申请日2007.09.04
公开(公告)日2008.02.20
IPC分类号C02F103/30; C02F1/52
摘要
本发明公开了一种用于处理印染废水的有机-无机复合絮凝剂及其制备方法和使用方法，它以可溶性铝盐和铁盐、玉米淀粉为主要原料，硫酸、氢氧化钙为反应助剂，具体制备过程为：首先将玉米淀粉配成6～20%的淀粉溶液，在40～90℃的水浴中缓慢匀速按淀粉与碱的质量比6～15∶1加入碱液，改性反应1～8小时;然后向铝盐与铁盐溶液中按铝∶铁∶淀粉(质量比)=0.25～1∶0.02～0.5∶1加入改性淀粉溶液，调节pH值到1.0～4.0，在40～90℃温度条件下复合反应2～5小时得到复合絮凝剂。本发明絮凝剂配制简便，使用方便，药剂投加量少，CODCr去除率和脱色率高，易于生物降解。
权利要求书
1.一种用于处理印染废水的有机-无机复合絮凝剂的制备方法，其 特征在于包括如下步骤：
(1)改性淀粉的制备：将玉米淀粉配成6～20%的淀粉溶液， 在40～90℃水浴中按玉米淀粉与碱的重量比6～15∶1加入碱液，搅拌， 改性反应1～8小时;
(2)有机-无机复合反应：向铝盐与铁盐混合溶液中加入改性淀 粉溶液，铝∶铁∶玉米淀粉(重量比)=0.25～1∶0.02～0.5∶1，用 酸调节pH值到1.0～4.0，在40～90℃温度条件下搅拌，复合反应2～ 5小时。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(1)中，先 是100～300转/分搅拌5～10分钟，使淀粉均匀分布在水中，再在搅 拌条件下加入碱液，开始100～300转/分搅拌3～5分钟，而后30～ 80转/分，改性反应1～8小时。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于步骤(2)所述搅 拌是采用恒温磁力搅拌器中速搅拌。
4.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：步骤(2) 所述酸为硫酸或盐酸，碱为氢氧化钠或氢氧化钙。
5.一种用于处理印染废水的有机-无机复合絮凝剂，其特征在于由 权利要求1所述的制备方法制备而成。
6.权利要求5所述的用于处理印染废水的有机-无机复合絮凝剂 的使用方法，其特征在于包括如下步骤：用碱或酸调节印染废水pH 为6～10，按每L废水加入5～15mL复合絮凝剂，先快速搅拌2～5 分钟，再慢速搅拌5～10分钟，静止放置分层。
说明书
一种用于处理印染废水的有机-无机复合絮凝剂及其制备方法和使用方法
技术领域
本发明涉及一种用于处理印染废水的絮凝剂及其制备方法和使 用方法。
背景技术
水是生命的起源，是人类和生物赖以生存的物质，目前世界水污 染问题日趋严重，水处理问题也变得越来越严峻。据统计，2003年 在全国各工业行业中，废水排放量居前5位的行业为造纸业、化工制 造业、电力业、黑色金属冶炼业和纺织印染业，其废水排放量分别占 全国工业废水统计排放量的16.8%、16.5%、13.1%、9%、7.5%。我 国是世界纺织大国，随着燃料工业的迅速发展和染整技术的进步，印 染行业中使用新型助剂、燃料和整理剂不断增加，使得印染废水水质 越来越复杂，加上其排放量大，已成为我国目前严重污染环境的主要 工业废水之一。
混凝沉降是处理染料废水经常采用的方法之一，是迄今为止工艺 上比较成熟、处理效果比较稳定的染料废水处理方法，其工艺流程简 单、操作管理方便、设备投资省、占地面积小，对疏水性染料脱色效 果很高。絮凝剂是该工艺的核心部分，其性能直接关系到絮凝效果的 好坏，研制开发新型高效的絮凝剂是实现絮凝过程优化的核心技术， 研发具有优良性能又安全可靠的新型絮凝剂一直是废水处理研究的 重要课题。
无机絮凝剂具有价格低廉，最佳投药范围宽等优点，但存在吸附 架桥能力弱，投药量较多等缺点。而有机絮凝剂虽然吸附架桥能力强， 产品稳定性好，但处理成本高，而且一部分难生物降解，有些还具有 一定毒副作用。鉴于两类絮凝剂各自的优缺点以及两者在性能和成本 上的互补性，对无机-有机复合絮凝剂的研究逐渐成为热点。复合絮 凝剂能克服使用单一絮凝剂的许多不足，在降低成本的同时提高絮凝 性能。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的缺点，提供一种成本低， 絮凝性能好，易于降解的用于处理印染废水的有机-无机复合絮凝剂。
本发明的另一个目的是提供上述复合絮凝剂的制备方法。
本发明的进一步目的是提供上述复合絮凝剂的使用方法。
本发明的用于处理印染废水的有机-无机复合絮凝剂，以玉米淀 粉、铝盐、铁盐为主要原料，以水作为反应溶剂，以碱液作为淀粉改 性剂。具体制备过程如下：
(1)改性淀粉的制备：将玉米淀粉配成6～20%的淀粉溶液，在 40～90℃水浴中按玉米淀粉与碱的重量比6～15∶1加入碱液，搅拌， 改性反应1～8小时;
(2)有机-无机复合反应：向铝盐与铁盐混合溶液中加入改性淀 粉溶液，铝∶铁∶玉米淀粉(重量比)=0.25～1∶0.02～0.5∶1，用 酸调节pH值到1.0～4.0，在40～90℃温度条件下搅拌，复合反应2～ 5小时。
