一种聚合氯化铝铁—造纸污泥基聚合物复合絮凝剂及其制备方法_2

文档序号:9626715阅读:来源:国知局
++Al3+)的摩尔比为1.0:1。
[0029] 根据本发明优选的,步骤(1)中稳定剂Na2HPO4 · 12H20的加入量以磷计与铁摩尔 比为 0.08 :1。
[0030] 根据本发明优选的,步骤(2)中造纸污泥与过二硫酸钾的质量比为2:0. 05。
[0031] 根据本发明优选的,步骤(2)中造纸污泥与乙二胺四乙酸二钠的质量比为 2:0. 06〇
[0032] 根据本发明优选的,步骤(2)中造纸污泥与丙烯酰胺的质量比为2:2. 0,造纸污泥 质量与二甲基二稀丙基氯化铵体积的比为2: (6~8),单位为g/ml。
[0033] 根据本发明优选的,步骤(2)中反应温度为70 °C,反应时间3h。
[0034] 根据本发明优选的,步骤(2)中二甲基二烯丙基氯化铵的质量浓度为50~ 70wt %,优选,二甲基二稀丙基氯化铵的质量浓度为60wt %。
[0035] 根据本发明优选的,步骤(2)中真空干燥温度为40~60°C,干燥时间为7~9h, 真空度为130~140Pa,真空度优选133Pa。
[0036] 根据本发明优选的,步骤(3)中LBF与(Fe+Al)的质量比控制为1 : (4~6),搅拌 反应时间为1~3h。
[0037] 本发明优选的一个技术方案,聚合氯化铝铁一造纸污泥基聚合物复合絮凝剂的制 备方法,包括步骤如下:
[0038] (1)聚合氯化铝的制备
[0039] 称取 9. 9 ~12. 4g 的 AlCl3 · 6H20 和 5. 3 ~6. 7g 的 FeCl3 · 6H20 固体并溶解于 去离子水中,逐滴加入Na2CO3溶液,控制OH : (Fe 3++Α13+)的摩尔比为0. 5~1. 5,在磁力搅 拌作用下至完全溶解,待泡沫消失后,按照磷、铁摩尔比为〇. 08的比例加入稳定剂0. 56~ 0. 70g的Na2HPO4 · 12H20粉末,继续搅拌至完全溶解,最后用蒸馏水稀释定容至250ml,制得 (Fe+Al)的质量浓度为10g/L的聚合氯化铝铁溶液;
[0040] (2)阳离子型高分子造纸污泥基聚合物的制备
[0041] 称取2. Og的造纸污泥溶于150ml的去离子水中,在磁力搅拌下,逐滴滴加NaOH 溶液,控制pH在11. 0~12. 0中,再搅拌15min至混合均勾,将混合物在8000rpm下高速 15min,取上清液,倒入反应器中,调节上清液pH为7. 0~8. 0 ;
[0042] 将反应器水浴加热至70 °C~80 °C,加入0. 05~0. 07g的过二硫酸钾,,通氮气 10~15min后,加入0. 05~0. 07g的乙二胺四乙酸二钠,通氮气继续反应3~5min ;加入 1. 5~2. 5g的丙烯酰胺和6~IOml的二甲基二烯丙基氯化铵,继续在70°C~80°C水浴条 件下反应3~4h ;
[0043] 反应结束将所得产品室温冷却,加入200ml丙酮,搅拌,使反应产物析出,真空抽 滤,取滤渣真空干燥,真空干燥温度50~60°C,干燥6~12h,即得阳离子型高分子造纸污 泥基聚合物;
[0044] (3)聚合氯化铝铁一造纸污泥基聚合物复合絮凝剂的制备
[0045] 将步骤(2)制得的0. 125~Ig的阳离子型高分子造纸污泥基聚合物加入步骤(1) 制得的100mL的聚合氯化铝铁溶液中,常温下搅拌反应1~5h,即得聚合氯化铝铁一造纸污 泥基聚合物复合絮凝剂。
[0046] 上述聚合氯化铝铁一造纸污泥基聚合物复合絮凝剂的应用,用于给水、废水处理 领域,絮凝剂投加量为1~20mg/L,优选的,絮凝剂投加量为5mg/L,适用pH为5~10。
