本发明专利技术涉及复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)及其制备方法。本发明专利技术CBF-AM絮凝剂以复合型生物絮凝剂、丙烯酰胺为主要原料，以过硫酸钾和亚硫酸钠为引发剂，通过接枝共聚反应制得。整个反应在同一反应器中完成，生产工艺简单，且整个反应条件温和，易于控制。本发明专利技术的絮凝剂具有产品稳定性好，用量小，絮凝效果好，处理效率高，污泥产生量小等特点，可广泛适用于给水、废水处理。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)及其制备方法，属于化学
技术介绍
20世纪50年代以后，工农业迅速发展，人口急剧增长，全球水资源状况迅速恶化， “水危机”日趋严重。我国水资源环境受到不同程度的污染，且不断加剧，为了节约水资源， 提高水的利用率，减轻废水对水环境的污染，必须加强对生活污水及工业废水的处理。在水处理工艺中，混凝沉淀是应用最普遍、最广泛、并且成本较低的关键技术环节，它决定着后续流程的运行工况、最终出水水质和运行成本，因而成为环境工程领域中重要的研究内容之一。而混凝处理效果的高低很大程度上取决于混凝剂的优劣。混凝剂属于高科技含量、高附加值产品，它在很大程度上决定着水处理技术与装备的创新发展、设施与工艺流程简化、 运行费用以及水质净化质量。因此，新型、高效混凝剂始终是水处理环保
中重点发展的支柱产业，也是水工业与水污染治理工程技术与设备创新发展的基础产业。微生物絮凝剂(microbial flocculants, MBFs)是天然高分子絮凝剂中的重要种类，是由微生物产生的具有絮凝活性的代谢产物，具有良好的絮凝沉淀性能，安全无毒，易于生物降解，不会给环境带来二次污染，其主要化学成分为多糖、蛋白质、糖蛋白、纤维素和脱氧核糖核酸等。微生物絮凝剂是利用生物技术，通过微生物发酵、抽提、精制而得到的一种具有生物分解性和安全性的新型、高效、无毒的水处理剂。从来源来看，MBFs主要有4种类型利用微生物细胞、微生物细胞壁提取物、微生物细胞代谢产物以及通过克隆技术所获得的絮凝剂。由于MBFs不仅克服了无机和有机絮凝剂在使用安全和环境污染方面的问题， 而且也易于实现工业化生产，所以MBFs取代大部分传统的无机高分子和合成有机高分子絮凝剂将成为一种趋势。2003年，马放等提出了复合型生物絮凝剂(CBF)的概念，CBF由F2 和F6两株从土壤中筛选分离出的高效絮凝剂产生菌混合发酵产生，其主要成分为多聚糖 (90. 6%)和蛋白质9. 3%)。F2和F6经鉴定分别为放射根瘤菌(Rhizobium rad iobacter) 和球形芽孢杆菌(Bacillus sphaeicus)。参见孟路等，复合型生物絮凝剂处理低温低浊水影响因素，哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室，哈尔滨工业大学学报， 2009，41(8) :42-45。复合型生物絮凝剂是由F2和F6两株从土壤中筛选分离出来的絮凝剂，本身带有负电荷，zeta电位在_40mV左右。关于微生物絮凝剂的混凝机理，较为普遍接受的是架桥作用，但其广谱活性已证明吸附机理并不是唯一的，且只能解释部分菌类引起的絮凝。马放等认为尽管在复合型生物絮凝剂(CBF)和高岭土之间絮凝过程中存在架桥作用，但主要是靠离子键结合。尽管某些絮凝反应可以用离子键、氢键学说很好地解释，但在解释一些实验现象时也遇到了质疑，如张永奎等认为微生物絮凝剂产生菌Z-67所产絮凝剂MBF-33与高岭土颗粒之间既非离子键结合也非氢键结合。对CBF的成分分析表明，CBF分子中含有较多的-OH基团和-C00-极性基团。参见马放等，复合型生物絮凝剂成分分析及其絮凝机理的研究，哈尔滨工业大学市政环境工程学院，环境科学学报，2005，25 (11) 1491-1496。根据该论文测定结果表明，复合型生物絮凝剂CBF的主要成分为多糖类物质，CBF中含有羧基，分别以-C00-和COOH的形式存在。但是，复合型生物絮凝剂(zeta电位约_40mV)负电性强，水处理效果欠佳。
技术实现思路
