申请日2015.12.31
公开(公告)日2017.07.07
IPC分类号C02F1/52; C02F1/56; C02F103/28
摘要
本发明属于造纸废水回用处理助剂技术领域。本发明所述的造纸废水用复配絮凝剂，由高分子絮凝剂、改性膨润土和聚丙烯酰胺组成，所述的高分子絮凝剂为环氧氯丙烷和二甲胺聚合物，所述的改性膨润土为经过硫酸酸化后的膨润土。本发明选取成本低廉的膨润土原料进行改性，同时配合本发明方法制备的有机絮凝剂物料使用，综合成本低，制备和使用方法均简单易行。利用本发明的复配絮凝剂，在较小的投药量下，均能明显降低废水的TDS、电导率和COD，极大提高了造纸废水回收利用的次数。
摘要附图
权利要求书
1.一种造纸废水用复配絮凝剂，由高分子絮凝剂、改性膨润土和聚丙烯酰胺组成，所述的高分子絮凝剂为环氧氯丙烷和二甲胺聚合物，所述的改性膨润土为经过硫酸酸化后的膨润土。
2.如权利要求1所述的造纸废水用复配絮凝剂，其特征在于：所述的高分子絮凝剂是在40℃以下，将环氧氯丙烷逐步加入二甲胺，投料完毕后加入改性剂三乙烯四胺，然后恒温控制在60～80℃，反应5～8h得到。
3.如权利要求2所述的造纸废水用复配絮凝剂，其特征在于：所述的环氧氯丙烷和二甲胺投料摩尔比为1-1.5:1。
4.如权利要求2所述的造纸废水用复配絮凝剂，其特征在于：所述的三乙烯四胺占反应单体总重量1-2.5%。
5.如权利要求2所述的造纸废水用复配絮凝剂，其特征在于：所述的三乙烯四胺用量为聚合物总量的1.5%。
6.如权利要求2所述的造纸废水用复配絮凝剂，其特征在于：环氧氯丙烷与二甲胺投料摩尔比为1.3:1，改性剂三乙烯四胺用量为聚合物总量的1.5%，反应温度为70℃。
7.如权利要求1所述的造纸废水用复配絮凝剂，其特征在于：所述的改性膨润土是将膨润土与浓度为5-20%的硫酸混合，在60-100℃下酸活化3-7小时，再用水洗涤至pH值到4-5之间，最后烘干得到。
8.如权利要求7所述的造纸废水用复配絮凝剂，其特征在于：所述的硫酸与膨润土的液固比为2-5：1。
9.如权利要求7所述的造纸废水用复配絮凝剂，其特征在于：所述的硫酸浓度为15%。
10.权利要求1-9任意所述的造纸废水用复配絮凝剂，其特征在于：改性膨润土、高分子絮凝剂和聚丙烯酰胺的重量配比为：(200-300)：(6-144)：(4-5)。
说明书
一种造纸废水用复配絮凝剂及其制备方法
技术领域
本发明属于造纸废水回用处理助剂技术领域。
背景技术
目前造纸废水的混凝处理一般采用无机混凝剂，主要以铁盐系和铝盐系为主，对废水浊度、色度及COD的去除有一定的效果，但这类无机混凝剂处理后残留量大，水解后会使回收的浆水中逐渐累积新的离子和无机盐。如Al离子在开放系统中的平均浓度约为2mg/L，在封闭回用系统中则经常高达(30～40)mg/L。这样经过长时间封闭或半封闭循环用水后会使纸产品质量严重下降，并造成造纸生产的问题，具体表现为纸机留着率降低，纸业的抗张强度下降等。在有害的无机溶解物中，Fe离子的影响最大(使抗张指数降低15%)，Al离子次之(使抗张指数降低7%)。
为尽量避免有害离子对回用水的影响，同时提高水循环使用率，必须开发一种不增加有害离子浓度，成本低廉，絮凝效果好的药剂，从而减少循环回用水中的有害胶体和溶解性物质的含量，提高回用水质，降低对纸张性能和纸机运行的不利影响。最终提高造纸系统水的循环利用率，减少废水排放，节约水资源。
