申请日2018.04.08
公开(公告)日2018.09.07
IPC分类号C02F1/00; C02F1/56; C02F1/54; C02F1/52; C02F1/40; C02F1/28; C02F103/30; C02F103/10; C02F101/20
摘要
本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种印染废水絮凝剂及其制备方法。该絮凝剂各组成成分及其重量份数比为：20~30份丁基黄药、50~60份三聚氰胺、25~35份硫酸亚铁、20~25份膨润土、15~20份二甲基二烯丙基氯化铵、10~15份辛烯基琥珀酸铝淀粉、12~18份聚乙烯吡咯烷酮、10~16份衣康酸共聚物、10~20份沸石、5~10份氢氧化钙、8~10份杀菌剂、100~150份去离子水。制备方法为先对三聚氰胺进行改性，然后再与其他原料进行混合制备得到印染废水絮凝剂。本发明的絮凝剂能够有效去除染料中的污染物，絮凝效果好、沉淀速度快，使用量少。
权利要求书
1.一种印染废水絮凝剂，其特征是，该絮凝剂各组成成分及其重量份数比为：20~30份丁基黄药、50~60份三聚氰胺、25~35份硫酸亚铁、20~25份膨润土、15~20份二甲基二烯丙基氯化铵、10~15份辛烯基琥珀酸铝淀粉、12~18份聚乙烯吡咯烷酮、10~16份衣康酸共聚物、10~20份沸石、5~10份氢氧化钙、8~10份杀菌剂、100~150份去离子水;
所述的杀菌剂为BK杀菌剂、BIT杀菌剂按照1:1的比例额混合而成。
2.一种制备如权利要求1所述的印染废水絮凝剂的方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1)改性三聚氰胺的制备：将50~60份三聚氰胺分成3份重量份数为18~20份的三聚氰胺;然后将5~6份甲醛和20~30份乙二醇加入到三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至8，边搅拌边升温至60~65℃，然后先加入18~20份三聚氰胺，升温至75~80℃，反应35~40min,再加入18~20份三聚氰胺，继续进行反应，反应60~70min，再加入18~20份三聚氰胺，恒温反应至水数为3.0时，加入10%己内酰胺，反应8~10min，降温至60~65℃，缓慢加入5%H2O2，并持续用三乙醇胺调节pH值至8;待H2O2反应完全，即反应液中无气泡产生时，停止反应，降温至40℃，向反应液中加入45~50份聚合氯化铝，进行搅拌反应，然后熟化干燥后即得改性三聚氰胺;
步骤2)混合反应：取20~30份丁基黄药、改性三聚氰胺、25~35份硫酸亚铁、20~25份膨润土、15~20份二甲基二烯丙基氯化铵、10~15份辛烯基琥珀酸铝淀粉、12~18份聚乙烯吡咯烷酮、10~16份衣康酸共聚物、10~20份沸石、5~10份氢氧化钙、加入到100~150份去离子水中，混合搅拌均匀，搅拌速度为200~300r/min，进行喷雾干燥后加入杀菌剂混合均匀即得印染废水絮凝剂。
说明书
一种印染废水絮凝剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及污水处理技术领域，特别是涉及一种印染废水絮凝剂及其制备方法。
背景技术
我国是当今世界上人均水资源最匮乏的国家之一，人均淡水资源仅为世界平均水平的四分之一。随着社会的发展，人们在生产和生活中对水的需求量不断增加，我国经济的发展和谁资源短缺的矛盾更加突出。
我过每年印染纺织废水的排放量大，印染废水具有水量大、有机污染物含量高、色度大、水质和水量变化大等特点，是当前工业废水处理的难点和焦点之一。印染废水对人体健康和生态环境具有直接或间接的影响，大量染料的排放，使得水体色度增大，也会对水体生态系统有影响。由于每个印染厂的废水水质存在差异以及处理废水技术水平的限制，印染废水大量回用，会对生产和生活带来一系列的问题。
目前，印染废水的处理主要有吸附法、膜分离技术、高级氧化技术、混凝法等。
