一种污水处理絮凝剂及其制备方法

本发明涉及污水处理，具体为一种污水处理絮凝剂及其制备方法。

背景技术：

1、絮凝剂可以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，絮凝剂广泛应用于污水处理领域。随着工业化的发展，各种生活和工业污水越来越多，排入到环境中最终会危害到身体健康，因此如何避免这一现象，是解决问题的关键。

2、壳聚糖是一天然碱性多糖物质，具有优异的生物学功能和化学修饰反应的活性，广泛应用于多个领域，在絮凝剂方面，壳聚糖被用作阳离子絮凝剂，主要用于去除悬浮颗粒、提高液体产品的回收，本发明将其和磺酸-季铵盐共聚物、膨润土改性酚醛树脂进行复配，制备出一种高效处理水中重金属离子的絮凝剂。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有技术的不足，本发明提供了一种污水处理絮凝剂及其制备方法，解决了水中重金属离子污染的问题。

3、（二）技术方案

4、为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：一种污水处理絮凝剂，包括以下重量组分：4-10重量份的磺酸-季铵盐共聚物、8-12重量份的膨润土改性酚醛树脂、15-25重量份的壳聚糖；

5、所述磺酸-季铵盐共聚物的制备方法为：

6、s1.向n,n-二甲基甲酰胺溶剂中加入5-8重量份的羟基化膨润土、2-5重量份的2-氯-4,6-双烯丙基三嗪，搅拌混合，在90-110℃下反应10-15h，结束后减压蒸馏，过滤并干燥，得到烯基化膨润土；

7、s2.将4-7重量份的烯丙基三甲基氯化铵、3-6重量份的2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸钠进行溶解、5-10重量份的烯基化膨润土加入到n,n-二甲基甲酰胺溶剂中，进行溶解，然后再加入0.5-1重量份的引发剂，进行聚合反应，在90-120℃下反应10-15h，得到磺酸-季铵盐共聚物。

8、优选的，所述膨润土改性酚醛树脂的制备方法为：

9、（1）将8-12重量份的γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷改性膨润土加入到质量分数为2-3%的硫酸溶液中，在50-75℃下搅拌反应15-22h，结束后，过滤，洗涤并干燥，得到羟基化膨润土；

10、（2）将羟基化膨润土加入到1,4-二氧六环溶剂中，搅拌均匀，然后继续加入对甲氧基苯甲酰氯和吡啶催化剂，在30-40℃下反应8-15h，反应后浓缩溶剂，丙酮洗涤，得到中间体；

11、（3）向n,n-二甲基甲酰胺溶剂中加入5-10重量份的中间体，搅拌，然后滴加1-2重量份的三溴化硼，在-15℃至-10℃下反应15-20h，然后继续加入甲醇终止反应，将溶液倒入冰水中析出沉淀，过滤并洗涤，乙酸乙酯重结晶，得到苯酚改性膨润土；

12、（4）将苯酚改性膨润土、甲醛加入到搅拌器中，在70-90℃下反应45-55min，然后再滴加乙二胺，升温至95-100℃，回流脱水，冷却至室温，得到膨润土改性酚醛树脂。

13、优选的，所述（2）中羟基化膨润土、对甲氧基苯甲酰氯、吡啶催化剂的质量比为1.1-1.3:1:0.01-0.03。

14、优选的，所述（3）中搅拌时间为10-20min。

15、优选的，所述（4）中苯酚改性膨润土、甲醛、乙二胺的质量比为1:1.1-1.2:0.4-0.8。

16、优选的，所述s2中引发剂为偶氮二异丁腈。

17、优选的，所述污水处理絮凝剂的制备方法为：将磺酸-季铵盐共聚物、膨润土改性酚醛树脂、壳聚糖加入到搅拌器中，搅拌20-30min，结束后得到污水处理絮凝剂。

18、（三）有益的技术效果

19、本发明通过将磺酸-季铵盐共聚物、膨润土改性酚醛树脂、壳聚糖加入到搅拌器中，搅拌，结束后得到污水处理絮凝剂。

20、其中膨润土改性酚醛树脂中的膨润土具有较大的比表面积和良好的吸附能力，其中的蒙脱石层间的阳离子能够很好的和废水中的铬离子、铅离子发生交换，进行吸附达到絮凝的效果；酚醛树脂的酚羟基含量较高，亲水性强，对废水中的铬离子、铅离子具有较好的吸附效果，并且酚醛树脂中胺基的配位与氢键作用使其对重金属离子具有良好的吸附能，协效达到絮凝；磺酸-季铵盐共聚物中的磺酸基中有电子云密度较高的硫原子，使其易和废水中的铬离子、铅离子发生络合，形成微小絮体与季铵盐基团电中和作用形成沉淀，有效去除重金属离子，达到絮凝的作用；并且磺酸-季铵盐共聚物中的磺酸基和膨润土改性酚醛树脂中的酚羟基、氨基和壳聚糖中的氨基、羟基，形成氢键，构成了交联网，在废水中能更有效吸附重金属离子，达到絮凝的效果。

技术特征：

1.一种污水处理絮凝剂，其特征在于，包括以下重量组分：4-10重量份的磺酸-季铵盐共聚物、8-12重量份的膨润土改性酚醛树脂、15-25重量份的壳聚糖；

2.根据权利要求1所述的污水处理絮凝剂，其特征在于，所述（2）中羟基化膨润土、对甲氧基苯甲酰氯、吡啶催化剂的质量比为1.1-1.3:1:0.01-0.03。

3.根据权利要求1所述的污水处理絮凝剂，其特征在于，所述（3）中搅拌时间为10-20min。

4.根据权利要求1所述的污水处理絮凝剂，其特征在于，所述（4）中苯酚改性膨润土、甲醛、乙二胺的质量比为1:1.1-1.2:0.4-0.8。

5.根据权利要求1所述的污水处理絮凝剂，其特征在于，所述s2中引发剂为偶氮二异丁腈。

6.一种污水处理絮凝剂的制备方法，用于制备如权利要求1-5任一项所述的污水处理絮凝剂，其特征在于，所述污水处理絮凝剂的制备方法为：将磺酸-季铵盐共聚物、膨润土改性酚醛树脂、壳聚糖加入到搅拌器中，搅拌20-30min，结束后得到污水处理絮凝剂。

技术总结本发明涉及污水处理技术领域，且公开了一种污水处理絮凝剂及其制备方法，本发明通过将磺酸‑季铵盐共聚物、膨润土改性酚醛树脂、壳聚糖加入到搅拌器中，搅拌，结束后得到污水处理絮凝剂；其中膨润土改性酚醛树脂中的膨润土具有较大的比表面积和良好的吸附能力，其中的蒙脱石层间的阳离子能够很好的和废水中的铬离子、铅离子发生交换，进行吸附达到絮凝的效果；磺酸‑季铵盐共聚物中的磺酸基中有电子云密度较高的硫原子，使其易和废水中的铬离子、铅离子发生络合，形成微小絮体与季铵盐基团电中和作用形成沉淀，有效去除重金属离子，达到絮凝的作用。技术研发人员：刘赵文,曹德菊,羊礼敏,汪君逸,单雨迪受保护的技术使用者：安徽农业大学技术研发日：技术公布日：2024/7/11