一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂及其制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂及其制备方法。所述的用于絮凝剂的制备方法为：将适量麦麸加入到容器中，加入麦麸质量10?30倍的蒸馏水，升温至75?85℃，搅拌加入无机金属盐，加入麦麸质量3?6％的表面活性剂、助凝剂，再使用超声分散，在80?90℃下搅拌2?3h，在烘干机中缓慢加热至100℃，使麦麸的水分含量低于20％，停止加热，室温冷却，研磨至80?100目大小，包装后即得所述的絮凝剂。本发明的絮凝剂亲水性强，吸附性强，稳定性好，对于污水处理过程中的重金属、油渍、固体颗粒都有很强的吸附沉淀作用，廉价实用、无毒，在水处理技术应用领域有广阔的发展前景。
【专利说明】
一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂及其制备方法
技术领域
[0001]本发明属于污水处理技术领域，具体来讲是一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂及其制备方法。
【背景技术】
[0002]近年来，随着我国社会经济的高速发展和人口密度的迅猛增加，工业生产和生活带来的水质污染问题也越来越严重，因此不同类型的污水处理工艺已经运用的非常普遍，污水处理是为使污水达到排水某一水体或再次使用的水质要求对其进行净化的过程。污水处理被广泛应用于建筑、农业，交通、能源、石化、环保、城市景观、医疗、餐饮等各个领域，也越来越多地走进寻常百姓的日常生活。污水处理按照其作用可分为物理法、生物法和化学法三种:物理法主要利用物理作用分离污水中的非溶解性物质，在处理过程中不改变化学性质；生物法是利用微生物的新陈代谢功能，将污水中呈溶解或胶体状态的有机物分解氧化为稳定的无机物质，使污水得到净化;化学法是利用化学反应作用来处理或回收污水的溶解物质或胶体物质的方法，多用于工业废水。
[0003]絮凝法是水处理技术和方法中应用最为广泛、常用的方法之一，在水处理中，凡地表水源的水厂，絮凝方法几乎是不可缺少的处理方法之一，在任何一处理阶段，均可与其他处理方法配合使用，在一些工业废水的三级处理中，也经常采用絮凝处理的方法。絮凝沉淀法是指将水溶液中的胶体或者悬浮物颗粒物产生絮状沉淀的方法。包括无机物和有机物，同时也能部分去除一些溶解性的杂质，甚至改善污泥的脱水性能。
[0004]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有机高分子絮凝剂、天然有机高分子絮凝剂和微生物絮凝剂。絮凝剂的品种繁多，从低分子到高分子，从单一型到复合型，总的趋势是向廉价实用、无毒高效的方向发展。无机絮凝剂价格便宜，但对人类健康和生态环境会产生不利影响;有机高分子絮凝剂虽然用量少，浮渣产量少，絮凝能力强，絮体容易分离，除油及除悬浮物效果好，但这类高聚物的残余单体具有“三致”效应(致崎、致癌、致突变)，因而使其应用范围受到限制;微生物絮凝剂因不存在二次污染，使用方便，应用前景诱人。因此需要研制出价格低廉，原材料容易获取，絮凝效果好，对于污水中的重金属、油渍、固体颗粒物都能有很好的吸附沉淀作用，且无任何毒副作用，不会再次产生环境污染。。
【发明内容】
[0005]本发明解决的技术问题是提供了一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂及其制备方法。
[0006]本发明的技术方案如下:
