絮凝剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术公开了絮凝剂及其制备方法和用途，其中，制备絮凝剂的方法包括：将玉米淀粉进行糊化处理，得到明胶；将所述明胶进行引发处理，得到引发后的明胶；在酸性条件下将所述引发后的明胶与丙烯酰胺单体和二甲基二烯丙基氯化铵单体接触，得到双接枝聚合物；将铝盐和铁盐混合，并与碱液接触，进行第一熟化处理，得到聚合铝铁盐；以及将所述双接枝聚合物与所述聚合铝铁盐进行复配处理，以便获得所述絮凝剂。该方法制备的絮凝剂生物降解性好，对含活性染料的印染废水及其相类似的其他废水，污染物去除率高。

Flocculant and preparation method and use thereof

The invention discloses a flocculant and its preparation method and use, in which the method for preparing the flocculant includes: gelatinizing corn starch to obtain gelatin; initiating the gelatin to obtain the initiated gelatin; and initiating the gelatin with acrylamide monomer and dimethyldiene under acidic conditions. The double-grafted polymer is obtained by contacting propyl ammonium chloride monomer, mixing aluminium salt and iron salt, and contacting with alkali solution to obtain polyaluminium ferric salt by first ripening treatment, and compounding the double-grafted polymer and the polyaluminium ferric salt to obtain the flocculant. The flocculant prepared by this method has good biodegradability and high pollutant removal rate for printing and dyeing wastewater containing reactive dyes and other similar wastewater.

【技术实现步骤摘要】
絮凝剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及环保及水质净化领域，具体地，涉及絮凝剂及其制备方法和用途，更具体地，涉及制备絮凝剂的方法，利用该方法制备的絮凝剂，和絮凝剂在废水处理中的用途。
技术介绍
染料是印染废水中含有的主要污染物之一，是色度和有机污染物的主要来源，尤其是废水中的活性染料，一般的处理方法难以将其有效地去除，因而一直是印染废水处理的难点。混凝技术因其操作简便、处理装置投资低等特点而广泛应用于印染废水处理中。但采用常规絮凝剂(如铝盐和铁盐)，为了提高混凝效果，通常要增大投药量，处理每升废水投药量高达几百甚至上千毫克，且污染物去除率不高。与此同时，产生的化学污泥量大，而污泥的处理、处置也是印染废水处理的一大技术难点，过多的污泥产生会增加处理成本。由此，现有的絮凝剂有待改进。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种制备絮凝剂的方法，该方法制备的絮凝剂带正电荷、分子量高且分枝多、并具有良好生物降解性，可以通过电中和作用降低废水中的活性染料的溶解度，再通过有机组分的吸附架桥形成大颗粒絮体而实现固液分离，去除废水中的活性染料等污染物，提高废水净化效果。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种制备絮凝剂的方法。根据本专利技术的实施例，该方法包括：将玉米淀粉进行糊化处理，以便得到明胶；将所述明胶进行引发处理，以便得到引发后的明胶；在酸性条件下将所述引发后的明胶与丙烯酰胺单体和二甲基二烯丙基氯化铵单体接触，以便得到双接枝聚合物；将铝盐和铁盐混合，并与碱液接触，进行第一熟化处理，以便得到聚合铝铁盐；以及将所述双接枝聚合物与所述聚合铝铁盐进行复配处理，以便获得所述絮凝剂。根据本专利技术实施例的制备絮凝剂的方法，以玉米淀粉为原料制备双接枝聚合物，分子量大、粒径大、成本低、可生物降解、可再生，绿色环保。以该双接枝聚合物与聚合铝铁盐复配，制备得到的絮凝剂带正电荷、分子量高且分枝多、并具有良好生物降解性，可以通过电中和作用降低废水中的活性染料的溶解度，再通过有机组分的吸附架桥形成大颗粒絮体而实现固液分离，去除废水中的活性染料，电中和性能和沉降性能好，净化废水的效率高，效果好。并且，该制备絮凝剂的方法原料易得，过程简单，制备时间短。玉米淀粉相对于其他淀粉(如马铃薯淀粉等)，产量较大，成本较低，且其粒径较小，反应速度较快，因此反应速率和接枝率更大，有利于产生分子量更高，分枝更多的接枝聚合物，从而提高絮凝效率，且玉米淀粉的直链淀粉含量高，其抗剪切能力较强，凝沉性能较强，有利于其絮凝作用。另外，根据本专利技术上述实施例的制备絮凝剂的方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的实施例，所述引发处理是通过将所述明胶与高锰酸钾和高碘酸接触进行的。根据本专利技术的实施例，所述酸性条件为pH值＝2～3。根据本专利技术的实施例，所述玉米淀粉与所述丙烯酰胺单体和二甲基二烯丙基氯化铵单体的比例为1：1.3～1.5：0.8～1.0。根据本专利技术的实施例，所述玉米淀粉与二甲基二烯丙基氯化铵单体和部分所述丙烯酰胺单体混合后，再以2～3mL/min的速率加入剩余所述丙烯酰胺单体。根据本专利技术的实施例，该方法进一步包括：利用索氏提取法对所述双接枝聚合物进行纯化处理，以便得到纯化后的双接枝聚合物。根据本专利技术的实施例，在所述复配处理前，在80℃条件下将所述双接枝聚合物进行真空干燥处理，以便得到干燥后的双接枝聚合物。根据本专利技术的实施例，所述聚合铝铁盐的铝铁摩尔比值为[Al]/[Fe]＝8～10:1。根据本专利技术的实施例，所述聚合铝铁盐为使用碳酸钠溶液，硫酸铝溶液和硫酸铁溶液制备。根据本专利技术的实施例，所述聚合铝铁的碳酸钠摩尔浓度与铝和铁的总摩尔浓度比值为1.5：1。根据本专利技术的实施例，所述聚合铝铁与所述双接枝聚合物按1mmol：5～10mg的比例进行所述复配处理。根据本专利技术的实施例，所述复配处理包括：在60℃条件下，向搅拌状态下的所述聚合铝铁盐中以0.5ml/min的速率滴加所述双接枝聚合物，以便得到混合物；将所述混合物在60℃条件下搅拌2小时，以便得到搅拌后的混合物；将所述搅拌后的混合物进行第二熟化处理，以便得到所述絮凝剂。根据本专利技术的实施例，所述第一熟化处理和所述第二熟化处理的时间均为12小时。在此基础上，本专利技术提供了一种絮凝剂。根据本专利技术的实施例，所述絮凝剂是利用前述的方法制备的。由此，该絮凝剂带正电荷、分子量高且分枝多、并具有良好生物降解性，可以通过电中和作用降低废水中的活性染料的溶解度，再通过有机组分的吸附架桥形成大颗粒絮体而实现固液分离，去除废水中的活性染料，电中和性能和沉降性能好，活性染料去除率高，净化废水的效率高，效果好。根据本专利技术的实施例，所述絮凝剂中，聚合铝铁盐和双接枝聚合物的比例为1mmol：5～10mg。进一步地，本专利技术又提供了前述的絮凝剂在废水处理中的用途。专利技术人研究发现，本专利技术实施例的絮凝剂通过电中和作用降低废水中的活性染料的溶解度，再通过有机组分的吸附架桥形成大颗粒絮体而实现固液分离，去除废水中的活性染料，活性染料去除率高，净化废水效果好。根据本专利技术的实施例，所述废水为印染废水。根据本专利技术的实施例，所述废水含有活性染料。根据本专利技术的实施例，双接枝聚合物和聚合铝铁盐的比例为1mmol：5～10mg。根据本专利技术的优选实施例，所述活性染料与所述絮凝剂的比例为100mg：1.8～2.0mmol，根据本专利技术的优选实施例，所述废水处理的pH条件为6～7。根据本专利技术的优选实施例，所述废水处理的搅拌条件为120r/min快速搅拌1min、100r/min中速搅拌10min、30r/min慢速搅拌20min、沉淀30min。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1显示了根据本专利技术一个实施例的制备絮凝剂的方法的流程示意图；图2显示了根据本专利技术一个实施例的活性染料去除率的结果示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。进一步地，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。根据本专利技术的一个方面，本专利技术提供了一种制备絮凝剂的方法。根据本专利技术实施例的制备絮凝剂的方法，以玉米淀粉为原料制备双接枝聚合物，分子量大、粒径大，成本低、可生物降解、可再生，绿色环保。以该双接枝聚合物与聚合铝铁盐复配，制备得到的絮凝剂带正电荷、分子量高且分枝多、并具有良好生物降解性，可以通过电中和作用降低废水中的活性染料的溶解度，再通过有机组分的吸附架桥形成大颗粒絮体而实现固液分离，去除废水中的活性染料，电中和性能和沉降性能好，净化废水的效率高，效果好。并且，该制备絮凝剂的方法原本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备絮凝剂的方法，其特征在于，包括：将玉米淀粉进行糊化处理，以便得到明胶；将所述明胶进行引发处理，以便得到引发后的明胶；在酸性条件下将所述引发后的明胶与丙烯酰胺单体和二甲基二烯丙基氯化铵单体接触，以便得到双接枝聚合物；将铝盐和铁盐混合，并与碱液接触，进行第一熟化处理，以便得到聚合铝铁盐；以及将所述双接枝聚合物与所述聚合铝铁盐进行复配处理，以便获得所述絮凝剂。