吸附法主要是利用吸附剂吸附废水中的染料从而达到去除污染物的目的。目前较为常用的吸附剂主要有活性炭、煤渣、硅藻土和无极吸附剂等。吸附剂具有投资小、方法简单等特点，但是吸附剂用量大，再生费用高。
膜分离技术是根据膜对不同物质具有透过性差异，在一定介质推动下对混合物进行分离的方法。膜分离技术可以获得较好的染料废水处理效果。膜分离技术是一个物理处理过程，选择性好，不会发生相变化，运行费用低，缺点是一次性造价高，膜污染严重，需要根据不同的废水类型选择不同的预处理方法。
高级氧化技术是借助氧化反应过程中产生的具有强氧化能力的羟基自由基(·OH)使水体中许多结构稳定、很难被微生物分解的有机分子转化为无毒无害的可生物降解的低分子物质，从而提高废水的可生化性。高级氧化技术对污染物能够高效降解和选择性低，且催化剂消耗少，不会产生污泥。但现有技术操作复杂，添加药剂易引入二次污染，且单独使用这一技术彻底去除废水中的难降解COD和色度的成本较高。
混凝法是通过添加化学物质来改变悬浮固体的物理状态，通过沉淀将其去除。此方法收絮凝剂的影响较大，由于絮凝剂价格便宜，被认为是最佳预处理方法。
中国专利201310593656.4公开了一种印染废水处理用复合絮凝剂及其制备方法。该该印染废水处理用复合絮凝剂包括按照质量份数计的如下原料 ：丙烯酰胺30-40份、四亚乙基五胺10-15份、硅酸钠35-40份、氯化铵10-20份、氢氧化钠5-8份、水30-35份。该发明印染废水处理用复合絮凝剂将各组分合理复配，使得该絮凝剂对各类染料均具有较好的脱色效果和较高去除率，且本发明的制备方法简单易行，可有效节约生产成本。
中国专利201410589840.6公开了一种纺织印染废水絮凝剂，该絮凝剂由按重量比的以下成分组成：聚合硫酸铝25-30份、铝酸钠10-15份、活化硅酸5-10份、聚丙烯酰胺5-8份、硼砂5-15份、醋酸钠1-20份;其中的成分在相互协调作用之下用于处理纺织印染废水，凝聚作用效果快，脱色效果好，投药量小，适用于水质变化大的纺织废水，耐酸、耐热性能好，适应于水温变化较大的废水。
中国专利201610209876.6公开了一种纺织印染废水絮凝剂，包括如下质量份的组分:硅藻泥1～5份、赤泥1～5份、聚合氯化铝钙10～15份、壳聚糖10～15份、二烯丙基二甲基氯化铵1～5份、膨润土1～8份、高岭土5～10份。制备方法为先研磨硅藻泥、膨润土、高岭土、赤泥，过筛，在200～300℃下焙烧然后再按一定质量比混合，加入硫酸调节pH得到混合物，再加入壳聚糖、二烯丙基二甲基氯化铵、聚合氯化铝钙，高温下反应即得到纺织印染废水絮凝剂。
现有技术中的印染废水絮凝剂虽然都朝着降低生产成本、提高脱色效率、提高污染物的处理效率等方面发展，但都还存在一定的问题，如沉降速度慢、投加量高、易产生二次污染等问题。
发明内容
本发明提供一种印染废水絮凝剂及其制备方法，该絮凝剂对印染废水污染物絮凝沉降时间短，处理效果好，稳定性高，不会造成二次污染。
本发明的方案是通过这样实现的：一种印染废水絮凝剂，该絮凝剂各组成成分及其重量份数比为：20~30份丁基黄药、50~60份三聚氰胺、25~35份硫酸亚铁、20~25份膨润土、15~20份二甲基二烯丙基氯化铵、10~15份辛烯基琥珀酸铝淀粉、12~18份聚乙烯吡咯烷酮、10~16份衣康酸共聚物、10~20份沸石、5~10份氢氧化钙、8~10份杀菌剂、100~150份去离子水。
作为本发明的进一步限定，所述的杀菌剂为BK杀菌剂、BIT杀菌剂按照1:1的比例额混合而成。
一种制备矿山污水絮凝剂的方法，制备方法步骤包括：
步骤1)改性三聚氰胺的制备：将50~60份三聚氰胺分成3份重量份数为18~20份的三聚氰胺;然后将5~6份甲醛和20~30份乙二醇加入到三口烧瓶中，用三乙醇胺调节pH至8，边搅拌边升温至60~65℃，然后先加入18~20份三聚氰胺，升温至75~80℃，反应35~40min,再加入18~20份三聚氰胺，继续进行反应，反应60~70min，再加入18~20份三聚氰胺，恒温反应至水数为3.0时，加入10%己内酰胺，反应8~10min，降温至60~65℃，缓慢加入5%H2O2，并持续用三乙醇胺调节pH值至8;待H2O2反应完全(即反应液中无气泡产生)时，停止反应，降温至40℃，向反应液中加入45~50份聚合氯化铝，进行搅拌反应，然后熟化干燥后即得改性三聚氰胺;
