申请日2019.06.26
公开(公告)日2019.10.01
IPC分类号C02F1/52; C02F1/56; C02F101/20
摘要
本发明公开了一种用于去除污水重金属的高分子絮凝剂，包括如下重量份的各原料：混合植物粉100份、聚丙烯酰胺20～30份、质量浓度为20～30%的氢氧化钠溶液5～15份、壳聚糖1～5份、引发剂1～5份、粉状活性炭20～30份、0.1～1份纳米零价铁、调节剂1～5份;本发明在制备的初级高分子絮凝剂进一步包裹纳米零价铁;絮凝效果更佳，污水中的重金属去除率高。
权利要求书
1.一种用于去除污水重金属的高分子絮凝剂，其特征在于：包括如下重量份的各原料：混合植物粉100份、聚丙烯酰胺20～30份、质量浓度为20～30%的氢氧化钠溶液5～15份、壳聚糖1～5份、引发剂1～5份、粉状活性炭20～30份、0.1～1份纳米零价铁、调节剂1～5份;
所述引发剂为按照质量份数：2份硝酸铈铵、1份过硫酸铵、1份亚硫酸氢钠配制而成;
所述调节剂为酸液。
2.根据权利要求1所述的一种用于去除污水重金属的高分子絮凝剂，其特征在于：所述混合植物粉为榆树皮胶粉、芦荟胶粉和玉米淀粉以3～5：1～2：1的比例混合的混合物。
3.权利要求1或2所述的高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1：在50℃～60℃条件下，向反应器中按照质量份数依次添加混合植物粉、壳聚糖、聚丙烯酰胺、引发剂、氢氧化钠溶液，加入水，滴加调节剂pH值至5～6，在搅拌条件下，向体系中加入粉状活性炭，充分混合，得到初级高分子絮凝剂;
S2：在氮气环境下，利用无水乙醇作为保护剂，将纳米零价铁和初级高分子絮凝剂混合搅拌，然后滴加还原剂溶液，滴加结束后搅拌使初级高分子絮凝剂充分包裹纳米零价铁，然后静置陈化，过滤取黑色沉淀，清洗，干燥，保存，即得。
4.根据权利要求3所述的高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于：步骤S2包括以下步骤：
(1)向反应器中持续通氮气30min，除去其中氧气;
(2)经反应器前处理后，在氮气环境下，加入纳米零价铁，并同时加入适量无水乙醇作为保护剂，再向其中加入初级高分子絮凝剂并搅拌;
(3)取过量的还原剂溶液，放入恒压漏斗中，在氮气环境及搅拌状态下，以1～2滴/秒的速度滴入反应器中，待滴定完全后搅拌1～2h使初级高分子絮凝剂充分包裹纳米零价铁，静置陈化;
(4)将混合溶液用布氏漏斗进行过滤，除去上清液，取得黑色沉淀，用无水乙醇清洗4～6遍，将取得的黑色产物放入真空干燥箱中冷冻干燥，得到高分子絮凝剂，于真空干燥器中密闭保存待用。
5.根据权利要求4所述的高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)、(3)中搅拌速度为50～120r/min。
6.根据权利要求5所述的高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中所加的纳米零价铁的质量是初级高分子絮凝剂质量的1～2倍。
7.根据权利要求6所述的高分子絮凝剂的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中还原性溶液为1.0～5.0mol/L的硼氢化钾或硼氢化钠溶液。
8.权利要求1所述的高分子絮凝剂在去除污水中重金属的应用，其特征在于：所述高分子絮凝剂的投加量为0.5～2.5mg/L。
说明书
一种用于去除污水重金属的高分子絮凝剂
技术领域
本发明属于絮凝剂制备技术领域，特别涉及一种用于去除污水重金属的高分子絮凝剂。
背景技术
絮凝剂按照其化学成分总体可分为无机絮凝剂和有机絮凝剂两类。其中无机絮凝剂又包括无机凝聚剂和无机高分子絮凝剂;有机絮凝剂又包括合成高分子絮凝剂、天然高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。
目前针对城市污水处理厂污水及污泥的处理，絮凝剂的投加是必不可少的，聚丙烯酰胺系列产品作为絮凝剂在国内水处理中使用最为广泛，但废水和污泥中的有机污染物、重金属污染问题没有得到有效解决，急需一种对各种废水进行处理，能高效促进污泥絮凝沉降的同时对其中有机污染物和重金属进行去除的材料。
发明内容
为了解决上述存在的问题，本发明公开了一种用于去除污水重金属的高分子
絮凝剂，包括如下重量份的各原料：混合植物粉100份、聚丙烯酰胺20～30份、质量浓度为20～30%的氢氧化钠溶液5～15份、壳聚糖1～5份、引发剂1～5份、粉状活性炭20～30份、0.1～1份纳米零价铁、调节剂1～5份;
所述引发剂为按照质量份数：2份硝酸铈铵、1份过硫酸铵、1份亚硫酸氢钠配制而成;
所述调节剂为酸液。
优选地，所述混合植物粉为榆树皮胶粉、芦荟胶粉和玉米淀粉以3～5：1～2：1的比例混合的混合物。
上述的高分子絮凝剂的制备方法，包括以下步骤：
S1：在50℃～60℃条件下，向反应器中按照质量份数依次添加混合植物粉、壳聚糖、聚丙烯酰胺、引发剂、氢氧化钠溶液，加入水，滴加调节剂pH值至5～6，在搅拌条件下，向体系中加入粉状活性炭，充分混合，得到初级高分子絮凝剂;
S2：在氮气环境下，利用无水乙醇作为保护剂，将纳米零价铁和初级高分子絮凝剂混合搅拌，然后滴加还原剂溶液，滴加结束后搅拌使初级高分子絮凝剂充分包裹纳米零价铁，然后静置陈化，过滤取黑色沉淀，清洗，干燥，保存，即得。
优选地，步骤S2包括以下步骤：
(1)向反应器中持续通氮气30min，除去其中氧气;
(2)经反应器前处理后，在氮气环境下，加入纳米零价铁，并同时加入适量无水乙醇作为保护剂，再向其中加入初级高分子絮凝剂并搅拌;
(3)取过量的还原剂溶液，放入恒压漏斗中，在氮气环境及搅拌状态下，以1～2滴/秒的速度滴入反应器中，待滴定完全后搅拌1～2h使初级高分子絮凝剂充分包裹纳米零价铁，静置陈化;
(4)将混合溶液用布氏漏斗进行过滤，除去上清液，取得黑色沉淀，用无水乙醇清洗4～6遍，将取得的黑色产物放入真空干燥箱中冷冻干燥，得到高分子絮凝剂，于真空干燥器中密闭保存待用。
所述步骤(2)、(3)中搅拌速度为50～120r/min。
优选地，所述步骤(2)中所加的纳米零价铁的质量是初级高分子絮凝剂质量的1～2倍。
优选地，所述步骤(3)中还原性溶液为1.0～5.0mol/L的硼氢化钾或硼氢化钠溶液。
上述的高分子絮凝剂在去除污水中重金属的应用，投加量为0.5～2.5mg/L。
本发明的有益效果：本发明制备的初级高分子絮凝剂，絮凝效果好，再进一步通过添加纳米零价铁，一方面，能够起到絮凝助剂的作用，另一方面还能够降低重金属的迁移转化能力，而且还结合活性炭的吸附作用，进一步提高重金属的去除率。