一种柚子皮天然混凝剂的制备技术的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水处理领域，特别地，涉及一种柚子皮天然混凝剂的制备技术。
【背景技术】
[0002] 混凝剂是水和废水处理领域广泛应用的水处理剂，通过混凝过程实现其去除水中 污染物的功能。在饮用水处理中，混凝剂通过混凝过程即可实现原水浊度、色度等相关理化 指标的削减，也可实现水中多种有害物质及微生物的去除。混凝效果的好坏对后续水处理 单元的运行工况、最终出水水质及水处理费用均有较大影响。因此高效、无毒、低价混凝剂 的研发一直是混凝过程的核心技术。混凝剂包括无机类、有机类及微生物类。无机类混凝剂 价格较低，稳定性较好，具有很大优势，但是对生物和环境均有一定程度的伤害。微生物类 混凝剂基本无毒，但是其制备、储存、使用等均具有不稳定的特性，因而基本处于研究和探 索的阶段。有机类混凝剂包括人工合成有机类和天然有机类，人工合成有机类高效、用量 少，但是残留物对生物和环境也会造成较大危害，而天然有机类资源丰富、廉价、易降解、无 毒，具有良好的环境接受性，并且针对毒性较小或无毒的原水，水处理之后产生的污泥完全 可以农田回用，因此近年来得到了世界各国水处理领域专家的关注。
[0003] 21世纪伊始，我国食品行业迅猛发展，产生了巨量的废弃物，瓜皮类废弃物属于农 林废弃物的一种，其回收或再利用已成为普遍关注的热点问题。柚子又称文旦，是芸香料柑 橘属水果，是我国的特色水果之一，在很多地区都有大面积种植，主要分布于福建、江西、湖 南、广东、广西、浙江、四川等南方地区。2014/15年度柚子总产量约为650余万吨。柚子皮是 柚子的外层果皮，占整个柚子的43%~48%，被大量丢弃，如果得不到及时处理，则会在高温 下发酵腐烂，不仅影响城市面貌还滋养蚊虫，影响人体健康，成为重要的环境负担。
[0004] 柚子皮里白色絮状层主要由纤维素组成，纤维素分子结构里有羟基可以与水形成 氢键，分子内部结构的无定形区域越大，吸湿性越强，所以柚子皮往往用来做吸附剂。目前 关于柚子皮在环保领域的应用主要涉及其吸附性能方面，国内外有一些关于柚子皮吸附性 利用的专利，比如，一种柚子皮基活性炭的制备方法及在含酚废水、废气中的应用 (CN201510922549.0)，柚子皮重金属吸附剂及其制备方法和应用（CN201510755331.0)，一 种交联壳聚糖改性柚子皮去除废水中低浓度重金属吸附材料的制备方法 (CN20 15 10739935.6)，一种硫代氨基甲酸盐类改性柚子皮吸附剂及其制备方法 (CN201510129596.X)，一种草酸改性柚子皮生物吸附剂的制备方法(CN201410601867.2)， 改性柚子皮吸附剂及其制备方法(CN201410430743.2)，一种用柚子皮、麻杆、核桃壳制备活 性炭的方法(CN201310495709.9)<XN201510922549.0提供了 一种以柚子皮、活化剂为原料 的柚子皮基活性炭的制备方法;CN201510755331.0提供了一种以柚子皮、氢氧化钠、乙醇、 双氧水为原料的柚子皮重金属吸附剂及其制备方法和应用;CN201510129596.X提供了一种 以柚子皮粉末、胺类化合物、二硫化碳和有机溶剂为原料的硫代氨基甲酸盐类改性柚子皮 吸附剂及其制备方法，该吸附剂可用于去除废水废渣中的重金属离子，包括Cu 2+，Pb2+，Cr3+， Cd2+，Cr6+等;CN201410601867.2提供了一种以柚子皮、异丙醇、NaOH、草酸为原料的草酸改 性柚子皮生物吸附剂的制备方法，对重金属镉进行了吸附研究，发现了柚子皮的新的用途； CN201410430743.2提供了一种以柚子皮、三乙烯四胺为原料的改性柚子皮吸附剂及其制备 方法，对水体中金属离子具有优良的吸附性能;CN201310495709.9提供了一种利用柚子皮、 麻杆、核桃壳制备活性炭的方法。
[0005] 柚子皮里除了含有大量纤维素以外，还含有多糖、果胶类物质，因而有制备水处理 混凝剂的成分基础，而上述关于柚子皮在环保领域的应用均未涉及柚子皮天然混凝剂的制 备技术，目前国内外文献数据库中，也未见以柚子皮为主要原料制备的用于削减水中污染 物的柚子皮天然混凝剂的相关报道。
【发明内容】
[0006] 本发明主要目的是为综合利用柚子皮开辟一种新的思路，要解决的技术问题是提 供一种柚子皮天然混凝剂的制备技术，通过利用含有糖、纤维素、果胶等物质的柚子皮制备 水处理效能较优、适应范围较广、尤其适用于去除色度、磷及重金属等污染物的柚子皮天然 混凝剂。
