一种造纸污水处理用海泡石/淀粉接枝聚丙烯酰胺复合絮凝剂的制备方法与流程

文档序号:14337615阅读:140来源:国知局

本发明涉及絮凝剂领域,具体涉及一种造纸污水处理用海泡石/淀粉接枝聚丙烯酰胺复合絮凝剂的制备方法。



背景技术:

纸产业是我国重要工业产业之一,现代的造纸程序可分为制浆、调制、抄造、加工等主要步骤。造纸废水主要来自造纸工业生产中的制浆和抄纸两个生产过程,制浆产生的造纸废水,污染最为严重。洗浆时排出废水呈黑褐色,称为黑水,黑水中污染物浓度很高,bod高达5-40g/l,含有大量纤维、无机盐和色素。漂白工序排出的造纸废水也含有大量的酸碱物质。抄纸机排出的造纸废水,称为白水,其中含有大量纤维和在生产过程中添加的填料和胶料。

絮凝剂沉淀是目前采用比较多的处理工业废水的方法,通过向废水中加入絮凝剂,可以有效的去除废水中的悬浮物、溶解性的化学耗氧物(cod)以及生物耗氧物(bod),从而达到净化污水的目的。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。国内现在的污水絮凝剂具有价格较高、不易降解、对环境不友好等缺陷。

所以开发一种絮凝效果好、价格便宜且易降解的絮

凝剂是十分必要的,具有极大的经济效益和社会效益。



技术实现要素:

针对现有技术的不足,本发明提供了一种造纸污水处理用海泡石/淀粉接枝聚丙烯酰胺复合絮凝剂的制备方法,制备的絮凝剂具有絮凝效果良好、原料易降解、价格便宜等特点,降低生产成本。

本发明是通过以下技术方案实现的:

一种造纸污水处理用海泡石/淀粉接枝聚丙烯酰胺复合絮凝剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)海泡石的酸化处理:

将8-24重量份海泡石加入到100-400份蒸馏水中,在常温下搅拌5-8小时水化,静置20-40分钟,抽滤干燥后,加入一定浓度的强酸溶液中,混合均匀后,在65-80℃温度下进行热酸处理10-18小时,静置沉淀后,用去离子水清洗数次,抽滤后放入烘箱中干燥,得到酸化改性后的海泡石;

(2)分散、粉碎:

再使用分散机在2000-3000r/min的条件下,对酸化海泡石进行分散50-70分钟,抽滤,水洗至中性,得到滤饼,之后采用超音速气流粉碎设备中对滤饼进行粉碎,得到超细粉碎后的海泡石纤维;

(3)取10-20份淀粉和25-60份蒸馏水加入装有搅拌器、温度计、氮气管和冷凝管的四口烧瓶中,加入0.3-2份氢氧化钠,再通入氮气并搅拌,于68-80℃恒温水浴搅拌20-40分钟,冷却至室温,用0.1g/ml的盐酸缓慢调节ph至6-7;

(4)将步骤(2)处理后的海泡石纤维混入淀粉液中,搅拌并通入n2除氧15-25分钟,然后加入30-55份丙烯酰胺单体,待溶解完后,滴加一定量的引发剂溶液,于40-50℃温度下恒温水浴反应2-5小时,得黏稠的接枝混合物;

(5)后处理:

将上述反应得到的粘稠混合物用足够量的乙醇和丙酮反复洗涤,于45-55℃真空干燥,得到复合絮凝剂。

其中,所述的强酸为盐酸、硫酸或硝酸中的任意一种或多种混合物,酸浓度为0.6-0.8mol/l,酸化处理中固液比为1:8-15。

其中,所述的超音速气流粉碎过程中,气流压力为0.6-1.0mpa,分级轮转速为2500-3000r/min。

其中,所述的引发剂溶液是指过硫酸钾的水溶液,其浓度为2-5g/l。

其中,所述的过硫酸钾的质量占丙烯酰胺单体质量的0.2-0.5%。

与现有技术相比,本发明具有以下优点:

(1)本发明中通过使用强酸处理海泡石,反应掉海泡石纤维间胶结物,除去海泡石中的碳酸盐杂质,使得海泡石晶体内部分通道连通,增大内部孔径和孔隙率,之后利用气流粉碎设备再次对纤维束进行分散粉碎,将纤维束剥离成单根纤维,有利于获得高长径比海泡石纤维,具有较大的比表面积和离子交换容量,同时提高海泡石纤维表面带有正电荷的活性基团,吸附性能达到最佳。

(2)本发明中将改性后的海泡石纤维与淀粉混合接枝聚丙烯酰胺,在共聚物分子链上含有很多的-nh2、-oh基团,可以与水中污染物通过离子交换、氢键和范德华力等作用产生吸附架桥现象,导致造纸污水中的污染物颗黏合聚集,形成较大的絮凝矾花,这种化学吸附作用与海泡石纤维的物理吸附作用相结合,提高了絮凝剂的吸附性能和沉淀性能,对造纸污水具有除浊、脱色、脱油、脱水、除菌、除臭、除藻、去除水中cod、bod及重金属离子等功效显著。

具体实施方式

一种造纸污水处理用海泡石/淀粉接枝聚丙烯酰胺复合絮凝剂的制备方法,包括以下步骤:

(1)海泡石的酸化处理:

将13重量份海泡石加入到240份蒸馏水中,在常温下搅拌6小时水化,静置40分钟,抽滤干燥后,加入一定浓度的强酸溶液中,混合均匀后,在75℃温度下进行热酸处理10小时,静置沉淀后,用去离子水清洗数次,抽滤后放入烘箱中干燥,得到酸化改性后的海泡石;

(2)分散、粉碎:

再使用分散机在2000r/min的条件下,对酸化海泡石进行分散60分钟,抽滤,水洗至中性,得到滤饼,之后采用超音速气流粉碎设备中对滤饼进行粉碎,得到超细粉碎后的海泡石纤维;

(3)取15份淀粉和60份蒸馏水加入装有搅拌器、温度计、氮气管和冷凝管的四口烧瓶中,加入0.7份氢氧化钠,再通入氮气并搅拌,于75℃恒温水浴搅拌30分钟,冷却至室温,用0.1g/ml的盐酸缓慢调节ph至6-7;

(4)将步骤(2)处理后的海泡石纤维混入淀粉液中,搅拌并通入n2除氧20分钟,然后加入45份丙烯酰胺单体,待溶解完后,滴加一定量的引发剂溶液,于45℃温度下恒温水浴反应3小时,得黏稠的接枝混合物;

(5)后处理:

将上述反应得到的粘稠混合物用足够量的乙醇和丙酮反复洗涤,于50℃真空干燥,得到复合絮凝剂。

其中,所述的强酸为盐酸、硫酸或硝酸中的任意一种或多种混合物,酸浓度为0.6mol/l,酸化处理中固液比为1:8。

其中,所述的超音速气流粉碎过程中,气流压力为0.8mpa,分级轮转速为2500r/min。

其中,所述的引发剂溶液是指过硫酸钾的水溶液,其浓度为3g/l。

其中,所述的过硫酸钾的质量占丙烯酰胺单体质量的0.3%。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种造纸污水处理用海泡石/淀粉接枝聚丙烯酰胺复合絮凝剂的制备方法,本发明中对活化后的海泡石进行超细粉碎,有利于高长径比海泡石纤维的获得,使纤维具有更大的比表面积、优异的吸附性能;之后将改性后的海泡石纤维与淀粉混合接枝聚丙烯酰胺,在共聚物分子链上含有很多的‑NH2、‑OH基团,可以与水中污染物通过离子交换、氢键和范德华力等作用产生吸附架桥现象,导致污水中的污染物颗黏合聚集,形成较大的絮凝矾花,这种化学吸附作用与海泡石纤维的物理吸附作用相结合,提高了絮凝剂的吸附性能和沉淀性能,具有更好的絮凝脱稳性能、较强的环境适应能力以及稳定性。

技术研发人员:徐道际;张建波;张成文;邓书醒;肖杰
受保护的技术使用者:安徽宏实光机电高科有限公司
技术研发日:2017.12.28
技术公布日:2018.05.04
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