一种印染污水处理剂及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种印染污水处理剂，属于污水处理技术领域，该处理剂中含有接枝改性阳离子纸浆纤维；上述接枝改性阳离子纸浆纤维是APMP纸浆浆料与单体CHPTAC、盐酸羟胺和硝酸胍在碱性环境下接枝改性生成。本发明专利技术还提供该处理剂的制备方法，其中处理剂复配步骤为：取海泡石粉、木质磺酸盐、乙二胺四乙酸二钠、明矾粉碎，加水搅拌并升温，再依次加入羟基乙叉二膦酸、聚合氯化铝和两种阳离子纸浆纤维搅拌均匀后，超声震荡，降温即得。本发明专利技术提供的印染污水处理剂脱色和除杂去污效果好，负载能力和除杂性能佳，使用范围广，能耗低；该处理剂制备工艺简单，反应条件温和，易于操作和控制，产物的产率和纯度高，且副产物产生量少，资源利用率高。

A printing and dyeing wastewater treatment agent and its preparation method

The invention provides a printing and dyeing wastewater treatment agent, belonging to the technical field of wastewater treatment, which contains grafted modified cationic pulp fiber, which is formed by grafting APMP pulp with monomer CHPTAC, hydroxylamine hydrochloride and guanidine nitrate in alkaline environment. The invention also provides a preparation method of the treating agent, in which the compounding steps of the treating agent are: taking sepiolite powder, lignosulfonate, disodium ethylenediaminetetraacetate and alum, crushing, mixing with water and heating, then adding hydroxyethylenediphosphonic acid, polyaluminium chloride and two cationic pulp fibers in turn, stirring evenly, ultrasonic vibration and cooling. The printing and dyeing wastewater treatment agent provided by the invention has good decolorization and impurity removal effect, good load capacity and impurity removal performance, wide application range and low energy consumption; the preparation process of the treatment agent is simple, the reaction conditions are mild, easy to operate and control, the yield and purity of the product are high, and the by-product production is small, and the resource utilization rate is high.

【技术实现步骤摘要】
一种印染污水处理剂及其制备方法
本专利技术属于污水处理
，具体涉及一种印染污水处理剂及其制备方法。
技术介绍