【技术特征摘要】
1.一种制备絮凝剂的方法，其特征在于，包括：将玉米淀粉进行糊化处理，以便得到明胶；将所述明胶进行引发处理，以便得到引发后的明胶；在酸性条件下将所述引发后的明胶与丙烯酰胺单体和二甲基二烯丙基氯化铵单体接触，以便得到双接枝聚合物；将铝盐和铁盐混合，并与碱液接触，进行第一熟化处理，以便得到聚合铝铁盐；以及将所述双接枝聚合物与所述聚合铝铁盐进行复配处理，以便获得所述絮凝剂。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述引发处理是通过将所述明胶与高锰酸钾和高碘酸接触进行的。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性条件为pH值＝2～3。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玉米淀粉与所述丙烯酰胺单体和二甲基二烯丙基氯化铵单体的比例为1：1.3～1.5：0.8～1.0。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述玉米淀粉与二甲基二烯丙基氯化铵单体和部分所述丙烯酰胺单体混合后，再以2～3mL/min的速率加入剩余所述丙烯酰胺单体。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，进一步包括：利用索氏提取法对所述双接枝聚合物进行纯化处理，以便得到纯化后的双接枝聚合物，任选地，在所述复配处理前，在80℃条件下将所述双接枝聚合物进行真空干燥处理，以便得到干燥后的双接枝聚合物。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述聚合铝铁盐的铝铁摩尔比值为[Al]/[Fe]＝8～10:1，任选地，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：周律，羊小玉，贾奇博，周宏杰，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11