在上述制备方法中，步骤(1)中，先是100～300转/分搅拌5～ 10分钟，使淀粉均匀分布在水中，再在搅拌条件下加入碱液，开始 100～300转/分搅拌3～5分钟，而后30～80转/分，改性反应1～8 小时。
在上述制备方法中，步骤(2)所述搅拌是采用恒温磁力搅拌器 中速搅拌。
在上述制备方法中，步骤(2)所述酸为硫酸或盐酸，碱为氢氧 化钠或氢氧化钙。
本发明的用于处理印染废水的有机-无机复合絮凝剂的使用方法 如下：用碱或酸调节印染废水PH为6～10(碱可选氢氧化钠、氢氧 化钙，酸可选醋酸、硫酸或盐酸)，按每L废水加入5～15mL复合絮 凝剂，先快速搅拌2～5分钟，再慢速搅拌5～10分钟，静止放置30 分钟，取上清液测定CODCr去除率和脱色率。CODCr去除率达50% 以上，脱色率达90%以上。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
(1)铝铁复合絮凝剂兼具铝盐净水效果优良，铁盐沉降速度快、水 处理成本低之优点，将铝铁复合盐与有机絮凝剂复合，能显著改善无 机絮凝剂的稳定性，还能增强絮凝剂的吸附架桥能力，保证絮凝效果。
(2)本发明的复合絮凝剂采用天然高分子絮凝剂玉米淀粉替代合成 高分子絮凝剂，易于生物降解，避免对水体造成二次污染。
(3)淀粉与铝盐铁盐形成的复合絮凝剂在絮凝初期通过淀粉链上结 合的无机絮凝盐所带的正电荷通过压缩双电层过程絮凝废水中污染 物，然后在复合絮凝剂中富含多羟基的淀粉高分子链的网捕和架桥作 用下，水体中微小颗粒物和污染物聚积形成大絮凝体而沉降。由于药 剂投加量少，而且其原材料来源方便，配制工艺简单，因此成本较低。
(4)本发明的复合絮凝剂不仅可用于印染废水处理，还可用于其它 工业废水处理，具有较大得推广应用价值。
具体实施方式
实施例1
将10克玉米淀粉加入到去离子水中在300转/分转速条件下高速 搅拌5分钟配成10%的淀粉溶液，在55℃的水浴中缓慢匀速加入4mL 25%氢氧化钠溶液，缓慢搅拌改性反应3小时，制成改性淀粉溶液; 将600mL 0.5mol/L Al2(SO4)3与90mL 0.5mol/L FeCl3溶液充分混合均 匀后，加入改性淀粉溶液，用硫酸调节pH值到4.0，在80℃水浴中 开始300转/分持续3分钟，而后30转/分缓慢搅拌，复合反应3小时 后得到复合絮凝剂。
在500mL印染废水中滴加NaOH将pH值调节到6，加入5mL 复合絮凝剂，先快速搅拌2分钟，再慢速搅拌6分钟，静止30分钟 取上清液测定CODCr去除率和脱色率。CODCr去除率为61.5%，脱色 率92.4%。
实施例2
将6克玉米淀粉加入到去离子水中在100转/分转速条件下高速 搅拌10分钟配成6重量%的淀粉溶液，在90℃的水浴中缓慢匀速加 入4mL 25重量%氢氧化钠溶液，缓慢搅拌改性反应8小时，制成改 性淀粉溶液;将55mL 0.5mol/L Al2(SO4)3与110mL 0.5mol/L FeCl3 溶液充分混合均匀后，加入改性淀粉溶液，用硫酸调节pH值到1.0， 在40℃水浴中开始100转/分持续5分钟，而后80转/分缓慢搅拌， 复合反应5小时后得到复合絮凝剂。
在500mL印染废水中滴加Ca(OH)2将pH值调节到10，加入 7.5mL复合絮凝剂，先快速搅拌2分钟，再慢速搅拌10分钟，静止 30分钟取上清液测定CODCr去除率和脱色率。CODCr去除率为52.8%， 脱色率90.1%。
实施例3
将20克玉米淀粉加入到去离子水中在200转/分转速条件下高速 搅拌6分钟配成20%的淀粉溶液，在40℃的水浴中缓慢匀速加入 10mL 25重量%氢氧化钠溶液，缓慢搅拌改性反应1小时;将700mL 0.5mol/L Al2(SO4)3与15mL 0.5mol/L FeCl3溶液充分混合均匀后，加 入改性淀粉溶液，用硫酸调节pH值到2.0，在70℃水浴中开始200 转/分持续4分钟，而后50转/分缓慢搅拌，复合反应2小时后得到复 合絮凝剂。
在500mL印染废水中滴加NaOH将pH值调节到8，加入2.5mL 复合絮凝剂，先快速搅拌5分钟，再慢速搅拌5分钟，静止30分钟 取上清液测定CODCr去除率和脱色率。CODCr去除率为63.8%，脱色 率93.7%。
实施例4
将15克玉米淀粉加入到去离子水中在150转/分转速条件下高速 搅拌8分钟配成15重量%的淀粉溶液，在70℃的水浴中缓慢匀速加 入4mL 25重量%氢氧化钠溶液，缓慢搅拌改性反应5小时;将200mL 0.5mol/L Al2(SO4)3与200mL 0.5mol/L FeCl3溶液充分混合均匀后，加 入改性淀粉溶液，用硫酸调节pH值到3.0，在90℃水浴中开始100 转/分持续5分钟，而后30转/分缓慢搅拌，复合反应2小时后得到复 合絮凝剂。
在500mL印染废水中滴加NaOH将pH值调节到9，加入5mL 复合絮凝剂，先快速搅拌3分钟，再慢速搅拌10分钟，静止30分钟 取上清液测定CODCr去除率和脱色率。CODCr去除率为60.2%，脱色 率93.5%。