本发明专利技术涉及污水处理和给水净化领域，具体地说是一种用于工业废水或生活污水处理以及饮用水净化的生态型复合高效絮凝剂。它以秸秆和无机铝盐为基本原料，水作为反应溶剂，以氢氧化钠和氯乙酸改性秸秆，改性后产品与铝盐复合反应以降低无机铝盐中的铝的生态毒性，强化产品的絮凝性能，从而使制备的新产品具有生态安全、高效等特征。具体的制备方法为：将秸秆用氢氧化钠溶液碱化，再用氯乙酸溶液醚化，所得物与无机铝盐溶液按照特定的比例混合进行复合反应，并根据反应进程调整氢氧化钠和氯乙酸浓度和加入量、秸秆与无机铝盐质量比，反应温度和时间等过程，最终得到一种新的产品。本发明专利技术采用秸秆为主要原料，成本低廉，具有经济、高效、适用性广、无二次污染、对环境友好等特点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及污水，和给水令页域，具体地说是一种用于xikifeK或生活污水处理以及^ffl水净化 的生态型复合高效絮凝剂。 背景駄当前，在污水处理中广泛应用的絮凝剂可分为无机絮凝剂、有机絮凝剂、微生物絮凝齐诉復合絮凝剂等种类。其中无机絮凝剂造价f赚，絮凝 媒较好，以铝盐、^&S其聚^/为1樣；微形成 的矶花密度和 破较大，净水效果显著，^ZK驢响效果小，pH值娜范围广，对某些原7K有舰 的处理效果，但 絮 嫩坏仅有强烈的腐蚀性，对设备要求高，而且容易残留铁离子，使处衝k带 有颜色，影响处理效果；当处理含^^^化,多的工雌水时，铁盐絮凝剂中的^3+被还原成^2+ ， 并与硫结合MFeS和Fe2S3的混合物，使絮凝活性丧失。财卜，禾U用无禾/l^絮凝剂雌的7jC体中含 有大穀机离子，过量的无机离子不仅影响至咏质的口感、也不利于人体健康，因而给水工艺中需要 增加 、去离子工艺。铝盐絮凝剂絮凝效果也不错，但其中的铝经各mitaA人体后，M^积和 参与许多生物化学反应，能将体内必需的营养元素和微量元素置换流失或沉积，干概O破坏各部位的 生理功能，导致人体出现诸如铝性脑病、铝性骨病、铝性贫血等临床铝中毒病症。同时，铝盐的毒性 也表现顿7K4^物、植物的毒性 她。当铝的浓度駄时，对Jt7K生物处理过程中的微生物也可能 产生不良影响。世界卫生组织NX寸水中残留铝含量的限制标准为0.2mgZL，美国定为0.05mg^L，我国也在 扁年暂行水腐示准中，增加了铝的标准值为0.2mg^。有机絮凝剂包括AX合成高^^凝剂和天然高好絮〗殿!J。 AI合成高肝絮)歸似聚丙烯酰胺类为代表，它们因为絮凝效果好、投加量少在市场上很^^迎。但题些类型的絮凝剂在妒、使 用及后续处理中，也纟姊境带禾了很大的压九并对人类的健康构成了明显或潜在的危害。现有资料 表明目前应用范围最广、使用量最大的人工合成有机高^T^凝剂聚丙烯,安类是低毒的，虽多数 商品不刺'MM， fi^水解体可能有残余的喊性，反复、长期,时会有剌激性。另外，其合成成本M且在合成过程中丙烯翻安单体和夹带的有毒M^X寸人体健m害很大，使用后大部分高^T船斜皮环境降解，在自然环境中大SR累并长期存在，给环境带来巨大的压力；小部分能被M成小 好如丙烯鹏单体则是有魏质，有足够多的研究证明它是一种毒割申经性很强的物质，且具有很 强的致癌性，对人类麟构 &。 一般人的无毒害日摄取量为0.5mg/kg。美国批准的聚丙烯醐安最 大容许浓度为LOmg/L，当残留单体TO过0.5。/。(质量比)时，！^在PAM的产品包^J:贴上"毒 物"的*蔬。英国规定聚丙烯醐安平均投加浓度为0.5mg/L，最大投加量不得S3！ lmg/L，丙烯^K 在聚^的残^fi^小于0.05%。天然高M絮凝剂主要包括淀粉、丹宁、多糖类、壳聚糖类、木质素、纤维素和动物胶等天然有 机高肝物质，舰化学改性制成。由《然有机高^ 质具有无毒，能安全,且价格《總寧寺 ,曰、，苜一反引旭仓^Hj!^r儿佝tfj里恍，i旦瑰:x恐步鹏5^忉^别别贝arTH;牧iKJrM、促、疋，nj里人，糸<规双 果不4祖有可能产生B0D等问题。国内夕Ri开究人员尝锁各天然多糖类物质用丙烯,等有机肝接 枝，得到的复，具撤强的絮凝效果。但丙烯醐安单体的二次污染和生物学毒性问舰是未能得到 有效的解决，制备过程 ， ^成本也因此大大升高。致使多年来 领域能真正商业化的产品并 不多。微生物絮凝剂是一类由微生物产生的可使液体中不易M的固体悬浮颗粒、菌体细m&胶体粒子 等affl淀的特殊高針代谢产物。利用生物技术，3liidr微生物发酵、抽提、観肺得到。m^现有的微生物细菌筛选、培养、发酵和提取絮凝物质的方法和妒工艺过程复杂、妒财过高，现阶段 大都还处在实验室阶段，实施大规模产业4t3E不太现实。