[0007]—种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂，制备方法为:将适量麦麸加入到耐高温可加热的容器中，加入麦麸质量10-30倍的蒸馏水，升温至75-85°C，边搅拌边加入无机金属盐，再加入麦麸质量3-6 %的表面活性剂、助凝剂，加入助凝剂时应采取渐次性加药方式，慢慢的投入，使之均匀的在水中分散，再使用超声波分散机进行超声分散，在80-90 0C下搅拌2-3h，冷却至室温加入乙醇溶液，搅拌使未反应的助凝剂充分溶解在有机溶剂乙醇溶液中，在烘干机中缓慢加热至100°C，回收乙醇，使麦麸的水分含量低于10%，停止加热，室温冷却，喷雾干燥，粉碎至80-100目大小，包装后即得所述的絮凝剂。
[0008]进一步的，所述的麦麸为为小麦磨取面粉后筛下的种皮，干燥后去除杂质异物，过40目筛，麦麸的内部组织由很多毛细管构成，具有很强的表面原子张力，因此对重金属离子具有很强的吸附性。
[0009]进一步的，所述的无机金属盐为所述的无机金属盐为纤维状的碱式硫酸镁晶须，其使用量为麦麸重量的1_3%，制备方法为将质量浓度为15-25%氯化镁溶液与质量浓度为18-20%的氢氧化钠溶液按照8:1的质量比混合，搅拌后进行沉淀反应，生成粒径范围在50-80纳米的高分散氢氧化镁粒子，将得到的沉淀混合液进行超声分散，得到含有氢氧化镁的悬浮浆料，给悬浮浆料中加入质量浓度为3-5%的硫酸溶液，置于水热反应釜中，在130-150°C的环境下反应3-5h，反应结束后冷却至室温，并对其抽滤、洗涤、干燥得到纤维状的碱式硫酸镁晶须，无机金属盐可以给絮凝剂提供活性离子，增强聚合度和絮凝速度，特别是对于低浊度的污水净化效果显著。
[0010]进一步的，所述的表面活性剂为工业用的大豆卵磷脂，其制备方法为:将大豆去皮后粉碎，加入8-12倍量的重量浓度为25-45%的丙酮在45°C下进行搅拌脱油，时间为lh，过滤去除大豆油脂，得到粗磷脂，再用质量浓度为85%的乙醇对其进行纯化提取，温度为70°C，提取时间在60min以内，吸附剂选择粉状活性碳，得到了纯度为82%的大豆卵磷脂，降低了麦麸组织和溶液接触面的表面张力和表面自由能，使助凝成分能与麦麸进行很好的络合，更好的发挥絮凝作用。
[0011]进一步的，所述的助凝剂为PAM，平均分子量为1400-2000万，浓度为3-5%。，此浓度可以迅速发挥效力，加入量为麦麸质量的2-5%，PAM是由丙烯酰胺聚合而成的一种有机高分子絮凝剂，可以在颗粒间形成更大的絮体由此产生的巨大表面吸附作用。
[0012]进一步的，所述的乙醇溶液质量浓度为55-75%，使用量为麦麸重量的1.5倍，加入乙醇溶液可以溶解未反应的助凝剂中的丙烯酰胺单体。
[0013]进一步的，所述的絮凝剂与废水的投加比例为(0.2-0.8)kg/m3。
[0014]本发明的特点是絮凝剂亲水性强，吸附性强，稳定性好，对于污水处理过程中的重金属、油渍、固体颗粒都有很强的吸附沉淀作用，廉价实用、无毒，在水处理技术应用领域有广阔的发展前景。
[0015]本发明具有以下优点:
[0016]1.原料麦麸廉价易得，使絮凝剂的成本大大降低，毛细管组织多，表面吸附力强，絮凝效果好。
[0017]2.絮凝剂制备过程简单，步骤少，常压下进行，制备出的絮凝剂使用范围广，聚合度高，沉降速度快，用量少。
[0018]3.所制备的絮凝剂对在污水处理过程中浊度的去除率达到88%以上。
【具体实施方式】
[0019]实施例1:
[0020]—种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂，制备方法为:将适量麦麸加入到耐高温可加热的容器中，加入麦麸质量10倍的蒸馏水，升温至75°C，边搅拌边加入无机金属盐，再加入麦麸质量3 %的表面活性剂、助凝剂，加入助凝剂时应采取渐次性加药方式，慢慢的投入，使之均匀的在水中分散，再使用超声波分散机进行超声分散，在80 0C下搅拌2h，冷却至室温加入乙醇溶液，搅拌使未反应的助凝剂充分溶解在有机溶剂乙醇溶液中，在烘干机中缓慢加热至100 °C，回收乙醇，使麦麸的水分含量低于10 %，停止加热，室温冷却，喷雾干燥，粉碎至80目大小，包装后即得所述的絮凝剂。