步骤2)混合反应：取20~30份丁基黄药、改性三聚氰胺、25~35份硫酸亚铁、20~25份膨润土、15~20份二甲基二烯丙基氯化铵、10~15份辛烯基琥珀酸铝淀粉、12~18份聚乙烯吡咯烷酮、10~16份衣康酸共聚物、10~20份沸石、5~10份氢氧化钙、加入到100~150份去离子水中，混合搅拌均匀，搅拌速度为200~300r/min，进行喷雾干燥后加入杀菌剂混合均匀即得印染废水絮凝剂。
本发明实现的技术原理是：
丁基黄药含有非极性基和极性基团，絮凝剂中加入丁基黄药能够捕捉污水中的Cu2+、Zn2+、Ni2+等阳离子并趋向成键而生成难溶的丁基黄原酸盐，从而去除污水中的重金属离子，丁基黄药可以在常温和很宽pH范围内使用，使用范围广，使用条件宽。
对三聚氰胺进行改性增强三聚氰胺的絮凝作用。首先对三聚氰胺进行改性制备三聚氰胺甲醛树脂，三聚氰胺和甲醛的反应是可逆反应，分开三次加入三聚氰胺，能够使三聚氰胺与反应体系中的游离甲醛反应，从而促进反应向正反向移动，进而获得较低的游离甲醛含量的三聚氰胺甲醛树脂，减少甲醛对环境的危害。此外分开加入三聚氰胺能够减缓反应的进行，有利用三聚氰胺甲醛树脂的储存稳定性。随后再将聚合氯化铝对三聚氰胺甲醛树脂进行改性，聚合氯化铝能够起到高度电中和及桥联作用，与三聚氰胺甲醛树脂相互作用，增强絮凝剂去除微有毒物质和重金属离子的效果，减少絮凝剂用量，同时还能够增强絮凝剂稳定性。聚合氯化铝改性三聚氰胺树脂还能够改善聚合氯化铝在水中稳定性差，投药量高，产生絮体较小等缺点以及三聚氰胺甲醛树脂储存期短，水溶性差等问题。
硫酸亚铁在水中能够形成胶状物质，能够吸附污水中的杂质悬浮物，具有良好的絮凝效果，还具有很好的脱色能力，去除重金属离子、去油、除磷、杀菌等功能，使污水达到更好的净化效果。
膨润土无毒、无味、具有较大的比表面积，有较强的阳离子交换能力;对各种气体、液体、有机物质有一定的吸附能力，可以增强絮凝剂对污染物的吸附作用，减少絮凝剂用量。
二甲基二烯丙基氯化铵是高电荷密度的阳离子单体，能够通过电中和作用与染料分子的负离子基团结合，使之从水中析出，与改性三聚氰胺一起通过吸附架桥作用降低染料溶液的吸光度，从而更好地对染料废水进行絮凝沉淀脱色。同时二甲基二烯丙基氯化铵还能够和膨润土表面阳离子发生交换，使膨润土的层状结构撑大，大大增强膨润土的比表面积和吸附能力，增强絮凝剂对印染废水的处理能力。
辛烯基琥珀酸铝淀粉和聚乙烯吡咯烷酮的加入对絮凝剂在水中形成的胶体有保护作用，同时能够增强絮凝剂在水中的相溶性，提高絮凝剂的絮凝沉淀作用。
衣康酸共聚物具有高效的除臭作用，能够氨、胺类碱性恶臭物及硫化氢等酸性恶臭物反应，减少废水的恶臭味，起到更好的净化废水效果，同时衣康酸聚合物具有良好的生物降解能力，有利于环境保护。
BK杀菌剂具有快速杀菌的作用，可快速杀死污水中的细菌，减缓细菌繁殖的速度，减少矿山污水恶臭味。BIT杀菌剂是一种广谱、高效、低毒、水溶性好的杀菌剂，该杀菌剂能够有效抑制印染废水中的真菌、霉菌、细菌和藻类等微生物作用，促进配方兼容性强。BK杀菌剂和BIT杀菌剂复合使用，能够起到对印染废水快速杀菌和长效抑菌的效果，对废水的净化起到很大的作用。
本发明具备以下良好效果：
1.本发明的絮凝剂能够在很宽的pH范围内使用，不需要调节温度和溶氧量，能够对印染废水达到很好的净化效果，投加量少。
2.本发明的絮凝剂在对印染废水净化的同时时能够起到杀菌、除臭、脱色的作用，絮凝剂可生物降解或回收利用，不会造成二次污染。
3.本发明的絮凝剂在各组分的协同作用下处理印染废水，能够适应水质变化大的纺织废水，性质稳定，保存期长。
4.本发明的絮凝剂色度去除率>95%，浊度去除率大于96%，COC去除率>98%，重金属去除率>98%，该絮凝剂具有较好的脱色效果和污染物去除效果。