申请日2016.04.06
公开(公告)日2016.08.17
IPC分类号C02F1/56; C02F1/52; C08G65/26
摘要
本发明公开了一种去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂的制备方法，属于废水处理技术领域。本发明以硝酸镍、硝酸铝、硝酸银和硝酸镁为原料，混合溶于含尿素的无水乙醇溶液中，搅拌后于反应釜中反应，经冷却、洗涤、煅烧、碾磨制得水滑石粉末，加入二乙醇胺、十八烷基三甲基溴化铵搅拌反应，滴加氢氧化钠，生成沉淀物，经煅烧碾磨，与环氧氯丙烷混合，用二甲胺滴定，再加入有机引发剂经聚合反应、熟化制得絮凝脱色剂。本发明的有益效果是：本发明制备步骤简单，所得产品对COD低于300 mg/L废水去除效率高，达99.6%以上，针对性强;无需进一步深度氧化处理，成本低于其他方法22%以上。
权利要求书
1.一种去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：
(1)称取10～15g硝酸镍、12～13g硝酸铝、8～10g硝酸银和8～12g硝酸镁，在120r/min下搅拌混合均匀，收集混合物，将混合物溶解于100～180mL含有0.03～0.04mol尿素的无水乙醇溶液中，搅拌1～2h，待搅拌完后，将搅拌物倒入反应釜中，控制反应釜中温度为138～156℃，反应14～16h;
(2)待反应完成后，将反应物放入冰水中冷却至室温，并用乙醇和去离子水反复洗涤3～5次，洗涤后放入60～70℃真空干燥箱中干燥6～8h，干燥后将干燥物放入马弗炉中，控制马弗炉中温度为500～700℃，煅烧2～3h，随后置于碾磨机中碾磨1～2h，过80～100目筛，得水滑石粉末;
(3)向上述所得的水滑石粉末中分别加入30～40mL二乙醇胺和25～35mL十八烷基三甲基溴化铵，搅拌反应1～2h，边搅拌边向其中滴加10～12mL质量分数为30%氢氧化钠溶液，待搅拌反应后，静置1～2h，随后过滤收集沉淀物，并将沉淀物置于马弗炉中，控制马弗炉中温度为600～700℃，煅烧3～4h，将煅烧物进行碾磨，过筛得混合粉末;
(4)向上述所得的混合粉末中加入100～120mL环氧氯丙烷，搅拌20～30min，使其充分混合均匀后，控制温度为3～7℃，以2～3滴/s速率向其中滴加8～10mL二甲胺，滴加完毕后，搅拌反应1～2h;
(5)待搅拌反应后，向其中加入步骤(3)中混合粉末质量0.3～0.5%过氧化月桂酰，在75～85℃下，聚合反应2～3h，聚合反应后，置于温度为100～125℃下，熟化3～5h，即制得一种去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂。
说明书
一种去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂的制备方法
技术领域
本发明涉及一种去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂的制备方法，属于废水处理技术领域。
背景技术
脱色絮凝剂是一种集脱色、絮凝、去除COD等于一身的新型的季胺型有机高分子絮凝剂。双氰胺-甲醛阳离子聚合物脱色絮凝剂是在一定条件下进行甲醛与双氰胺的加成反应，生成羟甲基双氰胺，然后再在一定的条件下进行羟甲基化合物的二缩聚反应。合成反应所生成的DF聚合物含有氨基，将它们投入到废水中时，不仅可中和废水中胶粒的负电荷，而且能对胶粒吸附架桥而达到絮凝的效果，且聚合物分子上的氨基可与染料分子中的磺酸基等阴离子基团之间相互作用生成牢固的离子链，形成不溶于水的高分子化合物。这类化合物被吸附在水中的胶体杂质的负电子粒子上，形成大颗粒，从而达到絮凝效果。