[0021]其中，所述的麦麸为为小麦磨取面粉后筛下的种皮，干燥后去除杂质异物，过40目筛，麦麸的内部组织由很多毛细管构成，具有很强的表面原子张力，因此对重金属离子具有很强的吸附性。所述的无机金属盐所述的无机金属盐为所述的无机金属盐为纤维状的碱式硫酸镁晶须，其使用量为麦麸重量的1%，制备方法为将质量浓度为15%氯化镁溶液与质量浓度为18%的氢氧化钠溶液按照8:1的质量比混合，搅拌后进行沉淀反应，生成粒径范围在50纳米的高分散氢氧化镁粒子，将得到的沉淀混合液进行超声分散，得到含有氢氧化镁的悬浮浆料，给悬浮浆料中加入质量浓度为3 %的硫酸溶液，置于水热反应釜中，在130 °C的环境下反应3h，反应结束后冷却至室温，并对其抽滤、洗涤、干燥得到纤维状的碱式硫酸镁晶须，无机金属盐可以给絮凝剂提供活性离子，增强聚合度和絮凝速度，特别是对于低浊度的污水净化效果显著，无机金属盐可以给絮凝剂提供活性离子，增强聚合度和絮凝速度，特别是对于低浊度的污水净化效果显著。所述的表面活性剂为工业用的大豆卵磷脂，其制备方法为:将大豆去皮后粉碎，加入8倍量的重量浓度为25%的丙酮在45°C下进行搅拌脱油，时间为lh，过滤去除大豆油脂，得到粗磷脂，再用质量浓度为85%的乙醇对其进行纯化提取，温度为70°C，提取时间在60min以内，吸附剂选择粉状活性碳，得到了纯度为82%的大豆卵磷脂，降低了麦麸组织和溶液接触面的表面张力和表面自由能，使助凝成分能与麦麸进行很好的络合，更好的发挥絮凝作用。所述的助凝剂为PAM，平均分子量为1400万，浓度为3%。，此浓度可以迅速发挥效力，加入量为麦麸质量的2%，PAM是由丙烯酰胺聚合而成的一种有机高分子絮凝剂，可以在颗粒间形成更大的絮体由此产生的巨大表面吸附作用。所述的乙醇溶液质量浓度为55%，使用量为麦麸重量的1.5倍，加入乙醇溶液可以溶解未反应的助凝剂中的丙烯酰胺单体。所述的絮凝剂与废水的投加比例为0.2kg/m3。
[0022]实施例2:
[0023]—种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂，制备方法为:将适量麦麸加入到耐高温可加热的容器中，加入麦麸质量20倍的蒸馏水，升温至800C，边搅拌边加入无机金属盐，再加入麦麸质量4.5 %的表面活性剂、助凝剂，加入助凝剂时应采取渐次性加药方式，慢慢的投入，使之均匀的在水中分散，再使用超声波分散机进行超声分散，在85 0C下搅拌2.5h，冷却至室温加入乙醇溶液，搅拌使未反应的助凝剂充分溶解在有机溶剂乙醇溶液中，在烘干机中缓慢加热至100 °C，回收乙醇，使麦麸的水分含量低于1 %，停止加热，室温冷却，喷雾干燥，粉碎至90目大小，包装后即得所述的絮凝剂。
[0024]其中，所述的麦麸为为小麦磨取面粉后筛下的种皮，干燥后去除杂质异物，过40目筛，麦麸的内部组织由很多毛细管构成，具有很强的表面原子张力，因此对重金属离子具有很强的吸附性。所述的无机金属盐为所述的无机金属盐为所述的无机金属盐为纤维状的碱式硫酸镁晶须，其使用量为麦麸重量的2%，制备方法为将质量浓度为20%氯化镁溶液与质量浓度为19%的氢氧化钠溶液按照8:1的质量比混合，搅拌后进行沉淀反应，生成粒径范围在65纳米的高分散氢氧化镁粒子，将得到的沉淀混合液进行超声分散，得到含有氢氧化镁的悬浮浆料，给悬浮浆料中加入质量浓度为4%的硫酸溶液，置于水热反应釜中，在140°C的环境下反应4h，反应结束后冷却至室温，并对其抽滤、洗涤、干燥得到纤维状的碱式硫酸镁晶须，无机金属盐可以给絮凝剂提供活性离子，增强聚合度和絮凝速度，特别是对于低浊度的污水净化效果显著，无机金属盐可以给絮凝剂提供活性离子，增强聚合度和絮凝速度，特别是对于低浊度的污水净化效果显著。