[0047] 本发明方法制备的产品属于聚合氯化铝铁一造纸污泥基聚合物复合絮凝剂,经测 定,电位为+25~35mV,性能稳定,保存周期长,混凝效率高,适用于给水、废水处理等领域。 经处理分散黄模拟水样实验测试,本发明所得的絮凝剂投加量为5mg/L时,脱色率稳定在 95%以上。且对不同酸碱度条件下的水样以及其他多种水样,均具有良好的混凝效果。更 为详细的内容将在以下实施例中加以说明。
[0048] 本发明利用的是造纸污泥中的碱木质素,发生接枝共聚反应,合成一种阳离子高 分子有机聚合物,并与无机混凝剂聚合氯化铝铁进行复合制备一种新型絮凝剂与现有技术 相比,本发明的优良效果在于:
[0049] 1.本发明的方法达到了废物资源化的效果,不仅减少了固体废弃物的排放,而且 以废治废,为造纸行业的健康发展提供了新的思路。
[0050] 2.本发明的絮凝剂产品絮凝效率较高,投加量在5mg/l左右,就可使脱色去除率 稳定在95%以上,且对不同酸碱度条件下的水样以及其他多种水样,均具有良好的混凝效 果;
[0051] 3.本发明的絮凝剂产品无毒害,生产工艺简单,设备需求少,使用范围广,可以降 低实际水处理的基建成本和运行成本,易于实现工业化生产。
[0052] 4.絮凝剂产品本身正电性高,结合位点多,分子链长,可以有效结合水体中的各种 分子量的污染物并进一步团聚、去除,混凝效率高。产品的储存时间长,不易变质。
【具体实施方式】
[0053] 下面结合实施例对本发明作进一步说明,但不限于此。
[0054] 实施例中使用的原料造纸污泥是碱法造纸生产过程中产生的造纸污泥,进行干燥 后,测得木质素含量40~45wt %,纤维素为5~IOwt %,含水率5wt %,其余为泥土、沙粒及 多种无机盐杂质。
[0055] 实施例1.不同铝铁质量比的复合絮凝剂(PFAC1-LBF)的制备
[0056] (1)称取三组不同铝铁质量比的AlCl3 · 6H20和FeCl3 · 6H20固体并溶解于去离子 水中,分别为第一组,AlCl3 · 6H20 :9. 9g、FeCl3 · 6H20 :6. 7g ;第二组,AlCl3 · 6H20 :11. 2g、 FeCl3 · 6H20 :6. Og ;第三组,AlCl3 · 6H20 :12. 4g、FeCl3 · 6H20 :5. 3g。逐滴加入似20)3溶液, 控制碱化度OH :(Fe3++Al3+)的摩尔比为1.0,在磁力搅拌器的作用下至完全溶解。待泡沫 消失后,按照磷、铁摩尔比为0. 08的比例加入稳定剂0. 60g的Na2HPO4 · 12H20粉末,继续搅 拌至完全溶解。最后用蒸馏水稀释定容至250ml,制得(Fe+Al)的质量浓度为10g/L的聚合 氯化铝铁溶液;
[0057] (2)称取2. Og的造纸污泥溶于150ml的去离子水中,在磁力搅拌下,逐滴滴加 NaOH溶液,控制pH在11. 5中,再搅拌15min至混合均勾。将混合物在8000rpm下高速 15min,取上清液,倒入三口烧瓶中,调节粗液pH为7. 5 ;
[0058] 将三口烧瓶水浴加热至70°C,加入0· 50mg的过二硫酸钾,通氮气15min后,加入 60mg的乙二胺四乙酸二钠,通氮气继续反应3min ;加入2. Og的丙稀酰胺和6ml的二甲基二 烯丙基氯化铵,继续在70°C水浴条件下反应3h ;
[0059] 反应结束将所得产品室温冷却,加入200ml丙酮,搅拌,使反应产物析出,真空抽 滤,取滤渣真空干燥,真空干燥温度50°C,干燥6h,即得产品。
[0060] (3)将步骤⑵制得的0. 25g的造纸污泥基聚合物(简称LBF)加入步骤⑴制 得的100mL的聚合氯化铝铁溶液中,常温下搅拌反应2h,即得不同铝铁质量比聚合氯化铝 铁一造纸污泥基聚合物复合絮凝剂的三个产品。
[0061] 实施例2.不同碱化度的复合絮凝剂(PFAC1-LBF)的制备
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