一种改性淀粉/聚胺复合物及其制备方法和在降低石材加工废水浊度的应用与流程

本发明属于絮凝剂及废水处理技术领域，具体涉及一种改性淀粉/聚胺复合物及其制备方法和在降低石材加工废水浊度的应用。

背景技术：

淀粉是一种来源广泛的天然高分子，通过化学改性如氧化、接枝、醚化、酯化、交联等可制得高效低成本的高分子絮凝剂。淀粉与某些阳离子聚合物一起糊化，所得的糊液具有类似阳离子淀粉的性能。这种方法具有降低成本，减少因生产阳离子淀粉所造成的污染和简化生产操作等特点。但淀粉作为高分子絮凝剂在石材加工废水中的稳定性差，会使得投药量较高，同时产生的絮体较小，不能有效的降低废水中的浊度，会使得处理废水效果达不到预期。超支化聚酰胺胺具有传统线性聚合物所没有的低粘度、高流变性、良好的溶解性、大量末端官能团以及低成本快速合成等一系列优良特性，会产生较大的絮体，能使得废水中浊度显著降低。但大都分的产物相对分子质量比较低且分布较宽，而且产物的结构和支化度不容易控制，分子内环化较为严重。同时，价格昂贵，不适合大规模使用。

技术实现要素：

本发明的目的就是为了克服上述淀粉或聚胺复合物单独使用存在的问题，提供一种结合两者的优点，不仅使得处理废水效果更好，而且成本更低。

实现本发明上述目的所采用的技术方案为：一种改性淀粉/聚胺复合物，制备方法包括如下步骤：

1)淀粉溶液的制备：将淀粉与水混合，得混合物；

2)糊化：用氢氧化钠溶液调节混合物的ph，然后进行糊化；

3)氧化：在步骤2)所得产物中加入氧化剂次氯酸钠进行氧化；

4)在步骤3)所得产物中加入超支化聚酰胺胺，搅拌，得目标产物。

上述的一种改性淀粉/聚胺复合物，步骤1)中，所述的淀粉与水的质量比为1:1-5。

上述的一种改性淀粉/聚胺复合物，步骤2)中，所述的混合物的ph为7。

上述的一种改性淀粉/聚胺复合物，步骤2)中，糊化温度为80-100℃，糊化时间为20-60min。

上述的一种改性淀粉/聚胺复合物，淀粉与次氯酸钠的质量比为1:1-5。

上述的一种改性淀粉/聚胺复合物，步骤3)中，氧化时间为30-60min。

上述的一种改性淀粉/聚胺复合物，淀粉与超支化聚酰胺胺的质量比为1:0.5-2；

上述的一种改性淀粉/聚胺复合物，步骤4)中，搅拌速度为100r/min，搅拌时间为60-120min。

一种改性淀粉/聚胺复合物在降低石材加工废水浊度中的应用。

上述的应用，其特征在于，调节石材加工废水的ph至7，之后加入淀粉/聚胺复合物，搅拌。

本发明的有益效果是：

(1)本发明改性淀粉/聚胺复合物具有新型、高效、无毒、经济的特点，对石材加工废水的用量少，而且沉降速度快，絮凝效果好。胺类化合物与淀粉分子的羟基起醚化反应生成具有氨基的醚衍生物，其氮原子上带有正电荷得到的醚衍生物具有许多原淀粉所不具备的性质，有与带负电荷物质相吸的趋向。既能结合淀粉与超支化聚酰胺胺的优点，又避免了两者的缺点，能够显著的提高絮凝处理能力。

(2)本发明的改性淀粉/聚胺复合物不但可以电中和石材加工废水中胶体微粒及颗粒所带的负电荷，而且超高分子质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；