实现造纸过程水的回用的过程中，影响纸张性能和纸机运行的主要是回用水中较高含量的胶体和溶解性的物质。为提高回用水的质量和回用效率，絮凝剂必须促使废液中的溶质、胶体或者悬浮物颗粒形成较大的絮体，并且尽量减少回用水中无机离子的积累。天然铝硅酸盐类矿物可以应用于造纸工业，特别是经改性处理后，可作为造纸填料和助留助滤剂等改善纸张的性能和提高纸浆纤维利用率。可以推断，如果天然铝硅酸盐类矿物用于造纸废水回用絮凝剂，沉积在回收纸浆纤维中的少量药剂对回收纤维没有负面影响。但由于加填往往会降低纸张的机械性能，必须通过打浆和添加淀粉能够补偿这一强度损失，所以絮凝剂的用量在保证絮凝效果的情况下，尽量降低其用量，一方面降低药剂成本，另一方面减少其对回收纸浆纤维的影响。
就铝硅酸盐药剂的可行性而言，高岭土和膨润土是较合适的选择，高岭土中Al2O3的含量较多，在絮凝效果方面略强于膨润土，但过多铝离子会影响回用水质量，综合考虑成本因素，膨润土相对廉价，更适合推广应用。在絮凝药剂应用实践中，往往单独使用一种铝硅酸盐类矿物很难达到理想效果，需要通过改性处理和多种矿物的复合来提高絮凝效果，但是多种矿物的复合使用又使水解后回收的浆水中逐渐累积新的离子和无机盐。
综合成本和使用性能考虑，如果能在不引进其它金属离子的情况下，对膨润土进行改性增强其吸附能力和絮凝性能则解决了现有技术的两难问题。
发明内容
本发明的目的就是解决上述问题，提供一种改善型处理造纸废水的膨润土复配絮凝剂及其制备方法，采用该絮凝剂可以增加造纸废水回用次数和利用率。
为达上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种造纸废水用复配絮凝剂，由高分子絮凝剂、改性膨润土和聚丙烯酰胺(PAM)组成，所述的高分子絮凝剂为环氧氯丙烷和二甲胺聚合物，所述的改性膨润土为经过硫酸酸化后的膨润土。
所述的高分子絮凝剂制备方法，该方法是在40℃以下，将环氧氯丙烷逐步加入二甲胺，投料完毕后加入改性剂三乙烯四胺，然后恒温控制在60～80℃，反应5～8h，得到产品。优选的，环氧氯丙烷和二甲胺投料摩尔比为1-1.5:1，最优选为1.3:1。优选的，三乙烯四胺占反应单体总重量1-2.5%。更进一步，所述的高分子絮凝剂制备方法，环氧氯丙烷与二甲胺摩尔比为1.3:1，改性剂三乙烯四胺用量为聚合物总量的1.5%，反应温度为70℃。
所述的改性膨润土制备方法，该方法是将膨润土与浓度为5-20%的硫酸混合，在一定60-100℃下酸活化3-7小时，再用水洗涤至pH值到4-5之间，烘干得到活性白土产品。进一步，硫酸与膨润土的液固比为2-5：1。
利用本发明的复配絮凝剂净化造纸废水的方法，步骤是，首先将改性膨润土加入废水搅拌，然后加入高分子絮凝剂和PAM，改性膨润土投入量为200-300mg/L，高分子絮凝剂投入量为6-144mg/L，PAM用量为4-5mg/L。改性膨润土可以充分吸附废水中的纤维及其他污染物，加入有机絮凝剂后，可将膨润土与污染物一起共沉，达到除浊、降低COD的目的。
本发明的有益效果：本发明选取成本低廉的膨润土原料进行改性，同时配合本专利方法制备的有机絮凝剂物料使用，综合成本低，制备和使用方法均简单易行。利用本发明的复配絮凝剂，在较小的投药量下，均能明显降低废水的TDS、电导率和COD，极大提高了造纸废水回收利用的次数。