質(zhì)。目前，污水處理廠采用的處理上述污水污染物的絮凝劑絮凝和沉淀的時(shí)間都比較長，并且生產(chǎn)工藝復(fù)雜、產(chǎn)品的成本高，并且對于生物抑制劑、有機(jī)污染物、氮、磷等物質(zhì)的去除效果較好，而對于污水中的重金屬污染物的去除效果較差，而且易造成結(jié)垢。
發(fā)明內(nèi)容
基于背景技術(shù)存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，所得絮凝劑絮凝性能好，除重金屬效果好，而且能阻止結(jié)垢。
本發(fā)明提出的一種用于重金屬污水處理絮凝劑的制備方法，包括如下步驟：
S1、將木質(zhì)素和水混合后，調(diào)節(jié)pH至10，再加入乙醛進(jìn)行攪拌，接著加入三乙烯四胺，升溫，保溫得到物料A;
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;
S3、向物料B中加入異丙醇中混合均勻，升溫，保溫，再加入2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨，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;
S4、將物料C、鋁酸鈉、聚合硫酸鐵、硝酸鋅和陰離子聚丙烯酰胺混合得到用于重金屬污水處理絮凝劑。
優(yōu)選地，S1中，木質(zhì)素和甲醛、三乙烯四胺的重量比為90～100：35～45： 22～28。
優(yōu)選地，S1中，攪拌的時(shí)間為2～3h，攪拌的速度為120～160rpm。
優(yōu)選地，S1中，升溫至92～95℃，保溫2.2～2.6h。
優(yōu)選地，S2中，磺化反應(yīng)的溫度為95～98℃，保溫2.3～2.8h。
優(yōu)選地，S2中，物料A和羥甲基磺酸鈉的重量比為122～125：25～30。
優(yōu)選地，S3中，物料B、異丙醇、2,3-環(huán)氧丙基三甲基氯化銨的重量比為 110～115：600～620：6～9。
優(yōu)選地，S3中，升溫至50～55℃，保溫1.3～1.6h。
優(yōu)選地，S3中，超聲處理的時(shí)間為10～15min，超聲處理的頻率為50～55kHz，超聲處理的功率為300～400w。
優(yōu)選地，S4中，物料C、鋁酸鈉、聚合硫酸鐵、硝酸鋅和陰離子聚丙烯酰胺的重量比為50～55：25～28：6～9：4～8：16～20。
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、三乙烯四胺發(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三乙烯四胺接枝到木質(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NR4+，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。
由于無機(jī)高分子絮凝劑鋁酸鈉、聚合硫酸鐵、硝酸鋅通過水解釋放出Al3+、 Fe3+、Zn2+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與鋁酸鈉、聚合硫酸鐵、硝酸鋅配合使用，顯著地提升了醚化木質(zhì)素對重金屬的去除效率，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和陰離子聚丙烯酰胺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和陰離子聚丙烯酰胺也可對Al3+、Fe3+、Zn2+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)致金屬離子的殘留。
