公布日：2023.11.14
申請(qǐng)日：2023.10.12
分類號(hào)：C02F1/56(2023.01)I;C02F1/52(2023.01)I;C02F1/54(2023.01)I;C02F3/34(2023.01)I;C02F101/30(2006.01)N
摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合絮凝劑及其在染料廢水處理中的應(yīng)用，屬于復(fù)合絮凝劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及采用N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺對(duì)雙氰胺進(jìn)行改性，制備得到的改性雙氰胺，然后再與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨進(jìn)行聚合反應(yīng)，在聚合的過(guò)程中還存在N,N-亞甲基雙丙烯酰作為交聯(lián)劑參與形成具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物，即陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑，然后再與混凝劑復(fù)合，形成復(fù)合絮凝劑；混凝劑為堿式氯化鋁和硫酸鋁中的至少1種。本發(fā)明制備的復(fù)合絮凝劑對(duì)染料廢水的脫色效果好，脫色率高；將復(fù)合絮凝劑與固定化光合細(xì)菌共同應(yīng)用于含有活性染料的印染廢水處理工藝中，可提高染料廢水的脫色率和CODcr去除率。
權(quán)利要求書
1.一種復(fù)合絮凝劑，包括：陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑和混凝劑，所述陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑中具有改性雙氰胺結(jié)構(gòu)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨結(jié)構(gòu)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)；所述陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的制備中，首先由N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺對(duì)雙氰胺在氮?dú)夥諊乱约?/span>110-130℃下反應(yīng)2-8h制備得到改性雙氰胺，然后由改性雙氰胺與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、交聯(lián)劑、增溶劑和引發(fā)劑混合后在氮?dú)夥諊?/span>pH為5-8、溫度為20-40℃、反應(yīng)時(shí)間為2-6h下聚合制成陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑；所述雙氰胺的使用量為N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺的80-120wt%；所述改性雙氰胺的制備中使用催化劑，催化劑為鹽酸，催化劑的使用量為N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺的10-30wt%；所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的使用量為改性雙氰胺的10-30wt%；交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺；交聯(lián)劑的使用量為改性雙氰胺的2-10wt%；增溶劑為尿素，增溶劑的使用量為改性雙氰胺的1-5wt%，引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨，引發(fā)劑的使用量為改性雙氰胺的0.05-0.2wt%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合絮凝劑，其特征是：所述混凝劑為堿式氯化鋁和硫酸鋁中至少1種；或，所述混凝劑和陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑以質(zhì)量比80-300：5-50的比例混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合絮凝劑，其特征是：所述混凝劑為堿式氯化鋁和硫酸鋁；或，所述混凝劑和陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑以質(zhì)量比150：30的比例混合。
4.一種復(fù)合絮凝劑的制備方法，包括：由N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺對(duì)雙氰胺在氮?dú)夥諊乱约?/span>110-130℃下反應(yīng)2-8h制備得到改性雙氰胺，然后由改性雙氰胺與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、交聯(lián)劑、增溶劑和引發(fā)劑混合后在氮?dú)夥諊?/span>pH為5-8、溫度為20-40℃、反應(yīng)時(shí)間為2-6h下聚合制成陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑，將陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑和混凝劑混合，制備得到復(fù)合絮凝劑；所述雙氰胺的使用量為N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺的80-120wt%；所述改性雙氰胺的制備中使用催化劑，催化劑為鹽酸，催化劑的使用量為N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺的10-30wt%；所述甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的使用量為改性雙氰胺的10-30wt%；交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺；交聯(lián)劑的使用量為改性雙氰胺的2-10wt%；增溶劑為尿素，增溶劑的使用量為改性雙氰胺的1-5wt%，引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨，引發(fā)劑的使用量為改性雙氰胺的0.05-0.2wt%。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合絮凝劑的制備方法，其特征是：所述陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的制備中使用溶劑，溶劑為蒸餾水。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種復(fù)合絮凝劑的制備方法，其特征是：所述混凝劑為堿式氯化鋁和硫酸鋁中至少1種；或，所述混凝劑和陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑以質(zhì)量比80-300：5-50的比例混合。