由于传统的无机高肝絮凝剂和合成有机高好絮凝剂被着一些固有的缺点，微生物絮凝剂也 一鼓大规t敏用，近年来复合絮凝剂得到了鹏的赚，尤其是它能克服^顿单一絮凝剂的许多不 足，兼具了单一絮凝剂的优点，鹏范围广，别赚度或高浓S^7jC、有fe^7K、多种X^7K、生活废7jc等都有良好的mt:效果，还能提高絮、M31程中有机物的去除率，并能陶氐残留金属离子浓度，减少二次污染。因此，复合絮凝剂有着很广泛的发展前景。天然有机高好絮凝剂由于肝量大、活 性基团多、结构多样化及其原料来源广泛、价格低廉、易于生物,、无二次污染等待点，近年来， 被国内外众多研虹作者用来石躺噺型絮凝剂。无机絮凝剂虽然有用量大，沉淀时间慢，残留等问题， 但价槲總和j^工艺相对成熟靴点也使駭賴臓有很大的应用空间。无机-天然高好复合絮 凝剂更是兼有两者优点，因此也是复合絮凝剂研制的焦点。
技术实现思路
本专利技术的目的在于Jli共一种经济、高效、无二次污^tt别^ffli!M^铝的^ffl量而降低因铝导致的生态风险的生态型高效复合絮凝剂的制备方法。为了实ah^目的，本专利技术采用的技术方案为以秸秆、无机铝盐为原料，特别是以秸秆为主要成份，織化钠、氯乙酸为碱化剂和齙七剂，无机铝盐作为母体基本物质制作天然有机物与无机铝盐复合絮凝剂；根据处理污水'顿的不同，可以在适当范围内调^品配方；制备:^法如下&碱鹏呈将秸秆粉碎，称艰一定质量秸秆粉末于烧杯中，配制17~25%的氢氧化钠溶液，按秸秆与氢 氧化钠质量比l: 100将此氢氧化钠溶液缓纟勤Q入烧杯中，在磁力搅拌器上搅拌均匀，于20 ~40°C驗^f牛T^化50~60倂中； b.醚舰程配制浓度为10~14%的氯乙酸溶液，在，反应液中按秸秆与氯乙MM量比1: 2~1: 100加 Altb氯乙酸溶液，搅拌均匀，温度调整为70~80^,进行醚化，时间为4(K55射中；c.复合反应 --配制无机铝盐溶液，翻伪硫麟、氯化铝或硝麟，浓度为3(^65%，在经过碱化和醚化的i^反应液中按秸秆与无机铅盐的质量比为1: 0.1~1: IO加入无机铝盐溶液，，斜權制为4(K90。C，反应时间为1 9小时，得灰褐色液体产品，可以根据需要进斤M或者千燥。 本专利技术具有以下tt^—..1. 絮凝效果好。具体表现在与市售无机铝盐处理工 7义或生活污水相比较，本专利技术絮凝效 果相当于普通无机铝盐的1~2倍；2. 适用范围广。适用于多种iikj&l^n生活废水，甚至给水工业用水，并可舰调整配方比例， 进一歩扩大^ffl范围；3. 生态安全性。本专利技术是由水稻秸秆和无机铝盐制得的高肝复合絮凝剂，秸秆改性后的产品 与无机铝盐复合，改变铝离子的结合形式，使活性铝的浓度大大附氐，铝盐离子催^7K体中微小有机 污染物产生自由基的概率大大斷氐，最大限度的斷氐甚至消除了铝盐毒性；4. 无二次污染。采用秸秆为原料，絮凝剂残留物很容易被环境中的微生物,，不存在二次污 染问题；5. 制备方、法简单。该:^法x才设备要求不高，反应剝牛温和，易于Sfc^，实现:nik化^;6. 经济性能好，成本低。秸秆和无机铝盐为本专利技术的合成原料，来源广，价格低，X彌秆的"绿色"^ffi^^循环经济，清洁^的需要。下面ffl31实施例对本专利技术进一步详细说明。 实施例l本专利技术以秸秆、无机铝盐(三氯化铝)和水为本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种生态型高效复合絮凝剂，其特征在于：以秸秆粉末和铝盐为原料，氢氧化钠溶液和氯乙酸溶液为碱化剂和醚化剂，水作为反应溶剂，按如下步骤和方法实施制备：ａ）碱化过程：称取一定质量秸秆粉末，按秸秆与氢氧化钠质量比１∶１～１∶１５０加入１７～２５％的氢氧化钠溶液，搅拌均匀，于２０℃～４０℃温度条件下碱化４０～７０分钟；ｂ）醚化过程：按秸秆与氯乙酸质量比１∶２～１∶１２０，在上述反应液中加入１０～１５％的氯乙酸溶液，于温度条件７０～８０℃下醚化４０～６０分钟；ｃ）复合过程：按质量比１∶０．１～１∶１５在经过碱化和醚化的上述反应液中加入浓度为２０～７０％的无机铝盐溶液，于３０～９０℃温度条件下反应１～１０小时，得灰褐色液体产品。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：杨晓霞，周启星，华涛，王铁良，
申请(专利权)人：南开大学，
类型：发明
国别省市：12[中国|天津]
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