(3)本发明的改性淀粉/聚胺复合物适合处理水质复杂的废水，尤其是复杂多变的废水，既可用于单独处理，也可与其他处理方法联合使用，减少废水对环境的污染；

(4)本发明的改性淀粉/聚胺复合物可降低含石材加工废水的浊度。同时本发明也能去除色度、ss等，去除率高，去除效果好。

附图说明

图1是淀粉与超支化聚酰胺胺的质量比对石材加工废水浊度的影响效果。

图2是改性淀粉/聚胺复合物投加量对石材加工废水浊度的影响效果。

图3是絮凝时间对石材加工废水浊度的影响效果。

图4是石材加工废水处理前后对比图。

具体实施方式

实施例1改性淀粉/聚胺复合物的制备

1、淀粉固体预处理：

烘箱温度设置为200℃，将淀粉固体在烘箱里烘干20min。

2、超支化聚酰胺胺预处理：

烘箱温度设置为200℃，将超支化聚酰胺胺固体在烘箱里烘干15min。

3、制备淀粉/聚胺复合物：

1)取已烘干的10g淀粉固体放入烧杯中，加入蒸馏水15ml，搅拌至完全溶解，得淀粉溶液；

2)用0.5mol/l氢氧化钠溶液调节淀粉溶液的ph值至7，在95℃下糊化30min；

3)在步骤2)所得产物中加入20g氧化剂次氯酸钠氧化50min；

4)在搅拌速度为100r/min条件下，加入10g超支化聚酰胺胺，经过搅拌90min得到改性淀粉/聚胺复合物。

实施例2改性淀粉/聚胺复合物在使用过程中最佳条件的确定

1、淀粉与超支化聚酰胺胺配比确定

分别将淀粉固体和超支化聚酰胺胺固体进行烘干，按质量比，1:0.5，1:1，1:1.5，1:2，分别取4份淀粉固体和4份超支化聚酰胺胺固体，制备方法同实施例1，制成改性淀粉/聚胺复合物。

取4份500ml的石材加工废水分别倒入烧杯中，分别加入4mg上述制备的改性淀粉/聚胺复合物，在100r/min下搅拌15min，室温下絮凝沉淀2h，测定处理后石材废水的浊度。

结果如图1所示，随着淀粉与超支化聚酰胺胺质量比的增加，浊度先降低再升高，当淀粉与超支化聚酰胺胺质量比为1:1时，浊度最小，为36.8ntu。因此本发明优选，淀粉与超支化聚酰胺胺的最佳配比为1:1。

2、投加量的确定

取6份500ml石材加工废水分别置于烧杯中，用氢氧化钠溶液或盐酸将石材加工废水ph调节为7，向烧杯中分别投加质量分别1mg、2mg、3mg、4mg、5mg、6mg改性淀粉/聚胺复合物，在搅拌速度为100r/min条件下，搅拌15min，室温下絮凝沉淀2h，测定处理后石材废水的浊度。

结果如图2所示，随着改性淀粉/聚胺复合物投加量的增加，石材废水的浊度先减少后稳定，当投加量为4mg时，石材废水的浊度最小，为41.7ntu。因此本发明优选，每500ml石材加工废水中改性淀粉/聚胺复合物最佳投加量为4mg。

3、絮凝时间的确定：

取500ml石材加工废水于烧杯中，用氢氧化钠溶液或盐酸将溶液ph调节为7，投加实施例1所制备的改性淀粉/聚胺复合物4mg，在搅拌速度为100r/min条件下，搅拌15min，室温下絮凝沉淀时间分别为1h、2h、3h、4h，测定处理后石材废水的浊度。

结果如图2所示，随着絮凝时间的增加，石材废水的浊度先减少后稳定，当絮凝时间为2h时，石材废水的浊度最小，为47.4ntu。因此本发明优选，最佳絮凝时间为2h。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种改性淀粉/聚胺复合物及其制备方法和在降低石材加工废水浊度的应用，属于絮凝剂及废水处理技术领域。一种改性淀粉/聚胺复合物制备方法包括如下步骤：1)淀粉溶液的制备：将淀粉与水混合，得淀粉溶液；2)糊化：用氢氧化钠溶液调节混合物的pH，然后进行糊化；3)氧化：在步骤2)所得产物中加入氧化剂次氯酸钠进行氧化；4)在步骤3)所得产物中加入超支化聚酰胺胺，搅拌，得目标产物。本发明具有新型、高效、无毒、经济等特点，对石材加工废水用量少，沉降速度快，能够显著地降低石材加工废水的浊度。

技术研发人员：包红旭;宋泽斌;吕志忠;李良玉;张欣;苏弘治;杨雨萌;张馨月;吴洁婷;金楠珣
受保护的技术使用者：辽宁大学
技术研发日：2019.03.21
技术公布日：2019.06.14