7.權(quán)利要求1所述的一種復(fù)合絮凝劑在染料廢水處理中的用途。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種脫色率和CODcr去除率高的復(fù)合絮凝劑的制備方法及其在染料廢水處理中的應(yīng)用。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采取的技術(shù)方案為：
一種復(fù)合絮凝劑，包括：陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑和混凝劑，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑中具有改性雙氰胺結(jié)構(gòu)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨結(jié)構(gòu)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)，改性雙氰胺中具有N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺基團(tuán)。本發(fā)明首先由N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺對(duì)雙氰胺進(jìn)行改性制備得到改性雙氰胺，然后與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、交聯(lián)劑制成陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑，在甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的結(jié)構(gòu)、改性雙氰胺的結(jié)構(gòu)、N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺的基團(tuán)及混凝劑的作用下，提高了對(duì)染料廢水的脫色效果，將復(fù)合絮凝劑與固定化光合細(xì)菌共同應(yīng)用于含有活性染料的印染廢水處理方法中，可以提高印染廢水的脫色率和CODcr去除率。本發(fā)明發(fā)現(xiàn)，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的交聯(lián)程度在與混凝劑復(fù)配時(shí)，只有在交聯(lián)程度達(dá)到特定的量下，才具有優(yōu)異的提升性能的效果，即交聯(lián)劑的使用量過(guò)少或過(guò)高，均不能達(dá)到較好的提升性能的效果。
優(yōu)選地，混凝劑為堿式氯化鋁和硫酸鋁中至少1種；或，混凝劑和陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑以質(zhì)量比80-300：5-50的比例混合。
優(yōu)選地，混凝劑為堿式氯化鋁和硫酸鋁；或，混凝劑和陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑以質(zhì)量比150：30的比例混合。
優(yōu)選地，交聯(lián)結(jié)構(gòu)由N,N-亞甲基雙丙烯酰胺形成。
本發(fā)明公開了一種復(fù)合絮凝劑的制備方法，包括：由N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺對(duì)雙氰胺進(jìn)行改性制備得到改性雙氰胺，然后由改性雙氰胺與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨、交聯(lián)劑聚合制備得到陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑，將陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑和混凝劑混合，制備得到復(fù)合絮凝劑。
優(yōu)選地，雙氰胺的使用量為N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺的80-120wt%；或，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的使用量為改性雙氰胺的10-30wt%；或，交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺；或，交聯(lián)劑的使用量為改性雙氰胺的2-10wt%。
優(yōu)選地，改性雙氰胺的制備中使用催化劑，催化劑為鹽酸，催化劑的使用量為N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺的10-30wt%；或，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的制備中使用溶劑，溶劑為蒸餾水；或，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的制備中使用增溶劑，增溶劑為尿素。
優(yōu)選地，混凝劑為堿式氯化鋁和硫酸鋁中至少1種；或，混凝劑和陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑以質(zhì)量比80-300：5-50的比例混合。
優(yōu)選地，改性雙氰胺的制備中，將N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺和雙氰胺加入蒸餾水中，攪拌混合后再加入催化劑，在氮?dú)夥諊�，�?/span>110-130℃下反應(yīng)2-8h，反應(yīng)完成后，無(wú)水乙醇提純以及洗滌，干燥，得到改性雙氰胺。
更優(yōu)選地，改性雙氰胺的制備中，N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺的使用量為蒸餾水的2-8wt%。
更優(yōu)選地，改性雙氰胺的制備中，雙氰胺的使用量為N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺的80-120wt%。
更優(yōu)選地，改性雙氰胺的制備中，催化劑為鹽酸，催化劑的使用量為N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺的10-30wt%。