目前絮凝脱色剂的制备方法是在装有回流冷凝管及搅拌器的三颈烧瓶中加入双氰胺、尿素及氯化铵，搅拌，开通冷凝水，分批加入甲醛水溶液，水浴升温使三颈烧瓶内温度为32e，反应开始进行，期间伴有放热现象。停止加热，依靠烧瓶内反应物产生的反应热使反应温度缓慢上升。待反应热释放高峰过后再加入余下的甲醛水溶液，逐步升温至预定的反应温度，反应后冷却，得无色透明、易溶于水、带有黏性、流动性良好的液体即为絮凝脱色剂。该絮凝脱色剂对废水COD高于300 mg/L的去除率较高，但COD值降到300 mg/L时，除去效果较差，去除率低，需作进一步的深度氧化处理才能达到排放要求，导致处理时间长，成本增加等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题：针对双氰胺-甲醛阳离子聚合物絮凝脱色剂对废水COD高于300 mg/L的去除率较高，但COD值降到300 mg/L时，去除效果较差，去除率低，且需作进一步的深度氧化处理才能达到排放要求，导致处理时间长，成本增加的弊端，提供了一种以硝酸镍、硝酸铝、硝酸银和硝酸镁为原料，混合溶于含尿素的无水乙醇溶液中，搅拌后于反应釜中反应，经冷却、洗涤、煅烧、碾磨制得水滑石粉末，加入二乙醇胺、十八烷基三甲基溴化铵搅拌反应，滴加氢氧化钠，生成沉淀物，经煅烧碾磨，与环氧氯丙烷混合，用二甲胺滴定，再加入有机引发剂经聚合反应、熟化制得絮凝脱色剂的方法。本发明制备步骤简单，所得产品对COD低于300 mg/L废水去除效率高，达99.6%以上，针对性强。
为解决上述技术问题，本发明采用如下所述的技术方案是：
(1)称取10～15g硝酸镍、12～13g硝酸铝、8～10g硝酸银和8～12g硝酸镁，在120r/min下搅拌混合均匀，收集混合物，将混合物溶解于100～180mL含有0.03～0.04mol尿素的无水乙醇溶液中，搅拌1～2h，待搅拌完后，将搅拌物倒入反应釜中，控制反应釜中温度为138～156℃，反应14～16h;
(2)待反应完成后，将反应物放入冰水中冷却至室温，并用乙醇和去离子水反复洗涤3～5次，洗涤后放入60～70℃真空干燥箱中干燥6～8h，干燥后将干燥物放入马弗炉中，控制马弗炉中温度为500～700℃，煅烧2～3h，随后置于碾磨机中碾磨1～2h，过80～100目筛，得水滑石粉末;
(3)向上述所得的水滑石粉末中分别加入30～40mL二乙醇胺和25～35mL十八烷基三甲基溴化铵，搅拌反应1～2h，边搅拌边向其中滴加10～12mL质量分数为30%氢氧化钠溶液，待搅拌反应后，静置1～2h，随后过滤收集沉淀物，并将沉淀物置于马弗炉中，控制马弗炉中温度为600～700℃，煅烧3～4h，将煅烧物进行碾磨，过筛得混合粉末;
(4)向上述所得的混合粉末中加入100～120mL环氧氯丙烷，搅拌20～30min，使其充分混合均匀后，控制温度为3～7℃，以2～3滴/s速率向其中滴加8～10mL二甲胺，滴加完毕后，搅拌反应1～2h;
(5)待搅拌反应后，向其中加入步骤(3)中混合粉末质量0.3～0.5%过氧化月桂酰，在75～85℃下，聚合反应2～3h，聚合反应后，置于温度为100～125℃下，熟化3～5h，即制得一种去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂。
本发明的应用方法：将本发明制备的去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂添加至含有质量浓度为50～290mg/L的刚果红印染废水中，添加量为3～5mg/L，搅拌反应1～3h，印染废水颜色逐渐变为无色透明，出水后的废水中刚果红质量浓度降低为0.19～1.61mg/L，去除率达99.6%以上，值得推广与使用。
