一种共价键型改性淀粉-粘土杂合絮凝剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术阳离子淀粉与粘土材料绿色高效复合获得一种无机/有机杂合混凝剂及其制备方法以及其在藻类收获及污泥脱水中的应用。通过醚化接枝对淀粉分子进行阳离子改性，然后将粘土材料通过共价键连接引入到阳离子淀粉分子中，保证了絮凝剂具有良好的稳定性，提高絮凝剂在絮凝过程中的电中和能力以及对藻类的收获能力和污泥脱水性能，降低了投加量，同时无机粘土材料具有较大密度，将其引入絮凝剂中，可以显著提高絮体的沉降性能，缩短沉降时间，提高絮体的密实度和机械性能，并且改善污泥泥饼的可压缩性。结果表明，提供的絮凝剂原料易获得，絮凝性能优异，具有高效的收获藻类能力及污泥脱水效率、较低的投加量和制备成本以及出色的混凝沉降性能。混凝沉降性能。混凝沉降性能。

【技术实现步骤摘要】
一种共价键型改性淀粉
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粘土杂合絮凝剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于水处理工艺应用领域，具体涉及一种天然高分子衍生物，共价键型改性淀粉
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粘土杂合絮凝剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着近年来经济的快速发展，各类点源污染与面源污染给天然水体带来了巨大的环境压力，导致众多天然河道、湖泊及水库出现了不同程度的富营养化现象及黑臭污染。有害藻华是一个可严重影响水生生态系统、人类健康和经济的重大环境问题。特别是铜绿微囊藻等蓝藻大量繁殖，可强烈影响水质，并在水中产生藻类有机物和微囊藻毒素，长期暴露对人类健康和水生生物多样性构成严重威胁。此外，截至2021年，中国全年产生3900万吨固体污泥，并且污泥产生量还将持续增加。污泥通常是由生活和工业废水通过一级沉淀池和二级沉淀池处理并过滤后得到的残渣，其含水率高达99％以上，如果处置不当，污泥也会对环境造成污染。因此，控制富营养化、减轻有害藻华以及污泥脱水对保护世界水资源、人类健康和经济增长至关重要。
[0003]目前，藻类收获和污泥脱水常用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性淀粉
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粘土杂合絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将市售粘土材料凹凸棒土、高岭土或膨润土分散于盐酸溶液中，加热搅拌，得到酸化预处理粘土材料；(2)将硅烷偶联剂分散于无水乙醇和水的混合溶剂中，得到水解后硅烷偶联剂溶液；(3)将所述酸化预处理粘土材料、无水乙醇和水解后硅烷偶联剂溶液混合进行第一接枝共聚反应，得到硅烷偶联剂接枝粘土材料NH2‑
ATP；(4)将所述NH2‑
ATP、水和阳离子改性淀粉混合进行第二接枝共聚反应，得到共价键型改性淀粉
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粘土杂合絮凝剂ATP@CS；所述阳离子改性淀粉由淀粉、氢氧化钠、水和阳离子单体醚化剂3
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氯
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羟丙基三甲基氯化铵混合得到。2.根据权利要求1所述的改性淀粉
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粘土杂合絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将凹凸棒土分散于盐酸溶液中，加热搅拌，得到酸化预处理凹凸棒土；(2)将硅烷偶联剂分散于乙醇和水的混合溶剂中，得到水解后硅烷偶联剂溶液；(3)将所述酸化预处理凹凸棒土、乙醇和水解后硅烷偶联剂溶液混合进行第一接枝共聚反应，得到硅烷偶联剂接枝凹凸棒土材料NH2‑
ATP；(4)将所述NH2‑
ATP、水和阳离子改性淀粉混合进行第二接枝共聚反应，得到共价键型改性淀粉
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粘土杂合絮凝剂ATP@CS；所述阳离子改性淀粉由淀粉、氢氧化钠、水和醚化剂3
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氯
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羟丙基三甲基氯化铵混合得到。3.根据权利要求1所述的改性淀粉
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粘土杂合絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述凹凸棒土平均粒径为600～800nm，所述硅烷偶联剂为末端带有氨基的硅烷偶联剂KH550。4.根据权利要求1所述的改性淀粉
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粘土杂合絮凝剂的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中酸化预处理反应的温度为80℃，时间为1h，步骤(2)中硅烷偶联剂预先水解5～60min，所述步骤(3)中第一接枝共聚反应的时间为2～8h，，所述步骤(4)中第二接枝共聚反应的时间为2～8h，所述步骤(1)中盐酸溶液浓度为1mol/L～10mol/L。5.根据权利要求1所述的改性淀粉
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粘土杂合絮凝剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将20.0g凹凸棒土颗粒加入到200mL 6mol/L盐酸溶液中，置于水浴锅中保持温度80℃下持续搅拌1h，结束后用去离子水反复洗涤至无氯离子残留，在60℃下真空干燥24h，得到酸化预处理凹凸棒土；(2)将2.0g硅烷偶联剂KH550加入到12ml无水乙醇和6ml去离子水的混合溶液中，磁力搅拌60min至水解充分，得到水解后硅烷偶联剂溶液；(3)将步骤(1)中4.0g酸化预处理凹凸棒土加入到200ml无水乙醇溶液中，置于水浴锅中保持温度80℃，使用蠕动泵逐滴加入步骤(2)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨琥，夏玮，沈少航，章龙管，罗章，刁鹏，石鸿韬，冯赟杰，孙畅，袁格成，
申请(专利权)人：中铁工程服务有限公司，
类型：发明
国别省市：