更優(yōu)選地，改性雙氰胺的制備中，蒸餾水的使用量為100g，N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺的使用量為5g，雙氰胺的使用量為5g，催化劑為鹽酸，催化劑的使用量為1g。
優(yōu)選地，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的制備中，將改性雙氰胺、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨（DMC）加入蒸餾水中攪拌混合，然后加入增溶劑和交聯(lián)劑攪拌混合，調(diào)節(jié)pH至5-8，在氮?dú)夥諊�，加入引發(fā)劑，在20-40℃下反應(yīng)2-6h，反應(yīng)完成后，無(wú)水乙醇提純以及洗滌，干燥，得到陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑。
更優(yōu)選地，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的制備中，改性雙氰胺的使用量為蒸餾水的10-30wt%。
更優(yōu)選地，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的制備中，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的使用量為改性雙氰胺的10-30wt%。
更優(yōu)選地，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的制備中，增溶劑為尿素，增溶劑的使用量為改性雙氰胺的1-5wt%。
更優(yōu)選地，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的制備中，交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，交聯(lián)劑的使用量為改性雙氰胺的2-10wt%。
更優(yōu)選地，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的制備中，引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨，引發(fā)劑的使用量為改性雙氰胺的0.05-0.2wt%。
更優(yōu)選地，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑的制備中，蒸餾水的使用量為100g，改性雙氰胺的使用量為20g，甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨的使用量為4g，增溶劑為尿素，增溶劑的使用量為0.6g，交聯(lián)劑為N,N-亞甲基雙丙烯酰胺，交聯(lián)劑的使用量為1g，引發(fā)劑為過(guò)硫酸銨，引發(fā)劑的使用量為0.02g。
優(yōu)選地，一種復(fù)合絮凝劑，包括混凝劑和陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑。
更優(yōu)選地，混凝劑為堿式氯化鋁和硫酸鋁中的至少1種。
更優(yōu)選地，混凝劑和陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑以質(zhì)量比80-300：5-50的比例混合。
更優(yōu)選地，混凝劑是堿式氯化鋁，混凝劑和陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑以質(zhì)量比200：20的比例混合。
更優(yōu)選地，混凝劑是堿式氯化鋁和硫酸鋁，混凝劑中堿式氯化鋁和硫酸鋁以質(zhì)量比1：0.1-10的比例混合，混凝劑和陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑以質(zhì)量比80-300：5-50的比例混合。
更優(yōu)選地，混凝劑是堿式氯化鋁和硫酸鋁，混凝劑中堿式氯化鋁和硫酸鋁以質(zhì)量比1：1的比例混合，混凝劑和陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑以質(zhì)量比200：20的比例混合。
更優(yōu)選地，復(fù)合絮凝劑中還包括甲基月桂�；；撬徕c，甲基月桂酰基�；撬徕c的使用量為混凝劑的0.2-3wt%。在復(fù)合絮凝劑中存在陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑和混凝劑時(shí)，還可以加入甲基月桂酰基�；撬徕c，在改性雙氰胺結(jié)構(gòu)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨結(jié)構(gòu)、交聯(lián)結(jié)構(gòu)以及混凝劑相互作用，提高對(duì)對(duì)染料廢水的脫色效果，將復(fù)合絮凝劑與固定化光合細(xì)菌共同應(yīng)用于含有活性染料的印染廢水處理方法中，可以提高印染廢水的脫色率和CODcr去除率。
本發(fā)明公開了一種復(fù)合絮凝劑在染料廢水處理中的用途，復(fù)合絮凝劑中含有陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑，陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑中具有改性雙氰胺結(jié)構(gòu)、甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨結(jié)構(gòu)和交聯(lián)結(jié)構(gòu)，改性雙氰胺中具有N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺基團(tuán)。
本發(fā)明由于采用N-(3-氨基苯基)丙烯酰胺對(duì)雙氰胺進(jìn)行改性，制備得到的改性雙氰胺，然后再與甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化銨進(jìn)行聚合反應(yīng)，在聚合的過(guò)程中還存在N,N-亞甲基雙丙烯酰作為交聯(lián)劑參與形成具有交聯(lián)結(jié)構(gòu)的聚合物，即陽(yáng)離子交聯(lián)絮凝劑，然后再與混凝劑混合，形成復(fù)合絮凝劑；混凝劑為堿式氯化鋁和硫酸鋁中的至少1種，因而具有如下有益效果：復(fù)合絮凝劑對(duì)染料廢水的脫色效果好，脫色率高；將復(fù)合絮凝劑與固定化光合細(xì)菌共同應(yīng)用于含有活性染料的印染廢水處理方法中，可以提高印染廢水的脫色率和CODcr去除率。因此，本發(fā)明是一種可用于染料廢水處理、脫色率好、提高染料廢水中CODcr去除率的復(fù)合絮凝劑及其在染料廢水處理中的應(yīng)用。
（發(fā)明人：董亞梅;周衛(wèi)華;陳謙）