工业污水是指工业生产过程中产生的废水、污水和废液，其中含有随水流失的工业生产用料、中间产物和产品以及生产过程中产生的污染物。随着工业的迅速发展，废水的种类和数量迅猛增加，对水体的污染也日趋广泛和严重，威胁人类的健康和安全。因此，对于保护环境来说，工业废水的处理比城市污水的处理更为重要。印染污水是由纺织印染厂在对棉、麻、化学纤维和混纺产品的生产、加工所产生的废水。印染污水的主要特点是水量大、色度高、CODCr高、强碱性和水质变化大，其中含有染料、浆料、化学助剂、油剂、酸碱、纤维及夹带的杂质、无机盐及矿物质等，具有毒性大、可致癌、致突变、难降解的特点，对人们的生活环境造成了很大的威胁，给生命体的繁衍和生存带来了很大的隐患，因此需要合适、高效的印染污水处理方法。目前商用染料很多，主要分为三大类：阳离子染料：即碱性染料；阴离子染料：包括酸性染料，直接染料等；非离子染料：也就是分散染料。近年来，国内外研究者根据染料的不同性质多采用吸附法，絮凝法，化学法，氧化法以及电解法等方法处理染料污水。活性炭、阳离子木聚糖、阳离木屑纤维等均可以作为活性染料的吸附剂，但因工艺复杂和处理成本高等原因，实际应用的并不多。APMP纸浆，即碱性过氧化氢机械纸浆，是先将纤维料片以碱性过氧化氢预处理，再经磨制而成的纸浆，造纸企业通常经过物理法和化学法处理之后即可得到，是一种纤维组分含量较高的纸浆，主要成分包括纤维素、半纤维和木质素。由于其中的纤维素含有大量的活性基团，这就为纸浆的阳离子改性提供了可能性。将APMP纸浆纤维进行阳离子化改性，用于处理印染污水中的阴离子染料，不仅为相关企业提供了一种新的污水处理方法，同时也扩宽了APMP纸浆的使用途径。印染工业用水量大，通常每印染加工1t纺织品耗水100～200t，其80～90％以印染污水排出。常用的治理方法有回收利用和无害化处理。回收利用：(1)污水可按水质特点分别回收利用，如漂白煮炼废水和染色印花废水的分流，前者可以对流洗涤，一水多用，减少排放量；(2)碱液回收利用，通常采用蒸发法回收，如碱液量大，可用三效蒸发回收，碱液量小，可用薄膜蒸发回收；(3)染料回收，如士林染料可酸化成为隐巴酸，呈胶体微粒，悬浮于残液中，经沉淀过滤后回收利用。现行处理印染污水的处理方法中主要有生物法、电解法、化学法和光催化法。生物法占地面积大，适用范围窄，效果也不理想；电解法虽然效果好于生物法，但是能源消耗大，推广困难；光催化法由于可以使有机物完全矿化，没有二次污染而备受瞩目，但是光催化法对于沉淀悬浮物尚有效果，而对于降低COD、BOD及色度的效果并不理想，特别是除臭效果更差，此外还会带来二次污染，不能从根本上解决污染问题。化学处理方法是用投放的化学试剂处理污染物，包括中和、絮凝、氧化还原等反应，这种方式处理污水较为彻底，处理后能够达到排放标准，而污水处理剂则是化学处理法的主要原料，现有的印染污水处理剂存在处理成本较高、二次污染的缺点，处理效果有待提高。现有技术如授权公告号为CN105084441B的中国专利技术专利公开了一种印染污水处理剂，其主要组分及重量份如下：聚丙烯酸钠10份、淀粉5～25份、膨润土30～50份、硫酸铁5～15份、明矾5～15份、硫酸铝0.5～1.5份、活性炭1～9份、碱式氧化铝1～7份、硫酸亚铁0.5～1.5份、硝酸镍0.2～0.8份、壳聚糖10～20份、聚山梨酯0.02～0.08份，能够显著提高对于印染污水的色度去除率、浊度去除率和COCcr去除率，但处理剂组分中的壳聚糖天然所带的正电荷，对污水中阳离子处理不彻底，且机械性能弱，在酸性环境下易降解不稳定，应用和再生受限，同时组分中含有的活性炭资源紧张、再生价格贵，成本高，对制备仪器腐蚀性高，且量产化的活性炭吸附效果差，周期较长，实用性较差。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种性能稳定、脱色效果和除杂去污效果好、负载能力和除杂性能佳、使用范围广、能耗低的印染污水处理剂，该处理剂的制备方法简单，反应条件温和，易于操作和控制，产物的产率和纯度高，且副产物产生量少，资源利用率高。本专利技术为实现上述目的所采取的技术方案为：一种印染污水处理剂，该处理剂中含有接枝改性阳离子纸浆纤维；上述接枝改性阳离子纸浆纤维是APMP纸浆浆料与单体CHPTAC、盐酸羟胺和硝酸胍在碱性环境下接枝改性生成的。APMP纸浆具有纤维疏松、自身强度不高、容易改性的特点，且植物原料的三大组分含量比较高，而纤维改性的方法可以提高纸浆的强度，纤维素损失少，为纸浆纤维的利用提供了一种新的途径，同时阳离子化改性可用来处理印染污水，具有处理效率高、能耗低的优点。作为优选，接枝改性阳离子纸浆纤维中的氮元素含量和纸浆表面电荷密度分别为1.2～1.5％和1.7～2.1mmol/g。