专利名称：一种新型壳聚糖基污泥脱水絮凝剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种壳聚糖基污泥脱水絮凝剂的制备方法，属于高分子材料制备领域。
背景技术：
壳聚糖是甲壳素脱乙酰产物，天然、无毒，由D-l，4_糖苷键连接而成直链高聚物，相对分子质量在5X105 3X106之间，分子链内相邻六元环平面有一定角度，侧有羟甲基、羟基和胺基，决定了其良好的吸附、螯合、交联、架桥功能，不仅对重金属离子有鳌合吸附作用，还可有效地吸附水中带负电荷的微小颗粒。刘晓娜，贵州师范大学学报(自然科学版)，2011，29 (2)，以某市污水处理厂剩余污泥为对象，研究了壳聚糖絮凝剂对污泥脱水性能的影响，在IOOmL剩余 污泥中投加浓度为6g/L的壳聚糖溶液6mL时可达到污泥的最小含水率为70.42%。张印堂等，上海环境科学，2002，21 (I)研究了壳聚糖絮凝剂在活性污泥调理中的应用，并与聚丙烯酰胺(PAM)絮凝剂和聚合氯化铝(PAC)进行比较，当壳聚糖投量(干污泥质量百分比)在0.8-1.2%，pH值在5-8时即有较好的调理效果，与PAM效果基本相当，优于PAC。郑怀礼的中国发明专利200810069906.3研究制备壳聚糖-丙烯酰胺接枝共聚絮凝剂，对模拟废水的除浊率为94.9%，并适于污泥脱水。为提高壳聚糖电荷密度、促使污泥胶体脱稳凝聚，董怡华等，环境保护科学，2006，32 (5)将丙烯酰胺、二甲基二烯丙基氯化铵与壳聚糖发生接枝共聚反应，合成了壳聚糖阳离子型改性高分子絮凝剂，污泥处理试验表明其处理效果优于PAM，能显著改善污泥的沉降和脱水性能。由此可见，壳聚糖及其衍生物用于活性污泥调理具有较好的应用前景。但在实际应用中，由于壳聚糖分子量较低，架桥、卷扫作用小，用量大，从而严重影响其絮凝效果。
发明内容
本发明的目的是提供一种新型壳聚糖基污泥脱水絮凝剂及其制备方法，其特点是在壳聚糖分子中引入阳离子柔性长支链结构，通过其形成物理缠结网络结构弥补壳聚糖分子量较低的缺陷，更好发挥表面电荷中和及架桥网捕作用；同时将具有强吸附能力和离子交换能力的粘土吸附剂与阳离子壳聚糖复合，采用具有长链烷基的阳离子反应型表面活性剂修饰蒙脱土表面，增强其与壳聚糖分子的界面作用及对污泥中污物的吸附、卷扫作用，实现污泥高效絮凝脱水。本发明的目的由以下技术措施实现，其中所述原料分数除特殊说明外，均为重量份数。壳聚糖基污泥脱水絮凝剂制备的的配方组份按重量计为:
壳聚糖100份
钠基蒙脱土5 300份
引发剂0.01 1.5份
2，3-环氧丙基二甲基4-40份
长链烷基氯化铵丙烯酰氧乙基长0.1-16份
链烷基溴化铵
其中，引发剂为硝酸铈铵、过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠中的任一种；
2,3-环氧丙基二甲基长链烷基氯化铵分子式为:
权利要求
1.一种新型壳聚糖基污泥脱水絮凝剂，其特征在于该壳聚糖基污泥脱水絮凝剂的原料由以下组分组成，按重量计为: 絮凝剂制备的的配方组份按重量计为:壳聚糖100份 钠基蒙脱土5 300份 引发剂0.01 1.5份 2，3-环氧丙基二甲基4-40份 长链烷基氯化铵 丙烯酰氧乙基长0.1-16份 链烷基溴化铵 其中，引发剂为硝酸铈铵、过硫酸铵、过硫酸钾、亚硫酸氢钠中的任一种； 2,3-环氧丙基二甲基长链烷基氯化铵分子式为:
2.如权利要求1所述新型壳聚糖基污泥脱水絮凝剂的制备方法，其特征在于该方法包括以下步骤: 疏水阳离子化壳聚糖的制备: 在三口烧瓶中加入2-10份壳聚糖、20-100份异丙醇、10-80份蒸馏水，升温至35°C，溶胀30分钟；然后升温至60-80°C，缓慢加入浓度为20-50%的2，3-环氧丙基二甲基长链烷基氯化铵水溶液4-40份，反应6h ;产物用丙酮洗涤，于50°C真空干燥，得到浅黄色固体产物；改性蒙脱土的制备: 将1-5份钠基蒙脱土(Na-MMT)分散在100-500份乙醇/水(体积比为1/1)的混合液中，于60°C搅拌I小时，然后加入0.1-16份丙烯酰氧乙基长链烷基溴化铵，继续搅拌3小时，产物于60°C真空干燥； 新型壳聚糖基污泥脱水絮凝剂的制备: 将5 300份改性蒙脱土分散于10-500份水中进行超声分散IOmin (超声波功率:300W)；将100份疏水阳离子化壳聚糖溶于水配制成20-50%浓度的溶液，升温至4(T80°C，通N2，加入引发剂0.0Γ1.5份，搅拌均匀；随后滴加蒙脱土分散溶液10-500份，反应3飞h ；将产物冷却至室温，用丙酮沉淀洗涤，于40°C真空干燥6h，获得新型壳聚糖基污泥脱水絮凝剂 。
全文摘要
本发明公开一种新型壳聚糖基污泥脱水絮凝剂及其制备方法，其特点是将5-300份改性蒙脱土分散于10-500份水中进行超声分散10min(超声波功率300W)。将100份疏水阳离子化壳聚糖溶于水配制成20-50%浓度的溶液，升温至40-80℃，通N2，加入引发剂0.01-1.5份，搅拌均匀；随后滴加蒙脱土分散溶液10-500份，反应3-6h。将产物冷却至室温，用丙酮沉淀洗涤，于40℃真空干燥6h，获得新型壳聚糖基污泥脱水絮凝剂。
文档编号C08B37/08GK103172251SQ20131014081
公开日2013年6月26日 申请日期2013年4月23日 优先权日2013年4月23日
发明者叶林, 黄朋, 赵晓文 申请人:四川大学