为了克服现有絮凝剂技术的不足，本专利技术提供一种复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)及其制备方法，通过接枝共聚丙烯酰胺对现有的复合型生物絮凝剂(CBF)进行改性，获得一种高效率、价廉的复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂 (CBF-AM)。本专利技术利用复合型生物絮凝剂(CBF)带有的羟基和羧基基团，通过接枝共聚丙烯酰胺，制备出既具有良好的贮存稳定性又具有良好絮凝效果的新型絮凝剂，即复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)。原料说明本专利技术的复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)采用的原料复合型生物絮凝剂是由F2和F6两株从土壤中筛选分离出来的絮凝剂，本身带有负电荷，zeta电位在-40mV左右。CBF的主要成分为多糖类物质，含有羧基分别以-C00-和COOH的形式存在。 根据现有技术制备。本专利技术的复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)，是以复合型生物絮凝剂(CBF)与丙烯酰胺接枝共聚制得，反应条件如下水浴温度30 70°C，通氮气，复合型生物絮凝剂(CBF)与丙烯酰胺的加入质量比为1 2 8，以过硫酸钾及亚硫酸钠为复合引发齐U，恒温反应1.0 3.0小时。本专利技术的复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)的制备方法，步骤如下(1)取复合型微生物絮凝剂与去离子水按质量体积比1 2 20 50单位g/ml 加入反应容器中，混合均勻；(2)通入氮气将反应容器中的氧气排尽后水浴加热至30 70°C，在持续通氮气并搅拌的条件下，加入质量浓度为10g/L的过硫酸钾溶液，搅拌，再加入质量浓度为IOg/ L的亚硫酸钠溶液，过硫酸钾与亚硫酸钠摩尔比为1 1 ；加入丙烯酰胺将反应容器密封， 停止通氮气，反应1. 0 3. 0小时；所述复合型生物絮凝剂(CBF)与丙烯酰胺的质量比为 1 2 8，所述过硫酸钾固体用量是丙烯酰胺质量的0.4% 0.8%。(3)反应结束将产品冷却至室温，加入过量乙醇并搅拌，使反应产物析出，抽滤，取滤渣，用丙酮洗涤三次，真空干燥即得产品。根据本专利技术优选的，步骤(1)中取复合型生物絮凝剂1. Og与去离子水30ml加入反应容器中，混合均勻。根据本专利技术优选的，步骤O)中水浴50°C为最佳反应温度。根据本专利技术优选的，步骤O)中反应时间为1 池，最优选1. Oh。根据本专利技术优选的，步骤O)中复合型生物絮凝剂(CBF)与丙烯酰胺的质量比为 1 2 8，过硫酸钾的加量是丙烯酰胺质量的0.4% 0.8%，最优选CBF与AM的质量比为1 4，过硫酸钾的加量是丙烯酰胺质量的0.6%。根据本专利技术制得的复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)经测定其 (zeta 电位为-20. 0 0. OmV。本专利技术的复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)适用于给水、废水处理等领域，特别适合高浊度水及低浊度水的的混凝处理。尤其是用于高岭土悬浊液或腐植酸废水的混凝处理。CBF-AM投加量一般在2-10mg/L，优选4_6mg/L。由于CBF分子中含有较多的-OH基团和-COO-极性基团，本专利技术通过接枝共聚化学反应对复合型生物絮凝剂进行改性，得到更高效、无毒、价廉的改性微生物絮凝剂。复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺在一定程度上克服了复合型生物絮凝剂负电性强，水处理效果欠佳，以及聚丙烯酰胺絮凝剂(PAM)价格偏高、残留单体的污染、使用受各种条件限制等缺点。复合型生物絮凝剂接枝丙烯酰胺絮凝剂(CBF-AM)在空间结构上显示出比均聚的PAM 具有更大的比表面积，对架桥和吸附沉淀有利等优点。因此本专利技术的接枝共聚物CBF-AM絮凝剂比相同分子量的均聚PA本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：高宝玉，赵艳侠，王燕，岳钦艳，荣红岩，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。