申請(qǐng)日2014.11.03

　　公開(公告)日2015.01.28

　　IPC分類號(hào)C08F251/00; C08F220/56; C02F1/56; C08F8/28; C08F8/32

　　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?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)環(huán)境下，控制反應(yīng)溫度40～60℃及反應(yīng)時(shí)間1～3小時(shí)，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(yīng)溫度40～60℃及反應(yīng)時(shí)間1～3小時(shí)，反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液冷卻到常溫并將反應(yīng)液導(dǎo)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(diǎn)。

　　權(quán)利要求書

　　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(yīng)溫度40～60℃及反應(yīng)時(shí)間 3～6小時(shí)，反應(yīng)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?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)環(huán)境下，控制反應(yīng)溫度40～60℃ 及反應(yīng)時(shí)間1～3小時(shí)，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(yīng)溫度40～60℃及反應(yīng)時(shí)間1～3小時(shí)，反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液冷卻到常溫并 將反應(yīng)液導(dǎo)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(quán)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(yīng)溫度 55℃，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)。

　　3.根據(jù)權(quán)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(yīng)溫度60℃，反應(yīng) 時(shí)間1.5小時(shí)。

　　4.根據(jù)權(quán)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(quán)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(yīng)溫度 50℃，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。

　　說明書

　　用于廢水處理的低成本改性絮凝劑制備方法

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及廢水處理技術(shù)，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(shù)

　　絮凝劑，又稱沉降劑，是用來使混合溶液體系中的溶質(zhì)、懸浮物顆�；� 者膠體絮凝凝聚產(chǎn)生絮狀沉淀的物質(zhì)。絮凝反應(yīng)是較為復(fù)雜的物理、化學(xué)過 程，其絮凝機(jī)理尚未完全成熟。目前較為統(tǒng)一的認(rèn)識(shí)是絮凝劑作用機(jī)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(jìn)下，相互碰撞、脫穩(wěn)進(jìn)而 凝聚成一定粒徑的微粒，脫穩(wěn)的微粒由于進(jìn)一步碰撞、網(wǎng)捕卷掃、化學(xué)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(dá)到水體凈化的目的。

　　絮凝劑的品種繁多，從低分子到高分子，從單一型到復(fù)合型，總的趨勢(shì) 是向廉價(jià)實(shí)用、無毒高效的方向發(fā)展。無機(jī)絮凝劑價(jià)格便宜，但對(duì)人類健康 和生態(tài)環(huán)境會(huì)產(chǎn)生不利影響;有機(jī)高分子絮凝劑雖然用量少，浮渣產(chǎn)量少， 絮凝能力強(qiáng)，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(yīng)(致崎、致癌、致突變)，因而使其應(yīng)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(yīng)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(jī)高分子和合成有機(jī)高分子絮凝劑。 微生物絮凝劑的研制和應(yīng)用方興未艾，其特性和優(yōu)勢(shì)為水處理技術(shù)的發(fā)展展 示了一個(gè)廣闊的前景。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　本發(fā)明提出一種成本低廉、絮凝性能優(yōu)良、適應(yīng)范圍較廣的用于廢水處 理的低成本改性絮凝劑制備方法。

　　本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)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：

　　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(yīng)溫度40～60℃及反應(yīng)時(shí)間 3～6小時(shí)，反應(yīng)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?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)環(huán)境下，控制反應(yīng)溫度40～60℃ 及反應(yīng)時(shí)間1～3小時(shí)，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(yīng)溫度40～60℃及反應(yīng)時(shí)間1～3小時(shí)，反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液冷卻到常溫并 將反應(yīng)液導(dǎo)入丙酮溶液中沉淀析出，洗滌數(shù)次即得改性絮凝劑。

　　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(yīng)溫度 55℃，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)。

　　其中，羥甲基淀粉與丙烯酰胺之間的重量比為1:2，反應(yīng)溫度60℃，反應(yīng) 時(shí)間1.5小時(shí)。

　　其中，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)。

　　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(yīng)溫度 50℃，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。

　　與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：

　　實(shí)踐證明，本發(fā)明提出的絮凝劑對(duì)工業(yè)廢水、生活污水等有較強(qiáng)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(diǎn)。

　　具體實(shí)施方式

　　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：

　　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(yīng)溫度40～60℃及反應(yīng) 時(shí)間3～6小時(shí)，反應(yīng)完成后，倒出反應(yīng)液并以70-80%的含水甲醇洗至對(duì)硝酸 銀溶液不呈氯離子反應(yīng)即可，真空干燥得到羥甲基淀粉。

　　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(yīng)溫 度55℃，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)。

　　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，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?dú)獗Ｗo(hù)的反應(yīng)環(huán)境下，控制反應(yīng)溫度 40～60℃及反應(yīng)時(shí)間1～3小時(shí)，即得接枝共聚物。

　　最佳的，羥甲基淀粉與丙烯酰胺之間的重量比為1:2，反應(yīng)溫度60℃，反 應(yīng)時(shí)間1.5小時(shí)。

　　最后，將接枝共聚物進(jìn)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。

　　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(yīng)溫度40～60℃及反應(yīng)時(shí)間1～3小時(shí);反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液冷卻到常溫并 將反應(yīng)液導(dǎo)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。

　　上述陽離子化反應(yīng)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(yīng)溫度50℃，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)。

　　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(yàn)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(yīng)時(shí)間也相同)，三種絮凝劑 的絮凝性能分別如下：

　　1、廢水的初始pH值為4，絮凝劑的投入量為6mg/L，反應(yīng)時(shí)間為40分 鐘，絮凝劑A、絮凝劑B和絮凝劑C分別對(duì)廢水中COD去除率達(dá)到91.4%、 85.7%及82.5%。

　　2、廢水的初始pH值為6，絮凝劑的投入量為8mg/L，反應(yīng)時(shí)間為60分 鐘，絮凝劑A、絮凝劑B和絮凝劑C分別對(duì)廢水中COD去除率達(dá)到90.6%、 82.3%及76.2%。

　　3、廢水的初始pH值為8，絮凝劑的投入量為10mg/L，反應(yīng)時(shí)間為50 分鐘，絮凝劑A、絮凝劑B和絮凝劑C分別對(duì)廢水中COD去除率達(dá)到88.6%、 22.3%及13.2%。

　　由此可見，本發(fā)明提出的改性絮凝劑是一種pH值適應(yīng)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。

　　以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本 發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。