APMP原纸浆纤维中是没有氮元素的，改性后的氮元素是因为纤维素大分链上含氮基团季铵盐官能团的接入造成的，说明纸浆纤维的改性成功。基于纤维素大分子链上的三个羟基进行改性，是将特定的官能团与纤维素中的羟基进行反应，把官能团接枝到纤维素大分子链上，从而赋予纤维特定的性质，以提高纤维对金属离子以及污水中杂质的处理能力。作为优选，接枝改性阳离子纸浆纤维的制备步骤如下：将APMP纸浆调节浓度至8.5～11％后，加入基于纸浆重量7～9％的氢氧化钠混匀，再加入基于纸浆重量21～25％的单体CHPTAC、0.47～0.63％的盐酸羟胺和0.34～0.46％的硝酸胍混匀，然后将其置于温度为45～55℃的水浴中反应2.5～3h，结束后用蒸馏水洗涤干净，再置于温度为60～65℃的烘箱中干燥22～24h即得。盐酸羟胺和硝酸胍加入整个反应体系中，首先能降低已形成的碱性环境的整体黏度，使得碱性环境中的纤维内部组织结构变得松弛，单体CHPTAC与纤维中活性基团的接触几率增加，亲核取代反应更加充分，使得改性纤维中氮元素含量增加和电荷密度增大，增强产物有效基团的负载能力和除杂性能，其次两者能堵塞氧负离子过量引起的生成邻二醇的反应，避免了实际操作中氢氧化钠加入量波动而引起的负面效果，减小操作失误的不良影响，既获得性能稳定的阳离子纸浆纤维，又能方便控制和操作。作为优选，处理剂的原料及其重量份如下：接枝改性阳离子纸浆纤维26～29份、接枝共聚阳离子纸浆纤维24～28份、海泡石粉12～18份、聚合氯化铝18～23份、木质磺酸盐12～16份、乙二胺四乙酸二钠2～5份、明矾4～12份、羟基乙叉二膦酸3～9份。该污水处理剂用于处理印染污水，通过原料的复配，发挥协同作用，脱色效果和去除COD效果高，且处理后色泽不会还原，能使污水中的带电荷基团失稳、沉淀，实现多种杂物的去除，在各种pH环境的污水中都能使用。本专利技术还公开了一种上述印染污水处理剂的制备方法，包括制备接枝改性阳离子纸浆纤维，制备接枝共聚阳离子纸浆纤维，处理剂复配，其中处理剂复配步骤为：取海泡石粉、木质磺酸盐、乙二胺四乙酸二钠、明矾粉碎过120～150目筛后，加水混匀，然后升温至40～45℃，搅拌10～15min后，再加入羟基乙叉二膦酸和聚合氯化铝，再搅拌5～10min后，加入接枝改性阳离子纸浆纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种印染污水处理剂，其特征在于：处理剂中含有接枝改性阳离子纸浆纤维；所述接枝改性阳离子纸浆纤维是APMP纸浆浆料与单体CHPTAC、盐酸羟胺和硝酸胍在碱性环境下接枝改性生成的。

【技术特征摘要】
1.一种印染污水处理剂，其特征在于：处理剂中含有接枝改性阳离子纸浆纤维；所述接枝改性阳离子纸浆纤维是APMP纸浆浆料与单体CHPTAC、盐酸羟胺和硝酸胍在碱性环境下接枝改性生成的。2.根据权利要求1所述的一种印染污水处理剂，其特征在于：所述接枝改性阳离子纸浆纤维中的氮元素含量和纸浆表面电荷密度分别为1.2~1.5%和1.7~2.1mmol/g。3.根据权利要求1所述的一种印染污水处理剂，其特征在于：所述接枝改性阳离子纸浆纤维的制备步骤如下：将APMP纸浆调节浓度后，加入氢氧化钠混匀，再加入单体CHPTAC、盐酸羟胺和硝酸胍混匀，然后将其置于水浴中反应，结束后洗涤，干燥即得。4.根据权利要求3所述的一种印染污水处理剂，其特征在于：所述制备步骤中各项反应条件如下：APMP纸浆浓度为8.5~11%，氢氧化钠、单体CHPTAC、盐酸羟胺和硝酸胍的用量分别为：基于纸浆重量的7~9%、21~25%、0.47~0.63%和0.34~0.46%，水浴温度为45~55℃，水浴时间为2.5~3h，干燥温度为60~65℃，干燥时间为22~24h。5.根据权利要求1所述的一种印染污水处理剂，其特征在于：所述处理剂的原料及其重量份如下：接枝改性阳离子纸浆纤维26~29份、接枝共聚阳离子纸浆纤维24~28份、海泡石粉12~18份、聚合氯化铝18~23份、木质磺酸盐12~16份、乙二胺四乙酸二钠2...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金生，
申请(专利权)人：浙江海洋大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33