本发明与其他方法相比，有益技术效果是：
(1)本发明制备步骤简单，所得产品对COD低于300 mg/L废水去除效率高，达99.6%以上，针对性强;
(2)无需进一步深度氧化处理，成本低于其他方法22%以上。
具体实施方式
首先称取10～15g硝酸镍、12～13g硝酸铝、8～10g硝酸银和8～12g硝酸镁，在120r/min下搅拌混合均匀，收集混合物，将混合物溶解于100～180mL含有0.03～0.04mol尿素的无水乙醇溶液中，搅拌1～2h，待搅拌完后，将搅拌物倒入反应釜中，控制反应釜中温度为138～156℃，反应14～16h;然后待反应完成后，将反应物放入冰水中冷却至室温，并用乙醇和去离子水反复洗涤3～5次，洗涤后放入60～70℃真空干燥箱中干燥6～8h，干燥后将干燥物放入马弗炉中，控制马弗炉中温度为500～700℃，煅烧2～3h，随后置于碾磨机中碾磨1～2h，过80～100目筛，得水滑石粉末;向上述所得的水滑石粉末中分别加入30～40mL二乙醇胺和25～35mL十八烷基三甲基溴化铵，搅拌反应1～2h，边搅拌边向其中滴加10～12mL质量分数为30%氢氧化钠溶液，待搅拌反应后，静置1～2h，随后过滤收集沉淀物，并将沉淀物置于马弗炉中，控制马弗炉中温度为600～700℃，煅烧3～4h，将煅烧物进行碾磨，过筛得混合粉末;再向上述所得的混合粉末中加入100～120mL环氧氯丙烷，搅拌20～30min，使其充分混合均匀后，控制温度为3～7℃，以2～3滴/s速率向其中滴加8～10mL二甲胺，滴加完毕后，搅拌反应1～2h;最后待搅拌反应后，向其中加入混合粉末质量0.3～0.5%过氧化月桂酰，在75～85℃下，聚合反应2～3h，聚合反应后，置于温度为100～125℃下，熟化3～5h，即制得一种去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂。
实例1
首先称取10g硝酸镍、12g硝酸铝、8g硝酸银和8g硝酸镁，在120r/min下搅拌混合均匀，收集混合物，将混合物溶解于100mL含有0.03mol尿素的无水乙醇溶液中，搅拌1h，待搅拌完后，将搅拌物倒入反应釜中，控制反应釜中温度为138℃，反应14h;然后待反应完成后，将反应物放入冰水中冷却至室温，并用乙醇和去离子水反复洗涤3次，洗涤后放入60℃真空干燥箱中干燥6h，干燥后将干燥物放入马弗炉中，控制马弗炉中温度为500℃，煅烧2h，随后置于碾磨机中碾磨1h，过80目筛，得水滑石粉末;向上述所得的水滑石粉末中分别加入30mL二乙醇胺和25mL十八烷基三甲基溴化铵，搅拌反应1h，边搅拌边向其中滴加10mL质量分数为30%氢氧化钠溶液，待搅拌反应后，静置1h，随后过滤收集沉淀物，并将沉淀物置于马弗炉中，控制马弗炉中温度为600℃，煅烧3h，将煅烧物进行碾磨，过筛得混合粉末;再向上述所得的混合粉末中加入100mL环氧氯丙烷，搅拌20min，使其充分混合均匀后，控制温度为3℃，以2滴/s速率向其中滴加8mL二甲胺，滴加完毕后，搅拌反应1h;最后待搅拌反应后，向其中加入混合粉末质量0.3%过氧化月桂酰，在75℃下，聚合反应2h，聚合反应后，置于温度为100℃下，熟化3h，即制得一种去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂。将本发明制备的去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂添加至含有质量浓度为50mg/L的刚果红印染废水中，添加量为3mg/L，搅拌反应1h，印染废水颜色逐渐变为无色透明，出水后的废水中刚果红质量浓度降低为0.19mg/L，去除率达99.62%，值得推广与使用。