所述的表面活性剂为工业用的大豆卵磷脂，其制备方法为:将大豆去皮后粉碎，加入10倍量的重量浓度为35%的丙酮在45°C下进行搅拌脱油，时间为lh，过滤去除大豆油脂，得到粗磷脂，再用质量浓度为85%的乙醇对其进行纯化提取，温度为70°C，提取时间在60min以内，吸附剂选择粉状活性碳，得到了纯度为82%的大豆卵磷脂，降低了麦麸组织和溶液接触面的表面张力和表面自由能，使助凝成分能与麦麸进行很好的络合，更好的发挥絮凝作用。所述的助凝剂为PAM，平均分子量为1700万，浓度为4%。，此浓度可以迅速发挥效力，加入量为麦麸质量的3.5%，PAM是由丙烯酰胺聚合而成的一种有机高分子絮凝剂，可以在颗粒间形成更大的絮体由此产生的巨大表面吸附作用。所述的乙醇溶液质量浓度为65%，使用量为麦麸重量的1.5倍，加入乙醇溶液可以溶解未反应的助凝剂中的丙烯酰胺单体。所述的絮凝剂与废水的投加比例为0.5kg/m3。
[0025]实施例3:
[0026]—种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂，制备方法为:将适量麦麸加入到耐高温可加热的容器中，加入麦麸质量30倍的蒸馏水，升温至850C，边搅拌边加入无机金属盐，再加入麦麸质量6 %的表面活性剂、助凝剂，加入助凝剂时应采取渐次性加药方式，慢慢的投入，使之均匀的在水中分散，再使用超声波分散机进行超声分散，在90 0C下搅拌3h，冷却至室温加入乙醇溶液，搅拌使未反应的助凝剂充分溶解在有机溶剂乙醇溶液中，在烘干机中缓慢加热至100 °C，回收乙醇，使麦麸的水分含量低于10 %，停止加热，室温冷却，喷雾干燥，粉碎至100目大小，包装后即得所述的絮凝剂。
[0027]其中，所述的麦麸为为小麦磨取面粉后筛下的种皮，干燥后去除杂质异物，过40目筛，麦麸的内部组织由很多毛细管构成，具有很强的表面原子张力，因此对重金属离子具有很强的吸附性。所述的无机金属盐为所述的无机金属盐为所述的无机金属盐为纤维状的碱式硫酸镁晶须，其使用量为麦麸重量的3%，制备方法为将质量浓度为25%氯化镁溶液与质量浓度为20%的氢氧化钠溶液按照8:1的质量比混合，搅拌后进行沉淀反应，生成粒径范围在80纳米的高分散氢氧化镁粒子，将得到的沉淀混合液进行超声分散，得到含有氢氧化镁的悬浮浆料，给悬浮浆料中加入质量浓度为5%的硫酸溶液，置于水热反应釜中，在150°C的环境下反应5h，反应结束后冷却至室温，并对其抽滤、洗涤、干燥得到纤维状的碱式硫酸镁晶须，无机金属盐可以给絮凝剂提供活性离子，增强聚合度和絮凝速度，特别是对于低浊度的污水净化效果显著，无机金属盐可以给絮凝剂提供活性离子，增强聚合度和絮凝速度，特别是对于低浊度的污水净化效果显著。所述的表面活性剂为工业用的大豆卵磷脂，其制备方法为:将大豆去皮后粉碎，加入12倍量的重量浓度为45%的丙酮在45°C下进行搅拌脱油，时间为lh，过滤去除大豆油脂，得到粗磷脂，再用质量浓度为85%的乙醇对其进行纯化提取，温度为70°C，提取时间在60min以内，吸附剂选择粉状活性碳，得到了纯度为82%的大豆卵磷脂，降低了麦麸组织和溶液接触面的表面张力和表面自由能，使助凝成分能与麦麸进行很好的络合，更好的发挥絮凝作用。所述的助凝剂为PAM，平均分子量为2000万，浓度为5%。，此浓度可以迅速发挥效力，加入量为麦麸质量的5%，PAM是由丙烯酰胺聚合而成的一种有机高分子絮凝剂，可以在颗粒间形成更大的絮体由此产生的巨大表面吸附作用。所述的乙醇溶液质量浓度为75%，使用量为麦麸重量的1.5倍，加入乙醇溶液可以溶解未反应的助凝剂中的丙烯酰胺单体。所述的絮凝剂与废水的投加比例为0.8kg/m3。
[0028]具体实验方法如下:
[0029]取400ml某化工厂的污水水样，经检测水样中含有若干重金属离子、油渍、固体颗粒物，将水样分为四组，试验组a、试验组b、试验组c、对照组，每组10ml，给三组试验组分别按照0.5kg/m3的投加比例加入本发明实施例1、实施例2、实施例3制备的絮凝剂，混匀，加热至60°C，静置冷却后过滤，得到对应的滤液a、b、c;给对照组使用常规的聚合体絮凝剂，混匀，解热至60°C，静置后冷却过滤，得到对照组滤液，与滤液a、b、c进行对比；结果表明，经过本发明制备的絮凝剂处理的水澄清度远远高于对照组处理的水，经检测重金属离子浓度也比对照组的水显著降低。
[0030]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂及其制备方法，其特征在于，所述的制备方法为:将适量麦麸加入到耐高温可加热的容器中，加入麦麸质量10-30倍的蒸馏水，升温至75-850C，边搅拌边加入无机金属盐，再加入麦麸质量3-6 %的表面活性剂、助凝剂，再使用超声波分散机进行超声分散，在80-90°C下搅拌2-3h，冷却至室温加入乙醇溶液，搅拌使未反应的助凝剂充分溶解在有机溶剂乙醇溶液中，在烘干机中缓慢加热至100°C，回收乙醇，使麦麸的水分含量低于10 %，停止加热，室温冷却，喷雾干燥，粉碎至80-100目大小，包装后即得所述的絮凝剂。2.如权利要求1所述的一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂，其特征在于，所述的麦麸为为小麦磨取面粉后筛下的种皮，干燥后去除杂质异物，过40目筛。3.如权利要求1所述的一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂，其特征在于，所述的无机金属盐为纤维状的碱式硫酸镁晶须，其使用量为麦麸重量的1-3 %，制备方法为将质量浓度为15-25 %氯化镁溶液与质量浓度为18-20 %的氢氧化钠溶液按照8:1的质量比混合，搅拌后进行沉淀反应，生成粒径范围在50-80纳米的高分散氢氧化镁粒子，将得到的沉淀混合液进行超声分散，得到含有氢氧化镁的悬浮浆料，给悬浮浆料中加入质量浓度为3-5 %的硫酸溶液，置于水热反应釜中，在130-1500C的环境下反应3-5h，反应结束后冷却至室温，并对其抽滤、洗涤、干燥得到纤维状的碱式硫酸镁晶须。4.如权利要求1所述的一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂，其特征在于，所述的表面活性剂为工业用的大豆卵磷脂，其制备方法为:将大豆去皮后粉碎，加入8-12倍量的重量浓度为25-45%的丙酮在45°C下进行搅拌脱油，时间为lh，过滤去除大豆油脂，得到粗磷脂，再用质量浓度为85%的乙醇对其进行纯化提取，温度为70°C，提取时间在60min以内，吸附剂选择粉状活性碳，得到了纯度为82 %的大豆卵磷脂。5.如权利要求1所述的一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂，其特征在于，所述的助凝剂为PAM，平均分子量为1400-2000万，浓度为3-5%。，加入量为麦麸质量的2-5%。6.如权利要求1所述的一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂，其特征在于，所述的乙醇溶液质量浓度为55-75%，使用量为麦麸重量的1.5倍。7.如权利要求1所述的一种以麦麸为原料的污水处理絮凝剂，其特征在于，所述的絮凝剂与废水的投加比例为(0.2-0.8)kg/m3。
【文档编号】C02F101/20GK106006898SQ201610561059
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年7月14日
【发明人】胡大苇
【申请人】胡大苇