申请日2014.06.13
公开(公告)日2014.08.27
IPC分类号C02F1/52; C02F1/56; C02F1/54
摘要
本发明涉及一种水处理的无机、有机复合的絮凝剂的制备技术，其原料成分包括淀粉、聚丙烯酰胺、次氯酸钠、羧甲基纤维素钠、硅酸钠、过硫酸钾、亚硫酸钠和水。本发明的有益效果在于，所制备的絮凝剂具有绿色环保、成本低廉的优点，在造纸综合废水中应用可使CODcr大幅降低，微细纤维回收率高，能有效提高微细纤维的留着率，减少废水负荷。
权利要求书
1.一种水处理的絮凝剂，其特征在于，其原料成分包括淀粉、聚丙烯酰胺、次氯酸钠、羧甲基纤维素钠、硅酸钠、过硫酸钾、亚硫酸钠和水，并且根据以下配比及步骤制得：(1)在5g 淀粉中加入50ml 水，置于搅拌机中，控制转速160-240 r.p.m，温度95士1℃，糊化40 分钟后冷却至室温;(2)将3g 相对分子质量为30-300万的聚丙烯酰胺溶于50ml 水中，加入浓度为10%的次氯酸钠水溶液30ml，先控制转速200 r.p.m 状态9-11 分钟后，再控制转速为100r.p.m，在室温下反应0.8-3.5 小时;(3)取PH 值为3-4、模数为3.5-4 的硅酸钠溶液500mL 于三口烧瓶中，并置于恒温水浴锅中，将步骤(1)、(2)的制备物加入，同时加入10g 羧甲基纤维素钠，搅拌溶解，当水浴温度达到75℃时加入0.0015-0.0025g 过硫酸钾和0.004-0.0065g 亚硫酸钠作为交联剂，恒温水浴反应4h，即得絮凝剂溶液。
说明书
一种水处理的无机、有机复合的絮凝剂的制备技术
技术领域
本发明涉及一种复合型絮凝剂的制备技术，具体说是一种水处理用环保低成本的无机- 有机复合的絮凝剂。
背景技术
近年来，随着中国国民经济的快速发展，水的供需矛盾日益突出。水荒、水污染已对中国国民经济和工农业生产的发展以及人们的生活构成了严重威肋。污水处理回用是解决水危机的主要途径。絮凝沉降法是处理污水的经济、简便的方法。在絮凝沉降法中，絮凝剂的选择最为关键。在絮凝剂中，无机絮凝剂存在投药量大、污泥含水率高等缺点。而现有的有机高分子絮凝剂，虽能克服上述不足，但成本较高。为此高效低成本絮凝剂的制备成为研究者们关注的热点之一。
聚丙烯酞胺(Polyscrylamide) 简称PAM，分子式为:[CH2-CH(CONH2)]n，是线状高分子聚合物，分子量在400-2000 万之间，固体产品外观为白色或略带黄色粉末，液态为无色粘稠胶体状，易溶于水，温度超过120℃时易分解。有文献报道，国外研究者发现聚丙烯酰胺的降解产物可作为细菌生命活动的营养物质，反过来营养物质又会促进聚丙烯酰胺的降解。因此成为应用最为的广泛的絮凝剂之一，然而聚丙烯酰胺的单体丙烯酰胺是一种致癌物质，目前许多国家多已经减少了其应用。
大量实践表明，将两种或两种以上的絮凝剂通过复配或反应形成一种复合絮凝剂进行应用，则可以克服使用单一絮凝剂的不足，实现优势互补，且用量少、成本低、效率高，因此，复合絮凝剂是今后絮凝剂的研究重点和发展方向。
发明内容
为了客服上述现有技术的不足，本发明提供了一种水处理的无机、有机复合的絮凝剂的制备技术。
为实现本发明目的所采用的具体技术方案是：
一种水处理的絮凝剂，其特征在于，其原料成分包括淀粉、聚丙烯酰胺、次氯酸钠、羧甲基纤维素钠、硅酸钠、过硫酸钾、亚硫酸钠和水，并且根据以下配比及步骤制得：
(1)在5g 淀粉中加入50ml 水，置于搅拌机中，控制转速160-240 r.p.m，温度95士1℃，糊化40 分钟后冷却至室温;
(2)将3g 相对分子质量为30-300万的聚丙烯酰胺溶于50ml 水中，加入浓度为10%的次氯酸钠水溶液30ml，先控制转速200 r.p.m 状态9-11 分钟后，再控制转速为100r.p.m，在室温下反应0.8-3.5 小时;
(3)取PH 值为3-4、模数为3.5-4 的硅酸钠溶液500mL 于三口烧瓶中，并置于恒温水浴锅中，将步骤(1)、(2)的制备物加入，同时加入10g 羧甲基纤维素钠，搅拌溶解，当水浴温度达到75℃时加入0.0015-0.0025g 过硫酸钾和0.004-0.0065g 亚硫酸钠作为交联剂，恒温水浴反应4h，即得絮凝剂溶液。
本发明通过大量实验，选择了上述组分配比以及相应的制备参数。本发明的絮凝剂溶液中的聚丙烯酰胺通过Hofmann 反应生成的聚乙烯胺为阳离子型高聚物，而淀粉在制备过程中被氧化成为阴离子型高聚物，因此高聚物间通过离子键、次价键力和机械缠绕等作用复合成具有网状结构的超高分子量的两性聚电解质。不但可以电中和废水中胶体微粒及颗粒所带的负电荷，而且超高分子量的网状结构具有桥联及网捕作用，易与胶体微粒及颗粒形成大的絮凝体，达到显著的絮凝效果。淀粉和羧甲基纤维素是来源最为丰富的天然高分子材料，由于在复合物中用淀粉代替了部分聚乙烯胺，成本可大幅下降。另外由于在复合物中进一步采用了羧甲基纤维素纳，其为纤维素羧甲基醚的钠盐，属阴离子型纤维素醚，易于分散在水中成透明胶状溶液，在PH 值为2-3 时会出现沉淀，遇多价金属盐也会反应出现沉淀。因此得到的絮凝剂兼具无机絮凝剂的破胶能力及有机高分子絮凝剂的快速絮凝作用。
本发明的有益效果在于，所制备的絮凝剂具有绿色环保、成本低廉的优点，在造纸综合废水中应用可使CODcr 大幅降低，微细纤维回收率高。在石材污水中应用仅需10-15g/m3 的用量，可使石材污水的浊度从大于20000NTU 降至60NTU 左右。该絮凝剂还可作为造纸中的助滤助留剂，能有效提高微细纤维的留着率，减少废水负荷。