实例2
首先称取13g硝酸镍、13g硝酸铝、9g硝酸银和10g硝酸镁，在120r/min下搅拌混合均匀，收集混合物，将混合物溶解于140mL含有0.04mol尿素的无水乙醇溶液中，搅拌2h，待搅拌完后，将搅拌物倒入反应釜中，控制反应釜中温度为147℃，反应15h;然后待反应完成后，将反应物放入冰水中冷却至室温，并用乙醇和去离子水反复洗涤4次，洗涤后放入65℃真空干燥箱中干燥7h，干燥后将干燥物放入马弗炉中，控制马弗炉中温度为600℃，煅烧3h，随后置于碾磨机中碾磨2h，过90目筛，得水滑石粉末;向上述所得的水滑石粉末中分别加入35mL二乙醇胺和30mL十八烷基三甲基溴化铵，搅拌反应2h，边搅拌边向其中滴加11mL质量分数为30%氢氧化钠溶液，待搅拌反应后，静置2h，随后过滤收集沉淀物，并将沉淀物置于马弗炉中，控制马弗炉中温度为650℃，煅烧4h，将煅烧物进行碾磨，过筛得混合粉末;再向上述所得的混合粉末中加入110mL环氧氯丙烷，搅拌25min，使其充分混合均匀后，控制温度为5℃，以3滴/s速率向其中滴加9mL二甲胺，滴加完毕后，搅拌反应2h;最后待搅拌反应后，向其中加入混合粉末质量0.4%过氧化月桂酰，在80℃下，聚合反应3h，聚合反应后，置于温度为113℃下，熟化4h，即制得一种去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂。将本发明制备的去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂添加至含有质量浓度为170mg/L的刚果红印染废水中，添加量为4mg/L，搅拌反应2h，印染废水颜色逐渐变为无色透明，出水后的废水中刚果红质量浓度降低为0.51mg/L，去除率达99.70%，值得推广与使用。
实例3
首先称取15g硝酸镍、13g硝酸铝、10g硝酸银和12g硝酸镁，在120r/min下搅拌混合均匀，收集混合物，将混合物溶解于180mL含有0.04mol尿素的无水乙醇溶液中，搅拌2h，待搅拌完后，将搅拌物倒入反应釜中，控制反应釜中温度为156℃，反应16h;然后待反应完成后，将反应物放入冰水中冷却至室温，并用乙醇和去离子水反复洗涤5次，洗涤后放入70℃真空干燥箱中干燥8h，干燥后将干燥物放入马弗炉中，控制马弗炉中温度为700℃，煅烧3h，随后置于碾磨机中碾磨2h，过100目筛，得水滑石粉末;向上述所得的水滑石粉末中分别加入40mL二乙醇胺和35mL十八烷基三甲基溴化铵，搅拌反应2h，边搅拌边向其中滴加12mL质量分数为30%氢氧化钠溶液，待搅拌反应后，静置2h，随后过滤收集沉淀物，并将沉淀物置于马弗炉中，控制马弗炉中温度为700℃，煅烧4h，将煅烧物进行碾磨，过筛得混合粉末;再向上述所得的混合粉末中加入120mL环氧氯丙烷，搅拌30min，使其充分混合均匀后，控制温度为7℃，以3滴/s速率向其中滴加10mL二甲胺，滴加完毕后，搅拌反应2h;最后待搅拌反应后，向其中加入混合粉末质量0.5%过氧化月桂酰，在85℃下，聚合反应3h，聚合反应后，置于温度为125℃下，熟化5h，即制得一种去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂。将本发明制备的去除印染废水中刚果红絮凝脱色剂添加至含有质量浓度为290mg/L的刚果红印染废水中，添加量为5mg/L，搅拌反应3h，印染废水颜色逐渐变为无色透明，出水后的废水中刚果红质量浓度降低为1.61mg/L，去除率达99.79%，值得推广与使用。