[0007] 为达到上述目的，本发明采用的技术方案如下： 以下各组份均按重量百分比计： (1) 将柚子皮烘干，并粉碎成粉末状； (2) 在50转/分钟~100转/分钟的搅拌速度下，将40°O90°C的57%~89%的水加入到7%~ 28%的柚子皮粉末中，搅拌1分钟~5分钟，然后在40°〇90°C的温度下持续加热0.1小时~2小 时，得到提取混合液，备用； (3) 在200转/分钟~400转/分钟的搅拌速度及温度为40°090°C的条件下，将0.15%~ 5.5%的质量分数为40%~50%的氢氧化钠溶液加入到上述提取混合液中，搅拌5分钟~10分钟， 得到碱聚液，备用； (4) 在200转/分钟~400转/分钟的搅拌速度及温度为40 °O90°C的条件下，将0%~7.5%的 质量分数为40%~99.5%的乙醇溶液加入到上述碱聚液中，搅拌1分钟~5分钟，然后在40°〇90 °C的温度下持续加热0.1小时~0.5小时，得到碱醇聚液，备用； (5) 将0%~2.5%的质量分数为10%~13%的次氯酸钠溶液加入到上述碱醇聚液中，搅拌1分 钟~5分钟，得到碱醇聚调和液，然后在50转/分钟~100转/分钟的搅拌速度及温度为40 °〇90 °C的条件下，将0%~2.5%的质量分数为5%~20%的氯化钠溶液加入到上述碱醇聚调和液中，搅 拌1分钟~5分钟，得到碱醇盐聚调和液，再将0%~0.017%的稳定剂加入到上述碱醇盐聚调和 液中，搅拌1分钟~5分钟，室温下静置熟化，控制熟化时间为0.5小时~6小时，制得柚子皮天 然混凝剂液体产品； (6) 采用逆向接触喷雾干燥法或自然晾干法或冷冻法将上述液体产品固态化，在逆向 接触喷雾干燥法中，热空气流量为l〇〇m3/h~250m 3/h，热空气进口温度为105°0115°C，在自 然晾干法中，将上述柚子皮天然混凝剂液体产品自然晾干、粉碎，在冷冻法中，冷冻温度控 制为-2(T〇-l(TC，制成柚子皮天然混凝剂粉末状固形产品； 所用的氢氧化钠、次氯酸钠和氯化钠为工业级产品； 所用的稳定剂为工业级的酒石酸钠与有效组分的质量分数为14%~15%的卡松溶液的混 合液，酒石酸钠与酒石酸钠的重量比为1:1。
[0008] 本发明具有如下优点： 1、本发明采用了农林废弃物中的瓜果皮为主要原料，以水为主要提取剂，以低加入量 的工业级氢氧化钠为辅助原料，降低了混凝剂的制备成本，低加入量的工业级氢氧化钠使 处理之后的水的pH值在中性或弱碱性范围内，不需要额外加酸以降低出水的pH值，降低了 水处理的成本。
[0009] 2、本发明的生产过程为常压，反应釜温度要求为4〇°〇9(rc，能耗低，生产过程无 二次污染，生产设备和工艺过程简单、经济、实用，很好实现。
[0010] 3、本发明中加入的卡松对混凝剂具有防腐作用，同时加入的次氯酸钠也具有延长 混凝剂储存时间的功能，较好地提高了混凝剂的储存稳定性，同时本发明中加入的次氯酸 钠还具有提高混凝剂除污染效果的作用。
[0011] 4、本发明的柚子皮天然混凝剂可应用于饮用水、城市污水、工业废水等领域。
【具体实施方式】
[0012] 下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
[0013] 实施例1 将柚子皮烘干，并粉碎成粉末状。在50转/分钟~100转/分钟的搅拌速度下，将50°C的 60L的水加入到10Kg的柚子皮粉末中，搅拌2分钟，然后在50°C的温度下持续加热0.5小时， 得到提取混合液，备用。在200转/分钟~400转/分钟的搅拌速度及温度为50°C的条件下，将 〇. 1L的质量分数为40%的氢氧化钠溶液加入到上述提取混合液中，搅拌5分钟，得到碱聚液， 然后在50°C的温度下持续加热0.1小时，室温下静置熟化，控制熟化时间为3小时，制得柚子 皮天然混凝剂液体产品。
[0014] 实施例2 将柚子皮烘干，并粉碎成粉末状。在50转/分钟~100转/分钟的搅拌速度下，将60°C的 40L的水加入到10Kg的柚子皮粉末中，搅拌5分钟，然后在60°C的温度下持续加热1.5小时， 得到提取混合液，备用。在200转/分钟~400转/分钟的搅拌速度及温度为60°C的条件下，将 〇. 5L的质量分数为40%的氢氧化钠溶液加入到上述提取混合液中，搅拌5分钟，得到碱聚液， 备用。在200转/分钟~400转/分钟的搅拌速度及温度为60°C的条件